- Tungstène
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74W ↑ W ↓ Sg Table complète • Table étendue Informations générales Nom, symbole, numéro Tungstène, W, 74 Série chimique Métaux de transition Groupe, période, bloc 6, 6, d Masse volumique 19,3 g·cm-3 (20 °C)[1] Dureté 7,5 Couleur Gris blanc No CAS [2] No EINECS Propriétés atomiques Masse atomique 183,84 ± 0,01 u [1] Rayon atomique (calc) 135 pm (193 pm) Rayon de covalence 1,62 ± 0,07 Å [3] Rayon de van der Waals 137 pm Configuration électronique [Xe]4f14 5d4 6s2 Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 32, 12, 2 État(s) d’oxydation 6, 5, 4, 3, 2 Oxyde acide Structure cristalline cubique centré Propriétés physiques État ordinaire solide Point de fusion 3 422 °C [1] Point d’ébullition 5 555 °C [1] Énergie de fusion 35,4 kJ·mol-1 Énergie de vaporisation 824 kJ·mol-1 Volume molaire 9,47×10-6 m3·mol-1 Pression de vapeur 4,27 Pa à 3 680 K Vitesse du son 5 174 m·s-1 à 20 °C Divers Électronégativité (Pauling) 2,36 Chaleur massique 130 J·kg-1·K-1 Conductivité électrique 8,9×106 S·m-1 Conductivité thermique 174 W·m-1·K-1 Solubilité sol. dans HCl + H2O2 [4] Énergies d’ionisation[5] 1re : 7,86403 eV 2e : 16,1 eV Isotopes les plus stables iso AN Période MD Ed PD MeV 180W 0,13 % 1,8×1018 a α 2,516 176Hf 181W syn. 121,2 j ε 0,188 181Ta 182W 26,498 % 8,3×1018 a α 183W 14,314 % 1,9×1018 a α 184W 30,642 % 4,0×1018 a α 185W syn. 75,1 j β- 0,433 185Re 186W 28,426 % 6,5×1018 a α Précautions Directive 67/548/EEC[6] État pulvérulent : 
FPhrases R : 11, Phrases S : 22, 33, SIMDUT[7] Produit non contrôlé SGH[6] État pulvérulent : 
DangerUnités du SI & CNTP, sauf indication contraire. Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W (de l'allemand Wolfram) et de numéro atomique 74. Son nom provient du suédois « tung » (lourd) et « sten » (pierre) et signifie donc « pierre lourde ».
C'est un métal de transition gris-acier blanc, très dur, et lourd qui est reconnu pour ses propriétés physiques. On trouve du tungstène dans de nombreux minerais comme le wolframite et le scheelite. Sous sa forme pure, il est principalement utilisé dans des applications électriques (filaments d'ampoule), mais sous forme de composés ou d'alliages il possède de nombreuses applications, comme par exemple, la réalisation d'outils nécessitant une grande dureté (forets, poudres abrasives...).
Sommaire
Caractéristiques notables
Barres de tungstène avec des cristaux évaporés, partiellement oxydés. D'une pureté de 99,98 % en comparaison avec un cube de 1 cm³ de tungstène pur (99,999 %).
Le tungstène pur est un métal dur de couleur allant du gris acier au blanc étain. On peut le couper à l'aide d'une scie à métaux lorsqu'il est très pur, mais il est cassant et difficile à travailler lorsqu'il est impur, et on le travaille normalement par forgeage, extrusion, ou étirement. Cet élément a le plus haut point de fusion (3 422 °C) de tous les métaux, la plus faible pression de vapeur et la plus grande résistance à la traction de tous les métaux à une température supérieure à 1 650 °C, son module d'Young est de 406 GPa. Du fait de sa très haute température de fusion, le tungstène n'est pas fondu mais fritté à haute température ainsi que certains de ses composés comme le carbure de tungstène[8] . Sa résistance à la corrosion est excellente et il ne peut être que légèrement attaqué par les acides minéraux. Le tungstène métallique forme une couche d'oxyde protecteur lorsqu'il est exposé à l'air. Lorsqu'on l'ajoute en faible quantité aux alliages d'acier, il en augmente la dureté.
Applications
Le tungstène connaît un grand nombre d'utilisations, la plus courante étant sous forme de carbure de tungstène (WC) et de sous-carbure de tungstène (W2C), qui sert à la fabrication des pièces d'usure dans la métallurgie, l'industrie minière et pétrolière. On se sert du tungstène pour la fabrication des filaments des ampoules électriques et des postes de télévision, ainsi que dans celle des électrodes, les très fins filaments que l'on peut produire avec ce métal ayant un très haut point de fusion.
Autres utilisations :
- Son point de fusion très élevé le rend particulièrement adéquat pour les applications spatiales et celles qui demandent l'utilisation de très hautes températures.
- La dureté et la densité de ce métal le rendent idéal pour faire des alliages de métaux utilisés dans l'armement, les puits de chaleur, ainsi que les poids et contre-poids.
- Les pièces d'usure utilisées, par exemple dans les outils à haute vitesse, utilisent souvent des alliages de tungstène et d'acier pouvant contenir jusqu'à 18 % de tungstène.
- Des composés du tungstène sont utilisés comme catalyseur, pigment inorganique. Le disulfure de tungstène est utilisé comme lubrifiant stable au-dessus de 500 °C.
- le tungstate de sodium (numéro CAS : ) fait partie du réactif de Folin Denis.
- Étant donné que son coefficient de dilatation est équivalent à celui du verre borosilicate, il est utilisé pour faire des collages verre sur métal.
- Des superalliages contenant du tungstène sont utilisés pour faire des pales de turbine, des outils en acier, ainsi que des plaquages.
- Il est utilisé comme électrode réfractaire dans le soudage TIG.
- Les contacts d'arc de disjoncteurs à haute tension sont aussi partiellement constitués de tungstène afin de supporter la haute température d'un arc électrique.
- DIME (Dense Inert Metal Explosive), nouvel armement très performant pour tuer un être humain tout en causant des dégâts dans un rayon très limité de quelques mètres.
- Le fabricant de raquettes de tennis Babolat l'utilise désormais dans sa nouvelle gamme de raquettes « GT » (pour Graphite/Tungstène). L'ajout de tungstène au graphite à quelques endroits stratégiques permet d'améliorer la stabilité de la raquette.
Histoire
Le premier à avoir supposé l'existence du tungstène (du suédois tung sten signifiant « lourde pierre ») est Peter Woulfe, en 1778, alors qu'il examinait de la wolframite.
Il détermina alors que ce minéral devait contenir une substance inconnue. En 1781, Carl Wilhelm Scheele établit qu'un nouvel acide pouvait être formé à partir du tungsténite. Scheele et Berman suggérèrent qu'il devait être possible d'obtenir un nouveau métal en réduisant cet acide. Les frères José et Fausto Elhuyar découvrirent, en 1783, un nouvel acide dérivé de la wolframite identique à l'acide tungstique. En Espagne, un peu plus tard la même année, les deux frères réussirent à isoler le tungstène en réduisant l'acide avec du charbon. On leur attribua la découverte de l'élément.
Occurrence
Echantillon de tungstène en poudreOn trouve du tungstène dans la wolframite qui est un tungstate de fer et de manganèse, (FeWO4/MnWO4), scheelite (tungstate de calcium, CaWO4), ferbérite et hübnérite. On trouve d'importants dépôts de ces minéraux au Pérou[9], en Bolivie, Californie, Chine, Colorado É.-U., Portugal, Russie, et la Corée du Sud. La Chine produisait en 2006 84 % de l'approvisionnement mondial[10]. Le métal est produit commercialement par réduction de l'oxyde de tungstène par de l'hydrogène ou du carbone.
Voir aussi
Notes
- (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
- Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
- (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », dans Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [lien DOI]
- (en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International, 1996, 251 p. (ISBN 0803120664) [lire en ligne (page consultée le 4 août 2010)], p. 75
- (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89e éd., p. 10-203
- Entrée de « Tungsten, Powder » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais) (JavaScript nécessaire)
- « Tungstène » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
- Fournisseurs du tungstène et de ses composés sur Kompass.com
- http://www.malaga.ca/
- Arnaud de la Grange, « Pékin joue de l'arme des « terres rares » », Le Figaro, le 25 octobre 2010
s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6 1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo 8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho ↓ g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18 * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares Métaux alcalins Métaux alcalino-terreux Métaux de transition Métaux pauvres Lanthanides Actinides Superactinides Éléments non classés Catégories :- Produit chimique facilement inflammable
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