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Il mwdqtungsteno o mwdgvolframio è l'mwdwelemento chimico avente mweanumero atomico 74 e il suo simbolo è mweqW.

È un mwewmetallo di transizione duro, pesante, di colore da bianco a grigio-acciaio, noto per le sue buone proprietà mwfareologiche. Si trova in numerosi minerali, tra cui la mwfqwolframite e la mwfgscheelite.

Nel mwga1961 la mwgqIUPAC dichiarò ammissibili entrambi i nomi (quello di volframio preferibile nei composti).

In forma pura trova ampio impiego in applicazioni elettriche ed i suoi composti sono ampiamente usati nell'industria. L'esempio più notevole del suo utilizzo è la produzione dei filamenti delle mwgwlampade ad incandescenza (e questo è dovuto al fatto che è il metallo con il più alto punto di fusione), ma le sue mwhaleghe sono usate anche nell'industria aerospaziale.

• Etimologia

• Caratteristiche

• Applicazioni

• Storia

• Classificazione delle leghe

• Ruolo biologico

• Disponibilità

• Composti

• Poliossoanioni acquosi

• Isotopi

• Effetti sulla salute

• Tossicità acuta

• Note

• Bibliografia

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Il nome "tungsteno" (o "tunsteno") deriva dallo mwiasvedese mwiqtung sten, "pietra pesante", termine coniato nel mwig1751 dallo svedese mwiwAxel Fredrik Cronstedt, che chiamò così un minerale da lui scoperto oggi noto come mwjascheelitecite-ref-3[3]. Nello svedese odierno il suo nome è però mwkqwolfram, da cui deriva l'italiano "volframio" (o "wolframio"), a sua volta derivato dal mwkgtedesco mwkwWolf Ram, "sporcizia di lupo", perché tale minerale nero riduce il pregio dei filoni di stagno in cui è presente.cite-ref-4[4] Nel tedesco odierno è usato anche il nome mwmaTungsten.

Il tungsteno puro ha un colore che varia dal grigio acciaio al bianco, ed è molto duro. Si può tagliare con un seghetto per metalli quando è molto puro, mentre se è impuro è molto fragile e difficile da lavorare; il tungsteno viene ottenuto tramite mwmwsinterizzazione in quanto dotato di una temperatura di fusione troppo elevata per poter essere colato. Successivamente viene lavorato tramite mwnaforgiatura, mwnqtrazione o mwngestrusione. Il mwnwpunto di fusione del tungsteno è il più alto di tutti gli elementi puri (mwoa3422 °C): sue sono anche la più bassa mwoqpressione di vapore e la più alta resistenza alla trazione a temperature oltre i mwog1650 °C fra tutti gli elementi chimici.

Ha una ottima resistenza alla corrosione, la maggior parte degli mwpaacidi minerali lo intacca solo debolmente. Sul tungsteno metallico si forma uno strato protettivo di ossido all'aria, ma questa protezione viene meno alle alte temperature, a cui l'ossidazione non viene fermata.

Viene facilmente ossidato, sia puro che sotto forma di mwpgcarburo dall'azione dell'mwpwacqua ossigenatacite-ref-5[5]cite-ref-6[6].

Quando viene aggiunto all'mwsqacciaio, il tungsteno ne aumenta notevolmente la durezza.

Il tungsteno ha una vasta gamma di usi, di cui il più diffuso è senz'altro come mwtacarburo di tungsteno (Wmwtq2mwtgC, WC) nei mwtwcarburi cementati. Questi materiali sono molto resistenti all'usura e sono usati nella lavorazione degli altri metalli, nell'industria mwuamineraria, mwuqpetrolifera e delle costruzioni. Il tungsteno si usa anche per i filamenti delle mwuglampadine ad incandescenza e delle mwuwvalvole termoioniche, e per vari tipi di mwvaelettrodi, perché si può ridurre in filamenti molto sottili che hanno un alto punto di fusione. Il carburo di tungsteno si sta usando da non molto tempo anche per bigiotteria e gioielleria grazie alle sue caratteristiche di resistenza al graffio e all'usura.

Altri usi:

• le sue proprietà di densità e durezza lo rendono il candidato ideale per mwwaleghe pesanti usate in armamenti, dissipatori di calore e sistemi di pesi e contrappesi;

• molto utilizzato nella pesca a mosca per la riproduzione di artificiali come ninfe e streamer;

• utilizzato nel tiro con l'arco, nella produzione di punte per frecce da competizione, grazie all'alto peso specifico ed alla durezza;

• è ideale per le mwxafreccette, di cui arriva a costituire l'80% del peso;

• gli mwxgacciai rapidi sono spesso delle leghe di tungsteno; ne possono contenere fino al 18%;

• mwyasuperleghe contenenti questo metallo sono usate in pale di mwyqturbine, utensili d'acciaio e parti meccaniche o rivestimenti resistenti all'mwygusura;

• materiali compositi di tungsteno sono usati al posto del mwzapiombo in alcuni tipi di mwzqmunizioni per mwzgarmi da fuoco.

• composti chimici del tungsteno si usano in mwaacatalizzatori, pigmenti inorganici e mwaqlubrificanti ad alta temperatura (disolfuro di tungsteno), stabili fino a mwag500 °C;

• poiché il coefficiente di mwbadilatazione termica del tungsteno è molto vicino a quello del mwbqvetro e al mwbgboro silicato, si usa il tungsteno per giunture stagne vetro-metallo;

• si usa per mwcapenetratori a energia cinetica come alternativa all'mwcquranio impoverito;

• è utilizzato in saldatura in lega col mwcwtorio per elettrodi che non fondono alla temperatura dell'mwdaarco voltaico;

• è utilizzato come materiale di contatto col mwdgplasma in impianti di mwdwfusione nucleare;

• data la sua grande capacità di schermare le radiazioni (10 volte superiore a quella del piombo) viene utilizzato in applicazioni ove sia richiesta una buona capacità di assorbimento congiunta a dimensioni ridotte. Esso è inoltre lavorabile con più facilità del piombo ed è meno inquinante e più resistente (caratteristiche che ne rendono possibile l'uso sottomarino);

• sotto forma di politungstato di sodio è utilizzato come liquido pesante per valutare la densità dei materiali, in particolare per valutazioni gemmologiche;

• è utilizzato nelle frese chirurgiche per osso e dentali, nella forma di mwewcarburo di tungsteno;

• è largamente utilizzato negli utensili per asportazione di truciolo nella forma di mwfqcarburo di tungsteno sinterizzato noto con la denominazione di mwfgWidia;

• in campo medico e nella mwgaradioterapia viene utilizzato per la produzione di raggi X con il mwgqtubo radiogeno. In particolare il mwggcollimatore multilamellare è fabbricato in lega di tungsteno.

Si sta valutando la possibilità di utilizzare il tungsteno al posto del mwhqpiombo per realizzare i corpetti di protezione dalle radiazioni, utilizzati in mwhgradiologia;

• sotto forma di pasta di tungsteno di alta densità è utilizzata nella pesca sportiva per bilanciare esche e terminali e, inoltre, rende il filo da pesca affondante se fatto passare dentro questa pasta durante l'imbobinamento.

Altri vari usi marginali: gli ossidi di tungsteno si usano nei rivestimenti ceramici, e i tungstati di mwigcalcio e mwiwmagnesio sono usati diffusamente nelle lampade fluorescenti. Questo metallo si usa anche nei bersagli per mwjaraggi X e negli elementi riscaldanti per forni elettrici. Sali contenenti tungsteno sono usati in chimica e per la mwjqconcia delle pelli. I mwjgbronzi al tungsteno (ossidi colorati di tungsteno) sono pigmenti usati, con altri composti, nelle vernici e nei colori. A partire dagli anni 2000 viene utilizzato in alternativa al piombo per il caricamento di munizioni da caccia.

Il tungsteno è utilizzato anche nella fabbricazione di bigiotteria e gioielleria, per la sua ipoallergenicità e per la capacità, dovuta alla sua estrema durezza, di mantenersi lucido molto più a lungo di qualunque altro metallo.cite-ref-altervista-7-0[7]

A causa del peso specifico simile all'oro, viene a volte usato dai falsari per produrre lingotti falsi, costituiti da un'anima di tungsteno ricoperta d'oro.

Immerso in atmosfera di mwlwazoto liquido insieme a scariche elettriche ad alta tensione, il tungsteno si appuntisce fino ad arrivare ad una punta con lo spessore di un singolo atomo. Potrebbe essere usato per mwmamicroscopi ad effetto tunnel.cite-ref-altervista-7-1[7]

La sua esistenza fu ipotizzata per la prima volta nel mwnw1779 da mwoaPeter Woulfe, che esaminando la wolframite dedusse che doveva contenere un nuovo elemento. Nel mwoq1781 mwogCarl Wilhelm Scheele verificò che dalla mwowtungstenite si poteva produrre un nuovo acido, che chiamarono mwpaacido tungstico. Scheele e mwpqTorbern Bergman ipotizzarono quindi che dalla mwpgriduzione dell'acido tungstico si sarebbe potuto isolare un nuovo metallo.

Nel mwqa1783 gli spagnoli mwqqJuan José Delhuyar e mwqgFausto Delhuyar ottennero dalla wolframite un acido identico all'acido tungstico e più tardi nello stesso anno isolarono il tungsteno metallico riducendo l'acido tungstico con il carbone. A loro è quindi accreditata la scoperta dell'elemento.

Durante la mwraseconda guerra mondiale il tungsteno giocò un grande ruolo economico e politico. Il mwrqPortogallo, principale produttore europeo di wolframite subì pressioni da entrambi i fronti; date le sue proprietà meccaniche e la sua resistenza il tungsteno è un metallo ideale per la produzione di armi, specialmente proiettili perforanti in grado di penetrare anche le blindature più solidecite-ref-8[8].

• mwtqGruppo uno: comprende leghe di tungsteno fuse ad arco pure o legate con renio o molibdeno.

• mwtwGruppo due: tungsteno di purezza commerciale, con grani equiassici e temperatura di ricristallizzazione dipendente dalla dimensione dei grani stessi.

• mwuqGruppo tre: comprende le leghe di tungsteno drogato con alluminio, potassio e silicio adatte alla produzione di filamenti perché a grani orientati (AKS) e leghe pure indurite con dispersioni di ossido di torio, caratterizzate da un alto grado di emissione termoionica. Ultimamente, a causa della nota radioattività del torio, si preferisce sostituire tali leghe con altre contenenti ossidi di terre rare (principalmente ittrio e cesio) e zirconio.

• Esistono poi leghe definite mwvqTungsten Heavy-Metal Alloys, o WHAs, adatte per applicazioni massive quali contrappesi, zavorre, componenti per giroscopi e componenti per schermature anti radiazioni. I principali agenti leganti sono mwvwmetalli di transizione ad alto peso molecolare quali molibdeno, nichel, ferro, cobalto e più raramente rame. Essi portano ad un indurimento per soluzione solida e il cobalto, in aggiunta al nichel, porta a un indurimento per precipitazione di composti intermetallici (principalmente Comwwa3W), soprattutto dopo un trattamento di invecchiamento.

Gli mwwwenzimi mwxaossidoreduttasi fanno uso di tungsteno in complessi tungsteno-mwxqpterina, in modo simile a quanto avviene con il mwxgmolibdeno.

Il tungsteno si trova nei minerali wolframite (tungstato di mwyqmanganese e mwygferro; FeWOmwyw4/MnWOmwza4), mwzqscheelite (tungstato di mwzgcalcio, CaWOmwzw4), mw0aferberite e mw0qhübnerite.

Importanti giacimenti di questi minerali si trovano in mw0wAustria, mw1aBolivia, mw1qCina, mw1gPortogallo, mw1wRussia, mw2aCorea del Sud e mw2qStati Uniti (mw2gCalifornia, mw2wColorado); la mw3aCina fornisce il 75% della produzione mondiale.

Industrialmente viene prodotto per riduzione dell'ossido di tungsteno con mw3gidrogeno o mw3wcarbonio.

In natura il Tungsteno (dove non si trova libero, ma in composti di norma corrispondenti al suo mw4qstato di ossidazione +6) è un elemento relativamente raro costituendo circa il 5mw4g ×mw4w 10mw5a−4% della crosta terrestre

Il più comune mw5wstato d'ossidazione del tungsteno nei suoi composti è +6, benché nella gamma dei suoi composti presenta tutti i numeri di ossidazione compresi tra −2 e +6. Tipicamente si combina con l'mw6aossigeno a dare l'ossido tungstico, WOmw6q3, che si scioglie in mw6gsoluzioni mw6wacquose mw7aalcaline trasformandosi in mw7qione tungstato WOmw7g2−4.

Le soluzioni acquose di tungstato sono note per formare poliossoanioni in ambiente neutro o acido. A mano a mano che l'acidità aumenta, lo ione tungstato dapprima si converte nell'anione solubile, metastabile, mw8qparatungstato A, Wmw8g7Omw8w6−24, che in tempi dell'ordine delle ore o dei giorni si converte nel meno solubile mw9aparatungstato B, Hmw9q2Wmw9g12Omw9w10−42.

Un'ulteriore acidificazione produce, a raggiungimento dell'mw-qequilibrio, l'anione mw-gmetatungstato, Hmw-w2Wmw-a12Omw-q6−40, molto solubile. Lo ione metatungstato ha la geometria di un aggregato simmetrico composto da dodici ottaedri di ossigeno e tungsteno, noto come mw-ganione di Keggin.

Molti altri poliossoanioni esistono come specie metastabili. L'inclusione di un atomo diverso, come ad esempio il fosforo, al posto degli idrogeni centrali del metatungstato produce un'ampia gamma di cosiddetti mwaqaeteropolianioni.

Il tungsteno in natura si presenta come una miscela di cinque mwaqmisotopi, di cui quattro sono mwaqqstabili; mwaqu182W, mwaqy183W, mwaqc184W, mwaqg186W. L'isotopo mwaqk180W è invece instabile, ma la sua mwaqoemivita è talmente lunga da poter essere considerato stabile a tutti gli effetti pratici. Sono noti altri 27 mwaqsisotopi radioattivi, di cui i più stabili sono mwaqw181W (emivita di 121,2 giorni), mwaq0185W (75,1 giorni), mwaq4188W (69,4 giorni) e mwaq8178W (21,6 giorni). Tutti gli altri isotopi hanno emivite inferiori alle 24 ore e la maggior parte di essi inferiore a 8 minuti. Il tungsteno ha inoltre 4 mwarastati metastabili, di cui il più stabile è mware179mwari mW (emivita: 6,4 minuti). Gli isotopi del tungsteno hanno mwarmpesi atomici compresi tra mwarq157,974 u (mwaru158W) e 189,963mwary u (mwarc190W).

Il tungsteno causa mwarsattacchi convulsivi e mwarwinsufficienza renale con mwar0necrosi tubulare acuta.cite-ref-9[9]cite-ref-10[10]cite-ref-11[11]

L'mwassacido tungstico è utilizzato in laboratorio per generare crisi convulsive.

Benché i suoi composti siano sospetti di tossicità, una relazione tra il tungsteno e l'insorgere della mwas0leucemia non è stata ancora dimostrata. È invece stato provato da almeno uno studio scientifico condotto su cavie animali il collegamento tra il mwas4rabdomiosarcoma e l'amalgama di tungsteno depositato nei muscoli, eventualità possibile nel caso di contatto con armi e proiettili speciali.cite-ref-12[12]

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Altri progetti

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• mwabyTungsteno, su metallirari.com.