Volframio

O volframio (tamén chamado tungsteno no mundo anglófono) é un elemento químico de número atómico 74, que se encontra no grupo 6 da táboa periódica dos elementos. O seu símbolo é W.

Volframio
Mo     74 W                                                                                                                                                                                                                                           W Sg Tántalo ← Volframio → Renio Táboa periódica dos elementos
[[Ficheiro:{{{espectro}}}|300px|center]]
Liñas espectrais do Volframio
Información xeral
Nome, símbolo, número	Volframio, W, 74
Serie química	Metal de transición
Grupo, período, bloque	6, 6, d
Densidade	19250 kg/m3
Dureza	7,5
Aparencia	Branco agrisado
N° CAS
N° EINECS
Propiedades atómicas
Masa atómica	183,84(1) u
Raio medio	135 pm
Raio atómico (calc)	193 pm
Raio covalente	146 pm
Raio de van der Waals	pm
Configuración electrónica	[Xe] 4f14 5d4 6s2
Electróns por nivel de enerxía	2, 8, 18, 32, 12, 2
Estado(s) de oxidación	6, 5, 4, 3, 2
Óxido	levemente ácido
Estrutura cristalina	cúbica centrada no corpo
Propiedades físicas
Estado ordinario	sólido
Punto de fusión	3695 K
Punto de ebulición	{{{P_ebulición}}} K
Punto de inflamabilidade	{{{P_inflamabilidade}}} K
Entalpía de vaporización	82456 kJ/mol
Entalpía de fusión	35,4 kJ/mol
Presión de vapor	4,27 Pa a 3680 K
Temperatura crítica	K
Presión crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Velocidade do son	5174 m/s a 293.15 K (20 °C)
Varios
Electronegatividade (Pauling)	2,36
Calor específica	130 J/(K·kg)
Condutividade eléctrica	S/m
Condutividade térmica	174 W/(K·m)
1.ª Enerxía de ionización	770 kJ/mol
2.ª Enerxía de ionización	1700 kJ/mol
3.ª Enerxía de ionización	kJ/mol
4.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización4}}} kJ/mol
5.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª enerxía de ionización	{{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización10}}} kJ/mol
Isótopos máis estables
iso AN Período MD Ed PD MeV 180W 0,12% 1.8×1018 a α 2,516 176Hf 181W Sintético 121,2 d ε 0,188 181Ta 182W 26,50% estable con 108 neutróns 183W 14,31% estable con 109 neutróns 184W 30,64% estable con 110 neutróns 185W 75,1 d β- 0,433 186W 28,43% estable con 112 neutróns
Unidades segundo o SI e en condicións normais de presión e temperatura, salvo indicación contraria.

É un metal escaso na cortiza terrestre. Encóntrase en forma de óxido e de sales en certos minerais. De cor gris aceirada, moi duro e denso, ten o punto de fusión máis elevado de tódolos metais e, xunto co renio, o punto de ebulición máis alto de tódolos elementos coñecidos (máis de 5800). Úsase nos filamentos das lámpadas incandescentes, en eléctrodos non consumibles de soldaduras, en resistencias eléctricas e, aliado co aceiro, na fabricación de aceiros especiais.

A súa variedade de carburo de volframio sintetizado emprégase para fabricar ferramentas de corte. Esta variedade absorbe máis do 60 % da demanda mundial de volframio.

É un material estratéxico e estivo na lista de produtos máis cobizados desde a segunda guerra mundial. O goberno dos Estados Unidos mantén unhas reservas nacionais de 6 meses xunto a outros produtos considerados de primeira necesidade para a súa supervivencia.

É fundamental para entender as sociedades modernas. Sen el non se poderían producir dunha forma económica tódalas máquinas que nos rodean e as cousas que se producen con elas.

Historia

En 1779 Peter Woulfe, estudando unha mostra do mineral volframita, (Mn, Fe)WO₄, predixo que debía conter un novo elemento.

En 1781 Carl Wilhelm Scheele e Torbern Bergman suxeriron que se podía encontrar un novo elemento reducindo un ácido (denominado "ácido túngstico") obtido a partir do mineral scheelita, CaWO₄.

En 1783 os irmáns Juan José e Fausto Elhuyar Lubice encontraron un ácido a partir da volframita idéntico ó ácido túngstico. Juan José trouxo o mineral desde o seu periplo polas minas e universidades europeas. En Uppsala tomou clases con Bergman, que lle transmitiu as súas intuicións respecto ó tungsteno. Conseguiron illar o novo elemento mediante unha redución con carbón vexetal no laboratorio da Sociedad Vascongada en Vergara. Publicaron Análisis químico del volfram y examen de un nuevo metal que entra en su composición describindo o descubrimento.

En 1820 o químico sueco Berzelius obtivo volframio mediante a redución con hidróxeno. O método, empregado aínda na actualidade, comezou a abrir as posibilidades de uso deste metal tan extraordinario, pero o seu desenvolvemento foi lento.

A necesidade constante de novos materiais para alimentar as guerras do século XIX fixo que os aceiristas austríacos e ingleses empezasen a investigar as propiedades do volframio como elemento de aliaxe. Na Universidade de Viena experimentouse con aliaxes a base de volframio.

A palabra tungsten procede do sueco tung ("pesado") e sten ("pedra"), ou sexa "pedra pesada". Foi chamado así polo mineraloxista sueco Alex Fredrik Cronsted, descubridor do níquel, que incluíu unha descrición deste mineral descoñecido no seu libro Ensaios de Mineraloxía (1758). Na versión inglesa, best-séller académico da época, mantívose a palabra tungsten, o que explica a súa popularidade no mundo anglosaxón.

A palabra volframio procede do alemán wolf e rahm ("baba de lobo"). Isto débese á crenza dos mineiros medievais saxóns que crían que o diaño se aparecía en forma de lobo e habitaba nas profundidades das minas, corroendo a casiterita coas súas fauces babexantes. Este metal aparecía mesturado co ácido doutro descoñecido -volframio- que actuaba corroéndoo.

Usos

Adóitase empregar nos filamentos das lámpadas incandescentes, nos arames dos fornos eléctricos, nas puntas dos bolígrafos e na produción de aliaxes de aceiro duras e resistentes.

Accesorios para soldadura TIG

Lámpada de vidro abríndose, con filamento de volframio

Para a soldadura TIG (Tungsten Inert Gas): consiste en usalo como eléctrodo non fusible (que non se funde), para facer de arco eléctrico entre a peza e a máquina, xa que soporta 3410 °C cando é puro (úsase para soldar aluminio o magnesio en corrente alterna). Neste caso, o eléctrodo leva un distintivo de cor verde. Así mesmo, se se alía con torio (ó 2 %), soporta os 4000 °C, e o seu uso engloba a soldadura con aceiros inoxidables, cobre ou titanio en corrente continua, estando neste caso a cinta pintada de cor vermella. Tamén se dan aliaxes con outros elementos químicos, como o circonio ou o lantano.

Outros usos son a fabricación de buxías de acendido, contactos eléctricos, ferramentas de corte ou placas en tubos de raios X. Na segunda guerra mundial usábase para reforzar a punta dos proxectís antitanque.

Tamén se usa para a fabricación de dardos, concretamente nos barrís dos dardos, en aliaxe con níquel, e nunha proporción entre o 80% e o 97%. Nos últimos anos utilizouse para a fabricación de xoias como brazaletes, aneis ou reloxos cunha grande aceptación por usuarios.

Obtención e distribución

Para extraer o elemento da súa mina, fúndese esta con carbonato de sodio, obténdose volframato de sodio (Na₂WO₄). O volframato de sodio soluble extraese despois con auga quente e trátase con ácido clorhídrico para conseguir ácido volfrámico (H₂WO₄). Este último composto, unha vez lavado e secado, forma o óxido WO₃, que se reduce con hidróxeno nun forno eléctrico. O fino po obtido requéntase en moldes nunha atmosfera de hidróxeno, e prénsase en forma de barras que se enrolan e martelan a alta temperatura para facelas compactas e dúctiles.

Rochas de volframita achadas nas minas de San Fins.

Abonda en Bolivia, Estados Unidos (en California e Colorado), China (75 % das extraccións mundiais no 2002), Portugal, Rusia e Corea do Sur. En España hai minas en Estremadura (Tornavacas) e en Galiza, onde tivo gran relevancia pola gran demanda durante a segunda guerra mundial.

O volframio en Galicia

O industrial inglés John James Rosewarne, que vivía en Zas, comezou a explotar minas en 1878 en Carballo, onde chegou con traballadores escoceses. En xullo de 1908 escribiulle ao cónsul alemán na Coruña, Paul Meyer, que exercía como espía. Na carta informábao de que procuraba ouro e volframio en Galicia e en Cespedosa del Tormes (provincia de Salamanca). En 1911 estaba á fronte da The Eureka Explorate Syndicate.

Tempo despois funcionaban minas de volframio en Varilongo (Santa Comba), Monte Neme (Carballo) e a costa ferrolá, e explorou vetas en Vila (Santa Comba), Mazaricos, Corcoesto e San Martiño de Meanos (Zas). En Valdoviño Rosewarne atopou arsénico, titanio, ilmenita, ferro, estaño, prata e caolín. As investigacións de John James Rosewarne serviron de proveito científico a Luis Antelo e Isidro Parga Pondal.

A chegada da Primeira guerra mundial en 1914 parou o desenvolvemento da minaría de volframio, se ben empresarios franceses puxeron interese en minas descubertas por Rosewarne en Soneira, Xallas e a zona de Ferrol. En 1922 adicouse á extracción de caolín en Laxe.

Durante a Segunda guerra mundial o réxime franquista apoiou a Alemaña Nazi, e destinou presos políticos ás minas de San Fins (Lousame), Ponteceso, Fontao (Vila de Cruces) ou Casaio (Carballeda de Valdeorras). Nos portos de Vigo, Vilagarcía e Balarés (Ponteceso) embarcábase o volframio con destino Alemaña, mais existía contrabando fomentado polo Reino Unido para evitar que chegase aos nazis.

A extracción de volframio en Galicia deixou unha forte pegada cultural, que se viu reflectida en varios libros e filmes:

• Ribeiro, A. (1944): Volfrâmio
• Caba Landa, C. (1947): Wolfram, wolfram. La diplomacia en la bocamina
• Fariña Jamardo, X. (1977): La balada del wolfram
• de Valenzuela, R. (1980): Era tempo de apandar
• Guerra Garrido, R. (1984): El año del wolfram
• Freixanes, V. (2010): Cabalo de ouros
• Carré, H. (2011): Febre
• Blanco Ramos, C. (2016): O volframio en Varilongo. Santa Comba de Xallas (1941 - 1963)
• A memoria nos tempos do wolfram (documental, 2003)
• Lobos sucios (filme, 2016)

Compostos

Pode presentar estados de oxidación desde -II a +IV, pero os máis comúns son os elevados. A flexibilidade no estado de oxidación dá lugar a unha serie de compostos de valencia mixta. Os seus compostos máis característicos son:

• Óxidos de volframio, e, a partir deles conséguese:
  • Óxidos mixtos con metais alcalinos ou alcalinotérreos.
  • Óxidos azuis, de valencia mixta, que se preparan por redución suave.
  • Bronces de volframio, de valencia mixta e non estequiométrico, con certa proporción de sodio.
• Volframatos simples.
• Iso e heteropoliácidos e as súas sales, polioxometalatos dunha gran riqueza e variedade estrutural.
• Sulfuros e haloxenuros.

Véxase tamén

Bibliografía

• "Táboa periódica dos elementos" (PDF). Consello da Cultura Galega, Xunta de Galicia, Real Academia Galega de Ciencias, Real Academia Galega e Ciencia Nosa. 2019. 
• Bermejo, M. R.; González, A.; Vázquez, M. (2006). O nome e o símbolo dos elementos químicos (PDF). Xunta, Secretaría Xeral de Política Lingüística e CRPIH. ISBN 978-84-453-4325-8. 
• Bermejo, M. R.; González, A.; Maneiro, M. (2018). Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións. Xunta de Galicia e CRPIH. ISBN 978-84-453-5297-7. 

Ligazóns externas

• Resumo de Saúde Pública: Tungsteno Departamento de Saúde e Servizos Humanos dos EEUU (en castelán)