Unterschied zwischen Wolfram und Titan

Wolfram

Nomenklatur, Herkunft und Entdeckung

Wolfram wird vom Schwedischen abgeleitet Tung Sten, oder "schwerer Stein". Es wird durch das Symbol W dargestellt, wie es in vielen europäischen Ländern als Wolfram bekannt ist. Dies kommt von Deutsch für "Wolfsschaum", als frühe Zinnministern bemerkten, dass ein Mineral, das sie Wolframit nannten. [ich]

1779 untersuchte Peter Woulfe Sheelite aus Schweden und stellte fest, dass es ein neues Metall enthielt. Zwei Jahre später reduzierte Carl Wilhelm Scheele Wolframsäure aus diesem Mineral und isolierte ein saures weißes Oxid. Weitere zwei Jahre später isolierten Juan und Fausto Elhuyar in Vergara, Spanien, das gleiche Metalloxid aus einer identischen Säure, die aus Wolframit reduziert wurde. Sie erhitzten das Metalloxid mit Kohlenstoff und reduzierten es auf Wolframmetall.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Wolfram ist ein glänzendes, silbrig weißes Metall und hat die Atomzahl 74 auf der Periodenschaftstabelle von Elementen und einem Standard-Atomgewicht (a)_R) von 183.84.[ii]

Es hat den höchsten Schmelzpunkt aller Elemente, ultrahohe Dichte und ist sehr hart und stabil. Es hat den niedrigsten Dampfdruck, den niedrigsten Koeffizienten der thermischen Expansion und die höchste Zugfestigkeit aller Metalle. Diese Eigenschaften sind auf die starken kovalenten Bindungen zwischen Wolframatomen zurückzuführen, die durch 5D -Elektronen gebildet werden. Die Atome bilden eine körperzentrierte kubische Kristallstruktur.

Wolfram ist auch leitfähig, relativ chemisch inert, hypoallergen und besitzt Strahlungsschutzeigenschaften. Die reinste Form von Wolfram ist leicht formbar und funktioniert durch Schmieden, Extrudieren, Zeichnen und Sintern. Extrudierend und Zeichnung beinhaltet das Schieben bzw. das Ziehen von heißem Wolfram durch eine „Würfel“ (Schimmel.

Kommerzielle Verwendungen

Wolframlegierungen sind extrem hart, wie Wolfram-Carbid, das mit Keramik kombiniert wird, um "Hochgeschwindigkeits-Stahl" zu bilden- dies wird verwendet, um Bohrer, Messer und Schneiden, Sägen und Fräsen zu machen. Diese werden in Metallbearbeitungs-, Bergbau-, Holzbearbeitung, Bau- und Erdölindustrie verwendet und machen 60% des Wolfram-Nutzens kommerziell aus.

Wolfram wird in Heizelementen und Hochtemperaturöfen verwendet. Es ist auch in Ballasten in Flugzeugschwänzen, Yachtkielen und Rennwagen sowie Gewichten und Munition zu finden.

Calcium- und Magnesium -Wolframs wurden einst üblicherweise für Filamente in Glühlampen verwendet, werden jedoch als Energie ineffizient angesehen. Wolframlegierung werden jedoch in supraleitenden Schaltkreisen mit niedriger Temperatur verwendet.

Kristall-Wolfram werden in Kernphysik und Kernmedizin, Röntgen- und Kathodenstrahlröhrchen, Bogenschweißelektroden und Elektronenmikroskopen eingesetzt. Wolfram -Trioxid wird in Katalysatoren verwendet, wie beispielsweise in Kraftwerken, die mit Kohle laufen. Andere Wolframsalze werden in der Chemie- und Bräunungsindustrie verwendet.

Einige Legierungen werden als Schmuck verwendet, während eine dafür bekannt ist.

Wolfram ist das schwerste Metall, das eine biologische Rolle spielt, jedoch nur in Bakterien und Archaea. Es wird von einem Enzym verwendet, das Carboxsäuren auf Aldehyde reduziert. [III]

Titan

Nomenklatur, Herkunft und Entdeckung

Titan stammt aus dem Wort "Titanen", Söhne der Erdgöttin in der griechischen Mythologie. Reverend William Gregor, ein Amateurgeologe, bemerkte, dass schwarzer Sand durch einen Bach in Cornwall, 1791, von einem Magneten angezogen wurde. Er analysierte es und erfuhr, dass der Sand Eisenoxid (erklärte den Magnetismus) sowie ein Mineral, das als Menachanit bekannt war, das er abgeleitet hatte, das aus einem unbekannten Weißmetalloxid bestand. Dies meldete er sich der Royal Geological Society von Cornwall.

1795 untersuchte der preußische Wissenschaftler Martin Heinrich Klaproth aus Boinik ein rotes Erz, das als Schörl aus Ungarn bekannt ist und das Element des unbekannten Oxids nannte, das es enthielt, Titanium, Titanium. Er bestätigte auch die Anwesenheit von Titan in Menachanit.

Die Verbindung tio₂ ist ein Mineral, der als Rutil bekannt ist. Titan tritt auch in den Mineralien Ilmenit und Sphene auf, die hauptsächlich in magmatischen Felsen und Sedimenten vorhanden sind, die jedoch auch in der gesamten Erde -Lithosphäre verteilt sind.

Reines Titan wurde zum ersten Mal von Matthew A hergestellt. Hunter im Jahr 1910 am Rensselaer Polytechnic Institute durch Erhitzen von Titaniumtetrachlorid (hergestellt durch Erhitzen von Titandioxid mit Chlor oder Schwefel) und Natriummetall in dem heutigen Jägerprozess. William Justin Kroll reduzierte dann 1932 Titantetrachlorid mit Kalzium und verfeinerte später den Prozess mit Magnesium und Natrium. Dies ermöglichte es Titanium, außerhalb des Labors zu verwenden, und das, was heute als Krollprozess bekannt ist, wird bis heute kommerziell verwendet.

Sehr hochreines Titan wurde in kleinen Mengen von Anton Eduard Van Arkel und Jan Hendrik de Boer im Iodid- oder Kristallstangenprozess im Jahr 1925 hergestellt, indem Titan mit Jod reagiert und die Dämpfe über einem heißen Filament getrennt wurden.[iv]

Physikalische und chemische Eigenschaften

Titan ist ein hartes, glänzendes, silbrig weißes Metall, das durch das Symbol Ti auf dem Periodenzüchter dargestellt wird. Es hat die Atomzahl 22 und ein Standard -Atomgewicht (a_R) von 47.867. Die Atome bilden eine hexagonale, eng gepackte Kristallstruktur, die dazu führt, dass das Metall so stark ist wie Stahl, aber viel weniger dichter. Tatsächlich hat Titan das Verhältnis von höchster Stärke zu Dichte aller Metalle.

Titan ist in einer sauerstofffreien Umgebung duktil und kann aufgrund seines relativ hohen Schmelzpunkts extreme Temperaturen standhalten. Es ist nichtmagnetisch und hat niedrige elektrische und thermische Leitfähigkeiten.

Das Metall ist gegen Korrosion in Meerwasser, saurem Wasser und Chlor sowie einem guten Reflektor der Infrarotstrahlung. Als Photokatalysator setzt es Elektronen in Gegenwart von Licht frei, die mit Molekülen reagieren, um freie Radikale zu bilden, die Bakterien töten. [v]

Titan ist gut mit Knochen verbunden und ist ungiftig, obwohl feines Titandioxid ein vermutetes Karzinogen ist. Zirkonium, das häufigste Titanisotop, hat viele verschiedene chemische und physikalische Eigenschaften.

Kommerzielle Verwendungen

Titan wird am häufigsten in Form von Titandioxid verwendet, die eine Hauptkomponente eines leuchtend weißen Pigments ist. Titanverbindungen sind ein Bestandteil von Sonnenschutzmitteln und Raucher. [vi]

Titan wird auch in der chemischen und petrochemischen Industrie sowie in der Entwicklung von Lithiumbatterien verwendet. Bestimmte Titanverbindungen bilden Katalysatorkomponenten, beispielsweise die zur Herstellung von Polypropylen verwendet.

Titanium ist bekannt für seine Verwendung in Sportausrüstung wie Tennisschlägen, Golfclubs und Fahrradrahmen und elektronische Geräte wie Mobiltelefone und Laptops. Die chirurgischen Anwendungen umfassen die Verwendung in orthopädischen Implantaten und medizinischen Prothesen.

Wenn Titan mit Aluminium, Molybdän, Eisen oder Vanadium legiert wird, wird Titan verwendet, um Schneidwerkzeuge und Schutzbeschichtungen oder sogar in Schmuck oder als dekoratives Finish zu beschichten. Tio₂ Beschichtungen auf Glas- oder Fliesenoberflächen können Infektionen in Krankenhäusern reduzieren, die Verschleierung von Seitenspiegeln in Kraftfahrzeugen verhindern und Schmutzaufbau auf Gebäuden, Gehwege und Straßen reduzieren.

Titan ist ein wichtiger Bestandteil von Strukturen. Weitere Verwendungsmöglichkeiten sind Komponenten für die Luft- und Raumfahrt- und Transportindustrie und das Militär, wie Flugzeuge, Raumschiffe, Raketen, Panzerplatten, Motoren und Hydrauliksysteme. Es werden Forschungen durchgeführt, um die Eignung Titans als Nuklearabfall -Lagerbehältermaterial zu bestimmen. iv

Schlüsselunterschiede zwischen Wolfram und Titan

• Wolfram stammt aus den Mineralien Scheelite und Wolframit. Titan wird in den Mineralien Ilmenit, Rutil und Sphene gefunden.
• Wolfram wird hergestellt, indem Wolframsäure aus dem Mineral reduziert, das Metalloxid isoliert und durch Erhitzen mit Kohlenstoff auf Metall reduziert wird. Titan wird durch Bildung von Titan -Tetrachlorid über Chlorid- oder Sulfatprozesse und Erhitzen mit Magnesium und Natrium erzeugt.
• Wolfram ist die Nummer 74 in der Periodenzüchttabelle mit relativem Atomgewicht 84. Titan ist Nummer 22 mit relativem Atomgewicht 47.867.
• Wolframatome bilden eine körperzentrierte kubische Kristallstruktur. Titanatome bilden eine hexagonale, eng gepackte Kristallstruktur.
• Wolfram ist extrem stark, hart und dicht. Titan ist sehr stark und hart und hat eine viel geringere Dichte.
• Wolfram ist leicht magnetisch und leicht elektrisch leitend. Titan ist nichtmagnetisch und weniger elektrisch leitend.
• Wolfram ist im Salzwasser nicht so korrosionsresistent wie Titan und kein Photokatalysator wie Titanium.
• Wolfram spielt eine biologische Rolle, aber Titanium nicht.
• Wolfram ist in seiner reinsten Form formbar. Titan ist duktil in einer sauerstofffreien Umgebung.

Wolfram wird in Heizelementen, Gewichten, leichter Temperatur-Superkonditionsschaltungen verwendet und Anwendungen in Kernphysik und Elektronen-emittierende Geräte haben. Titan wird in weißen Pigmenten, Sportgeräten, chirurgischen Implantaten und Meeresstrukturen verwendet.