Diferença entre tungstênio e titânio Diferença entre
Tungstênio
Nomenclatura, origens e descoberta
O tungstênio é derivado do sueco tung sten, ou "pesado" pedra". É representado pelo símbolo W, como é conhecido como Wolfram em muitos países europeus. Isso vem do alemão para a "espuma de lobo", já que os mineiros de estanho já perceberam que um mineral que eles chamavam de wolframite reduziu o rendimento de lata quando presente no minério de lata, assim parecia consumir lata como um lobo devora ovelhas. [i]
Em 1779, Peter Woulfe examinou sheelite da Suécia e descobriu que continha um novo metal. Dois anos depois, Carl Wilhelm Scheele reduziu o ácido tungstico deste mineral e isolou um óxido branco ácido. Outros dois anos depois, Juan e Fausto Elhuyar em Vergara, na Espanha, isolaram o mesmo óxido de metal de um ácido idêntico reduzido da wolframita. Aqueceram o óxido metálico com carbono, reduzindo-o ao metal de tungstênio.
Propriedades físicas e químicas
O tungstênio é um metal branco brilhante e prateado e tem o número atômico 74 na tabela periódica de elementos e um peso atômico padrão (A r >) de 183. 84. [ii] Possui o maior ponto de fusão de todos os elementos, ultra-alta densidade e é muito difícil e estável. Tem a menor pressão de vapor, menor coeficiente de expansão térmica e maior resistência à tração de todos os metais. Essas propriedades são devidas às fortes ligações covalentes entre os átomos de tungstênio formados por elétrons 5d. Os átomos formam uma estrutura de cristal cúbico centrada no corpo.
Usos comerciais
As ligas de tungstênio são extremamente difíceis, como o carboneto de tungstênio, que é combinado com cerâmica para formar "aço de alta velocidade" - isso é usado para fazer brocas, facas e ferramentas de corte, serragem e fresagem. Estes são utilizados nas indústrias de metalurgia, mineração, madeira, construção e petróleo e representam 60% do uso de tungstênio comercialmente.
O tungstênio é usado em elementos de aquecimento e fornos de alta temperatura. Também é encontrado em balastros em caudas de aeronaves, quilates de iate e carros de corrida, bem como pesos e munições.
Os tungstatos de cálcio e magnésio eram comumente usados para filamentos em lâmpadas incandescentes, mas são considerados ineficientes em energia. A liga de tungstênio é, no entanto, usada em circuitos supercondutores de baixa temperatura.
Os tungstatos de cristal são usados em física nuclear e medicina nuclear, tubos de raios-X e tubos de raios catódicos, eletrodos de soldagem por arco e microscópios eletrônicos. O trióxido de tungstênio é usado em catalisadores, como um usado em usinas de energia que funcionam com carvão. Outros sais de tungstênio são utilizados nas indústrias química e curtimento.
Algumas ligas são usadas como jóias, enquanto se sabe que eles formam ímãs permanentes e algumas superligas são usadas como revestimentos resistentes ao desgaste.
O tungstênio é o metal mais pesado para ter papel biológico, mas apenas em bactérias e arqueias. É usado por uma enzima que reduz os ácidos carboxílicos aos aldeídos. [iii]
Titânio
Nomenclatura, origens e descobertas
O titânio é derivado da palavra "Titãs", filhos da deusa da Terra na mitologia grega. O reverendo William Gregor, um geólogo amador, notou que a areia negra por uma corrente em Cornwall, 1791, era atraída por um ímã. Ele analisou e aprendeu que a areia continha óxido de ferro (explicando o magnetismo), bem como um mineral conhecido como menachanite, que ele deduziu, era feito de um óxido de metal branco desconhecido. Isto relatou à Royal Geological Society of Cornwall.
Em 1795, o cientista prussiano Martin Heinrich Klaproth, da Boinik, investigou um minério vermelho conhecido como Schörl da Hungria e nomeou o elemento do óxido desconhecido que continha, titânio. Ele também confirmou a presença de titânio em menachanite.
O composto TiO
2 é um mineral conhecido como rutilo. O titânio também ocorre nos minerais ilmenita e esfenho, encontrados principalmente em rochas ígneas e sedimentos derivados deles, mas também são distribuídos por toda a litosfera terrestre. O titânio puro foi feito pela Matthew A. Hunter em 1910 no Instituto Politécnico Rensselaer, por aquecimento de tetracloreto de titânio (produzido por aquecimento de dióxido de titânio com cloro ou enxofre) e metal de sódio no que agora é conhecido como o processo Hunter. William Justin Kroll reduziu o tetracloreto de titânio com cálcio em 1932 e depois refinou o processo usando magnésio e sódio. Isso permitiu que o titânio fosse usado fora do laboratório e o que agora é conhecido como o processo Kroll ainda é usado comercialmente hoje.
O titânio de muito alta pureza foi produzido em pequenas quantidades por Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer no processo de iodeto ou barril de cristal em 1925 fazendo reagir titânio com iodo e separando os vapores formados sobre um filamento quente. [iv]
Propriedades físicas e químicas
O titânio é um metal duro, brilhante, branco prateado, representado pelo símbolo Ti na tabela periódica. Tem o número atômico 22 e um peso atômico padrão (A
r ) de 47. 867. Os átomos formam uma estrutura de cristal hexagonal fechada que resulta em metal tão forte como o aço, mas muito menos denso. Na verdade, o Titânio possui a maior relação resistência / densidade de todos os metais. O titânio é dúctil em um ambiente livre de oxigênio e pode suportar temperaturas extremas devido ao seu ponto de fusão relativamente alto. Não é magnético e possui baixa condutividade elétrica e térmica.
O metal é resistente à corrosão na água do mar, água ácida e cloro, bem como um bom reflector de radiação infravermelha. Como fotocatalisador, ele libera elétrons na presença de luz, que reagem com moléculas para formar radicais livres que matam bactérias. [v]
O titânio se conecta bem com o osso e não é tóxico, embora o dióxido de titânio fino seja um susceptível de cancerígeno. O zircónio, o isótopo de titânio mais comum, tem muitas propriedades químicas e físicas diferentes.
Usos comerciais
O titânio é mais comumente usado na forma de dióxido de titânio, que é um componente principal de um pigmento branco brilhante encontrado em tintas, plásticos, esmaltes, papel, pasta de dente e o aditivo alimentar E171 que branqueia confeitaria, queijos e glacês. Os compostos de titânio são um componente de protetores solares e fumaça, são utilizados em pirotecnia e melhoram a visibilidade nos observatórios solares. [vi]
O titânio também é usado nas indústrias química e petroquímica e no desenvolvimento de baterias de lítio. Certos compostos de titânio formam componentes de catalisador, por exemplo, utilizados na produção de polipropileno.
O titânio é conhecido por sua utilização em equipamentos esportivos, como raquetes de tênis, tacos de golfe e quadros de bicicletas e equipamentos eletrônicos, como telefones celulares e laptops. Suas aplicações cirúrgicas incluem uso em implantes ortopédicos e próteses médicas.
Quando ligado com alumínio, molibdênio, ferro ou vanádio, o titânio é usado para revestir ferramentas de corte e revestimentos protetores ou mesmo em joalheria ou como acabamento decorativo. Os revestimentos de TiO
2 em superfícies de vidro ou telhas podem reduzir infecções nos hospitais, evitar o aparecimento de espelhos laterais nos veículos a motor e reduzir a acumulação de sujeira em edifícios, pavimentos e estradas. O titânio é uma parte importante das estruturas expostas à água do mar, como as plantas de dessalinização, os cascos de navio e submarino e os eixos da hélice, bem como os tubos de condensador da usina. Outros usos incluem a fabricação de componentes para as indústrias aeroespacial e de transporte e os militares, como aeronaves, naves espaciais, mísseis, armaduras, motores e sistemas hidráulicos. A pesquisa está sendo realizada para determinar a adequação do titânio como um material de recipiente de armazenamento de resíduos nucleares. iv
Principais diferenças entre tungstênio e titânio
O tungstênio é originário do scheelite de minerais e da wolframita. O titânio é encontrado nos minerais ilmenite, rutilo e esfenho.
- O tungstênio é produzido pela redução do ácido tungstico do mineral, isolando o óxido metálico e reduzindo-o ao metal por aquecimento com carbono. O titânio é produzido formando tetracloreto de titânio através de processos de cloreto ou sulfato e aquecendo-o com magnésio e sódio.
- O tungstênio é o número 74 na tabela periódica, com peso atômico relativo 84. O titânio é o número 22, com peso atômico relativo 47. 867.
- Os átomos de tungstênio formam uma estrutura de cristal cúbico centrada no corpo. Os átomos de titânio formam uma estrutura de cristal hexagonal fechada.
- O tungstênio é extremamente forte, duro e denso.O titânio é muito forte e difícil e tem uma densidade muito menor.
- O tungstênio é ligeiramente magnético e leve eletricamente condutor. O titânio não é magnético e é menos eletricamente condutor.
- O tungstênio não é resistente à corrosão em água salgada como titânio e não é um fotocatalisador como o titânio.
- O tungstênio tem um papel biológico, mas o titânio não.
- O tungstênio é maleável na sua forma mais pura. O titânio é dúctil em um ambiente livre de oxigênio.
- O tungstênio é usado em elementos de aquecimento, pesos, circuitos supercondutores de baixa temperatura e aplicações em física nuclear e dispositivos emissores de elétrons. O titânio é usado em pigmentos brancos, equipamentos esportivos, implantes cirúrgicos e estruturas marinhas.
