Tungsten

Özellikler

Tungsten veya wolfram, sembolü "W" ve atom numarası 74 olan kimyasal bir elementtir.^{[1], [2]} Tungsten, bir geçiş metalidir ve yeryüzünde büyük bir oranla bileşik halde bulunan, nadir bir elementtir. Diğer geçiş metalleri gibi Tungsten de periyodik tablonun ortasında bulunur. Bu elementler, periyodik tabloda 2-13. gruplar ve 4-7. periyodlar arasında bulunurlar.

Geçiş metalleri çok benzer fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Tungstenin alışılmadık özelliklerinden biri, 3.410°C (6.170°F) olan çok yüksek erime noktasıdır. Metaller arasında en yüksek erime noktasına sahiptir. Önemli özelliklerinden bir diğeri de çok yüksek sıcaklıklarda gücünü koruyabilmesidir. Bu özellikler, tungstenin birincil uygulaması olan alaşımların üretimini açıklar. Bir alaşım, iki veya daha fazla metalin eritilmesi ve karıştırılmasıyla elde edilir. Karışım, hem içindeki metallerin özelliklerini gösterir hem de farklı özellikler gösterir.

Fiziksel Özellikler

Tungsten, rengi çelik grisinden beyaza kadar değişim gösteren sert ve kırılgan bir katıdır. Erime noktası, tüm metaller arasında en yükseği olan 3.410°C (6.170°F) ve kaynama noktası yaklaşık 5.900°C (10.600°F) olarak belirlenmiştir. Yoğunluğu santimetre küp başına yaklaşık 19,3 gramdır. Tungsten, elektrik akımını çok iyi iletir.

Kimyasal özellikler

Tungsten, nispeten inaktif bir metaldir. Oda sıcaklığında oksijenle tepkimeye girmez; ancak 400°C'nin (700°F) üzerindeki sıcaklıklarda paslanır. Nitrik asit veya aqua regia (hidroklorik ve nitrik asitin karışımı) içerisinde çözünmesine rağmen, asitlerle çok kolay reaksiyona girmez.

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Yer kabuğundaki tungsten miktarının milyonda 1,5 parça veya 1 ton kaya başına yaklaşık 1,5 gram olduğu tahmin edilmektedir. Çin, dünyanın en büyük tungsten üreticisidir. 2016 yılında çıkarılan toplam tungstenin %80'inden fazlası Çin'de üretilmiştir ve Çin'deki tungsten yatakları dünya rezervlerinin yaklaşık üçte ikisini oluşturmaktadır. Geri kalanın çoğu Vietnam, Rusya, Kanada ve Bolivya'da üretilmektedir. Tungsten, yeryüzünde yaklaşık kalay kadar bol miktarda, molibden ve uranyumun yarısı kadar bulunur.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Tungsten, akkor ampullerdeki filamentlerde, elektrik kontaklarında ve ark kaynağı elektrotlarında kullanılır. Tungsten, çelik gibi metallerle alaşım yapmak için kullanılır ve metallere büyük bir güç sağlar. Çimento karbür, tungsten için en önemli kullanımdır ve ana bileşeni tungsten karbürdür (WC). Tıbbi kullanım alanı olarak, X-ışını tüplerinde bir tungsten yayıcı bobin bulunur. X-ışınlarını görüntülemek için kullanılan ekranda ise, X-ışınlarını mavi görünür ışığa dönüştürmek için kalsiyum ve magnezyum tungstat fosforları ile oluşturulur. Tungsten ayrıca mikroçip teknolojisinde ve sıvı kristal ekranlarda kullanılır.

Tarihi

Yaklaşık 350 yıl önce, Çin'deki porselen üreticileri bir tungsten pigmenti aracılığıyla ürünlerine daha önce görülmemiş şeftali rengini dahil ettiler. Nitekim Avrupa'daki kimyagerlerin bu rengin bir elementten meydana gelmiş olduğunun farkına varması bir yüzyıl sonra olmuştur. 1779'da Peter Woulfe, İsveç'ten gelen bir minerali inceledi ve yeni bir metal içerdiği sonucuna vardı, ancak metali ayıramadı. Daha sonra 1781'de Wilhelm Scheele aynı konuyu araştırdı ve asidik bir beyaz oksidi izole etmeyi başardı ve yeni bir metalin oksidi olarak elde etti.

Tungstenin kesin olarak keşfi ise 1783'de, mineralojiyle ilgilenen ve İspanya'daki Vergara'daki Seminary'de bulunan Juan ve Fausto Elhuyar kardeşlerin, aynı asidik metal oksidi ısıtarak tungsten metaline indirgemeleri ile gerçekleşmiştir.

Etimolojisi

Metalin adı, "ağır taş" anlamına gelen İsveççe "tung sten" kalıbından gelmektedir.

Önlem ve Güven

Tungstenin Sağlık Üzerindeki Etkileri

• Tungstenin akut etkileri: Tungsten elementinin cilt ile teması halinde cildi ve gözler tahriş olabilir. Solunması akciğerlerde ve mukus zarında tahrişe neden olur. Gözlerle temasında ise sulanmaya ve kızarıklığa neden olur. Bu bileşik kullanırken daima koruyucu ekipman giyilmelidir.
• Tungstenin kronik etkileri: Bu ürünün bilinen kronik bir etkisi yoktur. Bu bileşiğe tekrarlanan veya uzun süreli maruz kalmanın herhangi bir tıbbi durumu kötüleştirdiği bilinmemektedir.

Tüm tungsten bileşikleri oldukça toksik olarak kabul edilmelidir. Tungsten metal tozu yangın ve patlama tehlikesi oluşturmaktadır.

Tungstenin Çevreye Etkileri

Hayvanlara uygulanan tungsten metal tozunun tamamen etkisiz olmadığı birçok çalışmada gösterilmiştir. Bir çalışma, tungsten ile oral veya intravenöz olarak tedavi edilen gine domuzlarının anoreksi, kolik, hareket koordinasyonu, titreme, nefes darlığı ve kilo kaybı yaşamış olduklarını göstermektedir.^[3] Element için belirli bir ekotoksisite verisi mevcut değildir ve şimdilik, çevreye zararlı olmadığı düşünülmektedir.