Volfrám-trioxid
| Volfrám-trioxid | |||
 Volfrám-trioxid minta | |||
-oxid.png)
| |||
| IUPAC-név | Volfrám-trioxid | ||
| Más nevek | Volfrám(VI)-oxid | ||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 1314-35-8 | ||
| PubChem | 14811 | ||
| RTECS szám | YO7760000 | ||
| |||
| |||
| UNII | 940E10M08M | ||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | WO3 | ||
| Moláris tömeg | 231.84 g/mol | ||
| Megjelenés | Kanárisárga por | ||
| Sűrűség | 7.16 g/cm3 | ||
| Olvadáspont | 1473 °C | ||
| Forráspont | 1700 °C | ||
| Oldhatóság (vízben) | oldhatatlan | ||
| Oldhatóság | kevéssé oldódik hidrogén-fluoridban[pontosabban?] | ||
| Mágneses szuszceptibilitás | −15.8·10−6 cm3/mol | ||
| Kristályszerkezet | |||
| Kristályszerkezet | Monoklin, mP32 | ||
| Tércsoport | P121/n1, No. 14 | ||
| Koordinációs geometria |
Oktaéderes (WVI)
Trigonális planáris (O2–) | ||
| Veszélyek | |||
| Főbb veszélyek | Irritáló | ||
| Lobbanáspont | Nem gyúlékony | ||
| Rokon vegyületek | |||
| Azonos kation | Volfrám-triszulfid | ||
| Azonos anion | Króm-trioxid Molibdén-trioxid | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
A volfrám-trioxid (WO3) a volfrám egyik oxidja. Világossárga kristályos anyag.[1]
A volfrám-trioxid a természetben hidrátokként fordul elő például a tungsztitban (WO3·H2O), a meymacitban (WO3·2 H2O) és a hidrotungsztitban (a meymacittal azonos összetételű, de néha H2WO4 képlettel szerepel). Ezen ásványok ritka vagy nagyon ritka volfrámásványok.
Története
[szerkesztés]1841-ben Robert Oxland kémikus határozta meg először a nátrium-volframát és a volfrám-trioxid előállításának a folyamatait.[2] Munkáját hamarosan szabadalmaztatták, és a volfrámipar alapítójának tartják.[2]
Szerkezete, tulajdonságai
[szerkesztés]A volfrám-trioxid kristályszerkezete hőmérsékletfüggő. −50 °C alatt, valamint 17 és 330 °C közt monoklin, −50 és 17 °C közt triklin, 330 és 740 °C közt ortorombos, és 740 °C felett tetragonális.[2] [3]
Tiszta állapotban elektromos szigetelő, de oxigénhiányos változatai, például a WO2,9 (W20O58) sötétkék-lila elektromos vezetők. Ezek előállíthatók a trioxid és a dioxid (WO2) reakciójával 1000 °C-on.[4][1] A volfrám-trioxid a leggyakrabban monoklin, tércsoportja P21/n.[2]
A szupravezetésre utaló jeleket találtak nátriummal dópolt oxigénhiányos WO3-kristályokban, ahol Tc = 80-90 K. Ha így van, ez lenne az első olyan rezet nem tartalmazó szupravezető, melynek kritikus hőmérséklete magasabb a nitrogén forráspontjánál.[4] [5]
Előállítás
[szerkesztés]Ipari előállítás
[szerkesztés]A volfrám-trioxid a volfrám ásványaiból történő kinyerése során keletkezik.[6] A volfrámércek lúggal kezelhetők, melyek oldékony volframátokat hoznak létre. Egy másik útvonal a scheelit (CaWO4) HCl-dal való reakciója, mely volfrámsavat állít elő, mely WO3-dá és vízzé bomlik magas hőmérsékleten.[6]
Laboratóriumi
[szerkesztés]A WO3-szintézis másik gyakori módszere az ammónium-paravolframát kalcinációja oxidáció mellett:[2]
Használata
[szerkesztés]A volfrám-trioxid a volframátszintézis kiinduló anyaga. A bárium-volframátot (BaWO4) röntgenkészülékekben használják fényporként. Az alkálifém-volframátok, például lítium- Li2WO4 és cézium-volframát Cs2WO4 sűrű oldatokat adnak, melyek ásványelválasztásra használhatók.[1] További lehetséges vagy megvalósult alkalmazásai például:
- tűzvédelemre[7]
- gáz- és nedvességszenzorként.[1][8]
- kerámiafestékként, mely sárga színt ad neki.[1][6]
- elektrokromatikus üvegként, például okosablakokban, melyek átlátszósága változtatható a feszültségváltozással.[1][9][10]
- fotokatalitikus vízbontáshoz.[11][12][13][14]
- felszínjavított Raman-spektroszkópia esetén nemesfémek helyett.[15][16][17][18]
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ a b c d e f J. Christian, R. P. Singh Gaur, T. Wolfe and J. R. L. Trasorras (2011). „Tungsten Chemicals and their Applications”. A Nemzetközi Volfrámipari Szövetség brosúrája
- ↑ a b c d e Lassner, Erik and Wolf-Dieter Schubert. Tungsten: Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds. Kluwer Academic (1999). ISBN 978-0-306-45053-2
- ↑ H. A. Wriedt (1898). „The O-W (oxygen-tungsten) system” 10, 368–384. o. DOI:10.1007/BF02877593.
- ↑ a b A. Shengelaya, K. Conder, and K. A. Müller (2020). „Signatures of Filamentary Superconductivity up to 94 K in Tungsten Oxide WO2.90” 33, 301–306. o. DOI:10.1007/s10948-019-05329-9.
- ↑ S. Reich and Y. Tsabba (1999). „Possible nucleation of a 2D superconducting phase on WO single crystals surface doped with Na” 9, 1–4. o. DOI:10.1007/s100510050735.
- ↑ a b c Patnaik, Pradyot. Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill (2003). ISBN 978-0-07-049439-8
- ↑ (2006) „Tungsten trioxide” 14, Kiadó: Merck.
- ↑ David E Williams, Simon R Aliwell, Keith F. E. Pratt, Daren J. Caruana, Roderic L. Jones, R. Anthony Cox, Graeme M. Hansford, John Halsall (2002). „Modelling the response of a tungsten oxide semiconductor as a gas sensor for the measurement of ozone” 13, 923–931. o. DOI:10.1088/0957-0233/13/6/314.
- ↑ (2000) „Effects of surface porosity on tungsten trioxide(WO3) films' electrochromic performance”. Journal of Electronic Materials 29 (2), 183–187. o. DOI:10.1007/s11664-000-0139-8.
- ↑ K. J. Patel, M. S. Desai, C. J. Panchal, H. N. Deota, and U. B. Trivedi (2013). „All-Solid-Thin Film Electrochromic Devices Consisting of Layers ITO / NiO / ZrO2 / WO3 / ITO” 5 (2).
- ↑ Yugo Miseki, Hitoshi Kusama, Hideki Sugihara, Kazuhiro Sayama (2010). „Cs-Modified WO3 Photocatalyst Showing Efficient Solar Energy Conversion for O2 Production and Fe (III) Ion Reduction under Visible Light” 1 (8), 1196–1200. o. DOI:10.1021/jz100233w.
- ↑ É. Karácsonyi, L. Baia, A. Dombi, V. Danciu, K. Mogyorósi, L. C. Pop, G. Kovács, V. Coșoveanu, A. Vulpoi, S. Simon, Zs. Pap (2013). „The photocatalytic activity of TiO2/WO3/noble metal (Au or Pt) nanoarchitectures obtained by selective photodeposition” 208, 19–27. o. DOI:10.1016/j.cattod.2012.09.038.
- ↑ Székely István, Kovács Gábor, Lucian Baia, Virginia Danciu, Pap Zsolt (2016). „Synthesis of Shape-Tailored WO3 Micro-/Nanocrystals and the Photocatalytic Activity of WO3/TiO2 Composites” 9 (4), 258–271. o. DOI:10.3390/ma9040258.
- ↑ Lucian Baia, Eszter Orbán, Szilvia Fodor, Boglárka Hampel, Endre Zsolt Kedves, Kata Saszet, István Székely, Éva Karácsonyi, Balázs Réti, Péter Berki, Adriana Vulpoi, Klára Magyari, Alexandra Csavdári, Csaba Bolla, Veronica Coșoveanu, Klára Hernádi, Monica Baia, András Dombi, Virginia Danciu, Gábor Kovácz, Zsolt Pap (2016). „Preparation of TiO2/WO3 composite photocatalysts by the adjustment of the semiconductors' surface charge” 42 (1), 66–71. o. DOI:10.1016/j.mssp.2015.08.042.
- ↑ G. Ou (2018. december 3.). „Tuning Defects in Oxides at Room Temperature by Lithium Reduction”. Nature Communications 9 (1302), 1302. o. DOI:10.1038/s41467-018-03765-0. PMID 29615620. PMC 5882908.
- ↑ S. Hurst (2011. december 3.). „Utilizing Chemical Raman Enhancement: A Route for Metal Oxide Support Based Biodetection”. The Journal of Physical Chemistry C 115 (3), 620–630. o. DOI:10.1021/jp1096162.
- ↑ W. Liu (2018. december 3.). „Improved Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Sensitivity on Metallic Tungsten Oxide by the Synergistic Effect of Surface Plasmon Resonance Coupling and Charge Transfer”. The Journal of Physical Chemistry Letters 9 (14), 4096–4100. o. DOI:10.1021/acs.jpclett.8b01624. PMID 29979872.
- ↑ C. Zhou (2019. december 3.). „Electrical tuning of the SERS enhancement by precise defect density control”. ACS Applied Materials & Interfaces 11 (37), 34091–34099. o. DOI:10.1021/acsami.9b10856. PMID 31433618.
Fordítás
[szerkesztés]Ez a szócikk részben vagy egészben a Tungsten trioxide című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.