טוּנְגְּסְטֶן (Tungsten, הידוע גם בשם Wolframium) הוא יסוד מתכתי שמספרו האטומי 74 וסמלו הכימי W. מקור השם "טונגסטן" הוא בשפה השוודית, ופירושו "אבן כבדה", שכן משקלו הסגולי של הטונגסטן הוא 19.25, כמעט כפליים מצפיפותה של עופרת, ובצורתו הטהורה הוא קשה מאוד.

טונגסטן
רניום - טונגסטן - טנטלום
Mo
W
Sg
W-TableImage.png
כללי
מספר אטומי 74
סמל כימי W
סדרה כימית מתכות
צפיפות 19250 kg/m3
מראה
מתכת מבריקה בגוון אפרפר
Wolfram evaporated crystals and 1cm3 cube.jpg
תכונות אטומיות
משקל אטומי 183.84 u
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2, 8, 18, 32, 12, 2
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר מוצק
נקודת התכה 3687.15K (3414°C)
נקודת רתיחה 5828K (5555°C)
לחץ אדים 4.27Pa ב-3680K
מהירות הקול 5174 מטר לשנייה ב-293.15K
שונות
אלקטרושליליות 2.36
קיבול חום סגולי 130 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית 18.9 · 106/m·Ω
מוליכות חום 174 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 770 kJ/mol

תוכן עניינים

תכונותעריכה

טונגסטן הוא מתכת אפרפרה וקשיחה. ניתן לחתוך אותו בעזרת מסור לחיתוך מתכות כשהוא מאוד טהור. עמידותו של טונגסטן בפני קורוזיה היא גבוהה ביותר, אך עדיין חומצות מסוימות מסוגלות לתקוף אותו. כשנחשף לאוויר בטמפרטורות גבוהות, טונגסטן מתעטף בשכבת תחמוצת. טונגסטן מוליך חשמל וחום.

שימושיםעריכה

כלי עבודה - קרביד הטונגסטן - ״וידיה״עריכה

לטונגסטן שימושים רבים, והנפוץ בהם הוא כנראה קַרבּיד הטונגסטן (טונגסטן קרביד, WC) - חומר בעל קושיות גבוהה ביותר שמייצרים ממנו להבים של כלי עבודה שתפקידם לחתוך חומרים שונים, למשל להבי מסורים, מקדחים, להבי כרסומות ועוד. נהוג לומר שלהבים מקרביד הטונגסטן ״מחזיקים את הלהב״ פי 10 עד 20 יותר מאשר להבים שעשויים פלדה ללא קרביד הטונגסטן בקצה, מה שמצריך השחזות תכופות יותר ואיכות חיתוך ירודה. להבי קרביד הטונגסטן קרויים בישראל בשפת העם ״וידיה״. ככל הנראה מקור השם בגרמנית (כמו שמות כלים וחומרים רבים בישראל, למשל נירוסטה). בגרמנית המילה Wiedia (מבוטאת כ-Vidia) היא קיצור של צמד המילים ״Wie Diamond״ שתרגומו הוא ״כמו יהלום״. שם עממי שניתן למתכת זו עקב דרגת הקשיות הגבוהה שלה.

שימושים נוספיםעריכה

בנוסף, נקודת ההתכה הגבוהה של הטונגסטן, העומדת על 3,422 מעלות צלזיוס, טמפרטורת התכה זו היא השנייה בגובהה מבין היסודות הכימים. לכן טונגסטן משמש לייצור חוטי להט בנורות ליבון, ציוד לספינות חלל וחוטי חשמל דקים מאוד. חוטי להט מטונגסטן משמשים גם כמקור אלקטרונים (לרוב מקור תרמיוני), המשמשים למקורות קרני רנטגן, מיקרוסקופי אלקטרונים ועוד. קשיחותו ועמידותו מפני חלודה מאפשרות יצירת סגסוגות באיכות גבוהה. טונגסטן משמש גם כאלקטרודה בריתוך ארגון (tig) ובייצור קליעים חודרי שריון.

היסטוריהעריכה

כבר בשנת 1779 העלה פיטר וולף את ההשערה על קיומה של מתכת לא מוכרת במינרל שלימים קיבל את השם וולפרמיט. לאורך מספר שנים נעשו ניסיונות רבים לבודד את המתכת המסתורית ולבסוף, בשנת 1783 הצליחו חוסה אלויאר ופאוסטו אלויאר, שני אחים ספרדים, לבודד את המתכת תוך הפעלת חיזור כימי על חומצת טונגסטן בעזרת פחם.

צורה בטבעעריכה

טונגסטן מופק לרוב ממחצבים של המינרלים וולפרמיט ושֶליט, כמו גם מהמינרלים פֶרבֶּריט ויובּנֶריט.
אלו נמצאים בעיקר באזורים הרריים בסין (שם מופקת 75% מהתוצרת העולמית), קזחסטן, מיאנמר, קוריאה הדרומית, ברזיל, פורטוגל, בוליביה, רוסיה וארצות הברית. כדי לבודד את הטונגסטן מתוך העפרות, תחילה מרסקים אותן ושוטפים אותן במים. מגרגירי הטונגסטן ששוקעים מייצרים חומצת טונגסטן, ולאחר־מכן מטפלים בה בפחמן או במימן כדי לקבל את התוצר הסופי - טונגסטן טהור, אשר מתקבל בצורה של אבקה.

 
אבקת טונגסטן

תפקיד ביולוגיעריכה

אנזימים מסוימים משתמשים בטונגסטן בצורה דומה לשימוש במוליבדן.

בשנת 2002, בדיקות שתן של חולי לוקמיה העידו על רמות גבוהות של טונגסטן בגופם. למרות ממצאים אלו, הקשר בין טונגסטן לבין סרטן הדם עדיין שנוי במחלוקת.

קישורים חיצונייםעריכה