Volfrám-trioxid

Sablon:Chembox A volfrám-trioxid (Sablon:Chem) a volfrám egyik oxidja. Világossárga kristályos anyag.

A volfrám-trioxid a természetben hidrátokként fordul elő például a tungsztitban (Sablon:Chem), a meymacitban (Sablon:Chem) és a hidrotungsztitban (a meymacittal azonos összetételű, de néha Sablon:Chem képlettel szerepel). Ezen ásványok ritka vagy nagyon ritka volfrámásványok.

Története

1841-ben Robert Oxland kémikus határozta meg először a nátrium-volframát és a volfrám-trioxid előállításának a folyamatait. Munkáját hamarosan szabadalmaztatták, és a volfrámipar alapítójának tartják.

Szerkezete, tulajdonságai

A volfrám-trioxid kristályszerkezete hőmérsékletfüggő. −50 °C alatt, valamint 17 és 330 °C közt monoklin, −50 és 17 °C közt triklin, 330 és 740 °C közt ortorombos, és 740 °C felett tetragonális.

Tiszta állapotban elektromos szigetelő, de oxigénhiányos változatai, például a Sablon:Chem (Sablon:Chem) sötétkék-lila elektromos vezetők. Ezek előállíthatók a trioxid és a dioxid (Sablon:Chem) reakciójával Sablon:Szám-on. A volfrám-trioxid a leggyakrabban monoklin, tércsoportja P2₁/n.

A szupravezetésre utaló jeleket találtak nátriummal dópolt oxigénhiányos Sablon:Chem-kristályokban, ahol T_c = 80-90 K. Ha így van, ez lenne az első olyan rezet nem tartalmazó szupravezető, melynek kritikus hőmérséklete magasabb a nitrogén forráspontjánál.

Előállítás

Ipari előállítás

A volfrám-trioxid a volfrám ásványaiból történő kinyerése során keletkezik. A volfrámércek lúggal kezelhetők, melyek oldékony volframátokat hoznak létre. Egy másik útvonal a scheelit (Sablon:Chem) HCl-dal való reakciója, mely volfrámsavat állít elő, mely Sablon:Chem-dá és vízzé bomlik magas hőmérsékleten.

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{W}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{W}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{W}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{W}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

Laboratóriumi

A Sablon:Chem-szintézis másik gyakori módszere az ammónium-paravolframát kalcinációja oxidáció mellett:

$(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_{10}(\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{W}{\phantom{A}}_{12}\mathrm{O}{\phantom{A}}_{42})\cdot 4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶12\mathrm{W}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+10\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+10\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Használata

A volfrám-trioxid a volframátszintézis kiinduló anyaga. A bárium-volframátot (Sablon:Chem) röntgenkészülékekben használják fényporként. Az alkálifém-volframátok, például lítium- Sablon:Chem és cézium-volframát Sablon:Chem sűrű oldatokat adnak, melyek ásványelválasztásra használhatók. További lehetséges vagy megvalósult alkalmazásai például:

• tűzvédelemre
• gáz- és nedvességszenzorként.
• kerámiafestékként, mely sárga színt ad neki.
• elektrokromatikus üvegként, például okosablakokban, melyek átlátszósága változtatható a feszültségváltozással.
• fotokatalitikus vízbontáshoz.
• felszínjavított Raman-spektroszkópia esetén nemesfémek helyett.