Wolframio

Tantalio - Wolframio - Renio Mo W Sg Tabla completa
General
Nombre, símbolo, número	Wolframio (tungsteno), W, 74
Serie química	Metal de transición
Grupo, periodo, bloque	6, 6 , d
Densidad, dureza Mohs	19.250 kg/m3, 7,5
Apariencia	Blanco grisáceo, brilloso
Propiedades atómicas
Masa atómica	183,84 u
Radio medio†	135 pm
Radio atómico calculado	193 pm
Radio covalente	146 pm
Radio de Van der Waals	Sin datos
Configuración electrónica	[Xe]4f14 5d4 6s2
Estados de oxidación (óxido)	6, 5, 4, 3, 2 (levemente ácido)
Estructura cristalina	Cúbica centrada en el cuerpo
Propiedades físicas
Estado de la materia	Sólido
Punto de fusión	3683 K (3410 °C)
Punto de ebullición	6203 K (5930 °C)
Entalpía de vaporización	82456 kJ/mol
Entalpía de fusión	35,4 kJ/mol
Presión de vapor	4,27 Pa a 3680 K
Velocidad del sonido	5174 m/s a 293,15 K
Información diversa
Electronegatividad	2,36 (Pauling)
Calor específico	130 J/(kg·K)
Conductividad eléctrica	18,9 × 106 m-1·Ω-1
Conductividad térmica	174 W/(m·K)
1er potencial de ionización	770 kJ/mol
2° potencial de ionización	1700 kJ/mol
Isótopos más estables
iso. AN Periodo de semidesintegración MD ED MeV PD 180W 0,12% 1,8 × 1018 a α 2,516 176Hf 181W sintético 121,1 d ε 0,118 181Ta 182W 26,50% W es estable con 108 neutrones 183W 14,31% W es estable con 109 neutrones 184W 30,64% W es estable con 110 neutrones 185W sintético 75,1 d β 0,433 185Re 186W 28,43% W es estable con 112 neutrones
Plantilla:Cnpt

El wolframio o volframio, también llamado tungsteno (la IUPAC recomienda utilizar wolframio) es un elemento químico de número atómico 74 que se encuentra en el grupo 6 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es W.

Metal escaso en la corteza terrestre, se encuentra en forma de óxido y de sales en ciertos minerales. De color gris acerado, muy duro y denso, tiene el punto de fusión más elevado de todos los metales y el punto de ebullición más alto de todos los elementos conocidos. Se usa en los filamentos de las lámparas incandescentes, en electrodos no consumibles de soldaduras, en resistencias eléctricas y, aleado con el acero, en la fabricación de aceros especiales.

Su variedad de carburo de wolframio sinterizado se emplea para fabricar herramientas de corte. Esta variedad absorbe más del 60% de la demanda mundial de wolframio.

El wolframio es un material estratégico y ha estado en la lista de productos más codiciados desde la segunda guerra mundial. Por ejemplo el gobierno de Estados Unidos mantiene unas reservas nacionales de 6 meses junto a otros productos considerados de primera necesidad para su supervivencia.

Este metal es fundamental para entender las sociedades modernas. Sin él no se podrían producir de una forma económica todas las máquinas que nos rodean y las cosas que se pueden producir con ellas.

Sus características principales son:

• Número atómico: 74
• Masa atómica: 183,84 uma
• Punto de fusión: 3410 °C
• Punto de ebullición: 5930 °C
• Densidad: 19250 kg/m³

Historia

En 1779, Peter Woulfe, estudiando una muestra del mineral wolframita, (Mn, Fe) WO₄, predijo que debía de contener un nuevo elemento.

En 1781, Carl Wilhelm Scheele y Torbern Bergman sugieren que se puede encontrar un nuevo elemento reduciendo un ácido (denominado "ácido túngstico") obtenido a partir del mineral scheelita, CaWO₄.

En 1783, en España, los hermanos Juan José Elhúyar y Fausto Elhúyar encuentran un ácido a partir de la wolframita idéntico al ácido túngstico. Juan José trajo el mineral consigo de su periplo por las minas y universidades europeas. En Upsala tomó clases con Bergman el cual le habló de sus intuiciones respecto del tungsteno. Consiguieron aislar el nuevo elemento mediante una reducción con carbón vegetal, en el Real Seminario de Vergara donde tenía su laboratorio la Real Sociedad Bascongada de Amigos del País. Publican Análisis químico del wolfram y examen de un nuevo metal que entra en su composición describiendo este descubrimiento.

En 1820 el químico sueco Berzelius obtiene wolframio mediante reducción con hidrógeno. El método, empleado todavía actualmente comienza a abrir las posibilidades de uso de este metal tan extraordinario.

Pero su desarrollo es muy lento.

La necesidad constante de nuevos materiales para alimentar las guerras del siglo XIX hace que los aceristas austríacos e ingleses empiecen a investigar las propiedades del tungsteno como elemento de aleación.

En la Universidad de Viena se experimenta con aleaciones a base de tungsteno.

La palabra tungsteno procede del sueco; tung se traduce como "pesado" y sten, "piedra", es decir, "piedra pesada". El vocablo se debe al mineralogista sueco Alex Fredrik Cronsted, descubridor del níquel, el cual incluyó una descripción de este mineral desconocido en su libro "Ensayos de Mineralogía" de 1758. En la versión inglesa, best seller académico de la época, se mantuvo la palabra tungsten, lo que explica su popularidad en el mundo anglosajón.

La palabra wolframio procede de las alemanas wolf y rahm, pudiendo significar "poco valor". También se traduce como "Baba de Lobo" en referencia a las supersticiones de los mineros medievales sajones que creían que el diablo se aparecía en forma de lobo y habitaba las profundidades de las minas corroyendo la casiterita con sus fauces babeantes. Este metal aparecía mezclado con el ácido de otro desconocido -wolframio- que actuaba corroyéndolo.

Usos

En estado puro se utiliza en la fabricación de filamentos para lámparas eléctricas, resistencias para hornos eléctricos con atmósfera reductoras o neutras, contactos eléctricos para los distribuidores de automóvil, anticátodos para tubos de rayos X y de televisión.

Tiene usos importantes en aleaciones para herramientas de corte a elevada velocidad (W₂C), en la fabricación de bujías y en la preparación de barnices (WO₃) y mordientes en tintorería, en las puntas de los bolígrafos, en la producción de aleaciones de acero duras y resistentes..

Los wolframatos de calcio y magnesio se utilizan en la fabricación de tubos fluorescentes.

El carburo de wolframio, estable a temperaturas del orden de 500 °C, también se usa como lubricante seco.

Accesorios para soldadura TIG.

Para la soldadura TIG (Tungsten Inert Gas): consiste en usarlo de electrodo no fusible (que no se funde), para hacer de arco eléctrico entre la pieza y la máquina ya que soporta 3410 °C cuando es puro (se usa para soldar aluminio o magnesio, en corriente alterna). En este caso, el electrodo lleva un distintivo de color verde. Asimismo, si se alea con torio (al 2%), soporta los 4000 °C y su uso alcanza la soldadura de aceros inoxidables, cobre, titanio... en corriente continua en cuyo caso la cinta pintada es de color rojo. También se dan aleaciones con otros elementos químicos, como el circonio, lantano, etc. .

Desde la Segunda Guerra Mundial se usó para blindar la punta de los proyectiles anti-tanque y en la coraza de los blindados.

También se usa para la fabricación de dardos, concretamente en los barriles de los dardos, en aleación con níquel, y en una proporción desde el 80% al 97%. En los últimos años se ha utilizado para la fabricación de joyas como brazaletes, anillos y relojes.

Origen

Hay minerales de wolframio sobre todo en China, Bolivia, Portugal, Rusia, Corea del Sur, Perú y Estados Unidos (en California y Colorado). El 75% del wolframio procede de China (2002). En España se encuentran minerales de wolframio en León (Bierzo Occidental), Galicia, especialmente en Ponteceso (La Coruña), en Extremadura, especialmente en algunas localidades de Badajoz y en Tornavacas y Acebo (Cáceres), donde tuvo gran relevancia por la demanda generada durante la Segunda Guerra Mundial.

Este elemento ocupa el puesto 57º en la clasificación de elementos más abundantes de la corteza terrestre.

Distribución de los elementos en la corteza terrestre

No se encuentra nunca libre en la naturaleza, sino en forma de sales combinado con otros elementos, principalmente como la scheelita (CaWO₄) y la wolframita (FeMnWO₄), que son sus minerales más importantes.

El wolframio natural es una mezcla de cinco isótopos estables. Además se conocen 21 isótopos inestables.

Detección

Se detecta fácilmente con reactivo de Arnulphi en medio básico (KOH). Tornándose éste mismo incoloro

Obtención

Para extraer el elemento de su mena, se funde ésta con carbonato de sodio obteniéndose wolframato de sodio, Na₂WO₄. El wolframato de sodio soluble se extrae después con agua caliente y se trata con ácido clorhídrico para conseguir ácido volfrámico, H₂WO₄. Este último compuesto, una vez lavado y secado, forma el óxido WO₃, que se reduce con hidrógeno en un horno eléctrico. El fino polvo obtenido se recalienta en moldes en una atmósfera de hidrógeno, y se prensa en forma de barras que se enrollan y martillean a alta temperatura para hacerlas compactas y dúctiles.

Compuestos

Puede presentar estados de oxidación desde -II a +IV, pero los más comunes son los elevados. La flexibilidad en el estado de oxidación da lugar a una serie de compuestos de valencia mixta. Sus compuestos más característicos son:

• Óxidos de volframio, y, a partir de ellos se consigue:
  • Óxidos mixtos con metales alcalinos o alcalinotérreos
  • Óxidos azules, de valencia mixta, que se preparan por reducción suave
  • Bronces de volframio, de valencia mixta y no estequiométrico, con cierta proporción de sodio
• Volframatos simples
• Iso y heteropoliácidos y sus sales, polioxometalatos de una gran riqueza y variedad estructural
• sulfuros y halogenuros

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Wolframio.
• Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre wolframio.
• ATSDR en Español - ToxFAQs™: Tungsteno Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. (dominio público)
• ATSDR en Español - Resumen de Salud Pública: Tungsteno Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. (dominio público)