Diferença entre tungstênio e titânio

DIFERENÇA ENTRE TUNGSTÊNIO E TITÂNIO

Tungstênio

Nomenclatura, origens e descoberta



Tungstênio é derivado do suecoPedra pesada, ou '' pedra pesada ''. É representado pelo símbolo W, como é conhecido como Wolfram em muitos países europeus. Isso vem do alemão para ‘’ espuma de lobo ’’, já que os primeiros mineiros de estanho notaram que um mineral que eles chamavam de volframita reduzia o rendimento de estanho quando presente no minério de estanho, portanto, parecia consumir estanho como um lobo devora ovelhas. [Eu]

Em 1779, Peter Woulfe examinou o sheelite da Suécia e descobriu que continha um novo metal. Dois anos depois, Carl Wilhelm Scheele reduziu o ácido túngstico desse mineral e isolou um óxido branco ácido. Outros dois anos depois, Juan e Fausto Elhuyar em Vergara, Espanha, isolaram o mesmo óxido de metal de um ácido idêntico reduzido de volframita. Eles aqueciam o óxido de metal com carbono, reduzindo-o a metal de tungstênio.



Propriedades físicas e químicas

O tungstênio é um metal branco prateado brilhante e tem o número atômico 74 na periódico tabela de elementos e um peso atômico padrão (Ar) de 183,84. [Ii]



Tem o ponto de fusão mais alto de todos os elementos, densidade ultra-alta e é muito duro e estável. Possui a pressão de vapor mais baixa, o menor coeficiente de expansão térmica e a maior resistência à tração de todos os metais. Essas propriedades são devido às fortes ligações covalentes entre os átomos de tungstênio formados por elétrons 5d. Os átomos formam uma estrutura cristalina cúbica centrada no corpo.

O tungstênio também é condutor, relativamente quimicamente inerte, hipoalergênico e possui propriedades de proteção contra radiação. A forma mais pura de tungstênio é facilmente maleável e trabalhada por forjamento, extrusão, trefilação e sinterização. A extrusão e o estiramento envolvem empurrar e puxar, respectivamente, de tungstênio quente através de uma 'matriz' (molde), enquanto sinterização é a mistura do pó de tungstênio com outros metais em pó para produzir uma liga.

Usos comerciais

Ligas de tungstênio são extremamente duras, como carboneto de tungstênio, que é combinado com cerâmica para formar '' aço rápido '' - isto é usava para fazer brocas, facas e ferramentas de corte, serrar e fresar. Estes são usados ​​nas indústrias de metalurgia, mineração, madeira, construção e petróleo e representam 60% do uso comercial de tungstênio.



O tungstênio é usado em elementos de aquecimento e fornos de alta temperatura. Também é encontrado em reatores em caudas de aeronaves, quilhas de iates e carros de corrida, bem como em pesos e munições.

Os tungstatos de cálcio e magnésio já foram comumente usados ​​para filamentos em lâmpadas incandescentes, mas são considerados ineficientes em energia. As ligas de tungstênio são, entretanto, usadas em circuitos supercondutores de baixa temperatura.

Os tungstatos de cristal são usados ​​em física nuclear e medicina nuclear, raios-X e tubos de raios catódicos, eletrodos de soldagem a arco e microscópios eletrônicos. Trióxido de tungstênio é usado em catalisadores, como aquele usado em poder usinas que funcionam com carvão. Outros sais de tungstênio são usados ​​nas indústrias química e de curtimento.



Algumas ligas são usadas como joias, enquanto uma é conhecida por formar ímãs permanentes e algumas superligas são usadas como revestimentos resistentes ao desgaste.

O tungstênio é o metal mais pesado com função biológica, mas apenas em bactérias e arquéias. É usado por uma enzima que reduz os ácidos carboxílicos a aldeídos. [iii]

Titânio

Nomenclatura, origens e descoberta

Titânio é derivado da palavra ‘’ Titãs ’’, filhos da deusa Terra na mitologia grega. O reverendo William Gregor, um geólogo amador, notou que a areia preta de um riacho na Cornualha, em 1791, era atraída por um ímã. Ele o analisou e descobriu que a areia continha óxido de ferro (explicando o magnetismo), bem como um mineral conhecido como menacanita, que ele deduziu ser feito de um óxido de metal branco desconhecido. Isso ele relatou à Royal Geological Society of Cornwall.

Em 1795, o cientista prussiano Martin Heinrich Klaproth de Boinik investigou um minério vermelho conhecido como Schörl, da Hungria, e chamou o elemento do óxido desconhecido que ele continha de titânio. Ele também confirmou a presença de titânio na menacanita.

O composto TiO2é um mineral conhecido como rutilo. O titânio também ocorre nos minerais ilmenita e esfeno, encontrados principalmente em rochas ígneas e sedimentos derivados delas, mas também estão distribuídos por toda a litosfera da Terra.

O titânio puro foi feito pela primeira vez por Matthew A. Hunter em 1910 no Rensselaer Polytechnic Institute aquecendo o tetracloreto de titânio (produzido pelo aquecimento do dióxido de titânio com cloro ou enxofre) e o sódio metálico no que agora é conhecido como o processo Hunter. William Justin Kroll então reduziu o tetracloreto de titânio com cálcio em 1932 e posteriormente refinou o processo usando magnésio e sódio. Isso permitiu que o titânio fosse usado fora do laboratório e o que agora é conhecido como processo Kroll ainda é usado comercialmente hoje.

Titânio de altíssima pureza foi produzido em pequenas quantidades por Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer no processo de iodeto ou barra de cristal em 1925 pela reação de titânio com iodo e separação dos vapores formados sobre um filamento quente. [iv]

Propriedades físicas e químicas

O titânio é um metal duro, brilhante, branco prateado, representado pelo símbolo Ti na tabela periódica. Tem o número atômico 22 e um peso atômico padrão (Ar) de 47.867. Os átomos formam uma estrutura de cristal hexagonal compactada, o que resulta em um metal tão forte quanto o aço, mas muito menos denso. Na verdade, o titânio tem a maior relação resistência-densidade de todos os metais.

O titânio é dúctil em um ambiente livre de oxigênio e pode suportar temperaturas extremas devido ao seu ponto de fusão relativamente alto. É não magnético e tem baixa condutividade elétrica e térmica.

O metal é resistente à corrosão na água do mar, ácido água e cloro, além de um bom refletor de radiação infravermelha. Como fotocatalisador, ele libera elétrons na presença de luz, que reagem com moléculas para formar radicais livres que matam as bactérias. [v]

O titânio se conecta bem com o osso e não é tóxico, embora o dióxido de titânio fino seja um carcinógeno suspeito. Zircônio, o isótopo de titânio mais comum, tem muitas propriedades químicas e físicas diferentes.

Usos comerciais

O titânio é mais comumente usado na forma de dióxido de titânio, que é o principal componente de um pigmento branco brilhante encontrado em tintas, plásticos, esmaltes, papel, pasta de dente e o aditivo alimentar E171, que branqueia confeitos, queijos e coberturas. Compostos de titânio são um componente de filtros solares e de fumaça, são usados ​​em pirotecnia e melhoram a visibilidade em observatórios solares. [nós]

O titânio também é usado nas indústrias química e petroquímica e no desenvolvimento de baterias de lítio. Certos compostos de titânio formam componentes de catalisador, por exemplo, aquele usado na produção de polipropileno.

O titânio é conhecido por seu uso em equipamentos esportivos, como tênis raquetes, Golfe clubes e quadros de bicicletas e equipamentos eletrônicos, como telefones celulares e laptops. Suas aplicações cirúrgicas incluem o uso em implantes ortopédicos e próteses médicas.

Quando ligado com alumínio, molibdênio, ferro ou vanádio, o titânio é usado para revestir ferramentas de corte e revestimentos de proteção ou mesmo em joias ou como acabamento decorativo. TiO2revestimentos em superfícies de vidro ou ladrilho podem reduzir infecções em hospitais, evitar o embaçamento dos espelhos retrovisores laterais em veículos motorizados e reduzir o acúmulo de sujeira em prédios, calçadas e estradas.

O titânio forma uma parte importante das estruturas expostas à água do mar, como usinas de dessalinização, cascos de navios e submarinos e eixos de hélice, bem como tubos condensadores de usinas de energia. Outros usos incluem a fabricação de componentes para as indústrias aeroespacial, de transporte e militar, como aeronaves, espaçonaves, mísseis, blindagem, motores e sistemas hidráulicos. A pesquisa está sendo conduzida para determinar a adequação do titânio como um material de recipiente de armazenamento de lixo nuclear. iv

Principais diferenças entre tungstênio e titânio

  • O tungstênio se origina dos minerais scheelita e volframita. O titânio é encontrado nos minerais ilmenita, rutilo e esfeno.
  • O tungstênio é produzido pela redução do ácido túngstico do mineral, isolando o óxido de metal e reduzindo-o a metal por aquecimento com carbono. O titânio é produzido formando tetracloreto de titânio por meio de processos de cloreto ou sulfato e aquecendo-o com magnésio e sódio.
  • O tungstênio é o número 74 na tabela periódica, com peso atômico relativo 84. O titânio é o número 22, com peso atômico relativo 47,867.
  • Os átomos de tungstênio formam uma estrutura cristalina cúbica centrada no corpo. Os átomos de titânio formam uma estrutura de cristal hexagonal compactada.
  • O tungstênio é extremamente forte, duro e denso. O titânio é muito forte e duro e tem densidade muito menor.
  • O tungstênio é ligeiramente magnético e ligeiramente condutor de eletricidade. O titânio é não magnético e menos condutor elétrico.
  • O tungstênio não é tão resistente à corrosão em água salgada quanto o titânio e não é um fotocatalisador como o titânio.
  • O tungstênio tem uma função biológica, mas o titânio não.
  • O tungstênio é maleável em sua forma mais pura. O titânio é dúctil em um ambiente sem oxigênio.

O tungstênio é usado em elementos de aquecimento, pesos, circuitos supercondutores de baixa temperatura e tem aplicações em física nuclear e dispositivos emissores de elétrons. O titânio é usado em pigmentos brancos, equipamentos esportivos, implantes cirúrgicos e estruturas marinhas.

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