Diferencia entre tungsteno y titanio

Tungsteno

Nomenclatura, orígenes y descubrimiento

El tungsteno se deriva del sueco Tung Sten, o "Piedra pesada". Está representado por el símbolo w, como se conoce como wolfram en muchos países europeos. Esto proviene del alemán para la "espuma de lobo", ya que los primeros mineros de estaño notaron que un mineral que llamaron wolframite redujo el rendimiento de estaño cuando está presente en mineral de estaño, por lo que parecía consumir una lata como un lobo devora oveja. [i]

En 1779, Peter Woulfe examinó a Sheelite desde Suecia y descubrió que contenía un nuevo metal. Dos años después, Carl Wilhelm Scheele redujo el ácido tungstico de este mineral y aisló un óxido blanco ácido. Otros dos años más tarde, Juan y Fausto Elhuyar en Vergara, España, aislaron el mismo óxido de metal de un ácido idéntico reducido de Wolframite. Calentaron el óxido de metal con carbono, lo que lo reduce al metal de tungsteno.

Propiedades físicas y químicas

El tungsteno es un metal brillante y blanco plateado y tiene el número atómico 74 en la tabla periódica de elementos y un peso atómico estándar (A_riñonal) de 183.84.[II]

Tiene el punto de fusión más alto de todos los elementos, ultra alta densidad y es muy duro y estable. Tiene la presión de vapor más baja, el coeficiente más bajo de expansión térmica y la resistencia a la tracción más alta de todos los metales. Estas propiedades se deben a los fuertes enlaces covalentes entre los átomos de tungsteno formados por electrones 5D. Los átomos forman una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo.

El tungsteno también es conductivo, relativamente químicamente inerte, hipoalergénico y posee propiedades de blindaje de radiación. La forma más pura de tungsteno es fácilmente maleable y trabaja al forjar, extrudir, dibujar y sinterizar. La extrusión y el dibujo implican el empuje y el tirón, respectivamente, del tungsteno caliente a través de un "dado" (molde), mientras que la sinterización es la mezcla de tungsteno en polvo con otros metales en polvo para producir una aleación.

Usos comerciales

Las aleaciones de tungsteno son extremadamente duras, como el carburo de tungsteno, que se combina con la cerámica para formar "acero de alta velocidad": esto se usa para hacer ejercicios, cuchillos y herramientas de corte, aserración y molienda. Estos se utilizan en industrias de trabajo en metales, minería, carpintería, construcción y petróleo, y representan el 60% del uso de tungsteno comercialmente.

El tungsteno se usa en elementos de calefacción y hornos de alta temperatura. También se encuentra en lastre en colas de aviones, quillas de yates y autos de carreras, así como pesas y municiones.

Los tungstatos de calcio y magnesio se usaron una vez para los filamentos en bombillas incandescentes, pero se consideran ineficientes en energía. Sin embargo, la aleación de tungsteno se usa en circuitos superconductores de baja temperatura.

Los tungstatos de cristal se utilizan en física nuclear y medicina nuclear, tubos de rayos X y rayos cátodos, electrodos de liderazgo de arco y microscopios electrónicos. El trióxido de tungsteno se usa en catalizadores, como uno utilizado en centrales eléctricas que funcionan con carbón. Se utilizan otras sales de tungsteno en las industrias químicas y de bronceado.

Algunas aleaciones se usan como joyas, mientras que se sabe que se forman imanes permanentes y algunas superaliones se usan como recubrimientos resistentes al desgaste.

El tungsteno es el metal más pesado que tiene un papel biológico, pero solo en bacterias y arqueas. Es utilizado por una enzima que reduce los ácidos carboxílicos a los aldehídos. [iii]

Titanio

Nomenclatura, orígenes y descubrimiento

Titanium se deriva de la palabra "titanes", hijos de la diosa de la tierra en la mitología griega. El reverendo William Gregor, un geólogo aficionado, notó que la arena negra por un arroyo en Cornwall, 1791, se sintió atraída por un imán. Lo analizó y se enteró de que la arena contenía óxido de hierro (explicando el magnetismo), así como un mineral conocido como menachanita, que dedujo estaba hecho de un óxido de metal blanco desconocido. Esto informó a la Royal Geological Society of Cornwall.

En 1795, el científico prusiano Martin Heinrich Klaproth de Boinik investigó un mineral rojo conocido como Schörl de Hungría y nombró el elemento del óxido desconocido que contenía, Titanium. También confirmó la presencia de titanio en Menachanite.

El compuesto tio₂ es un mineral conocido como rutile. El titanio también ocurre en los minerales ilmenita y esfén, que se encuentran principalmente en rocas ígneas y sedimentos derivados de ellos, pero también se distribuyen en toda la litosfera de la tierra.

Pure Titanium fue hecho por primera vez por Matthew A. Hunter en 1910 en el Instituto Politécnico Rensselaer calentando tetracloruro de titanio (producido por calentamiento de dióxido de titanio con cloro o azufre) y metal de sodio en lo que ahora se conoce como el proceso de cazadores. William Justin Kroll luego redujo el tetracloruro de titanio con calcio en 1932 y luego refinó el proceso usando magnesio y sodio. Esto permitió que el titanio se usara fuera del laboratorio y lo que ahora se conoce como el proceso Kroll todavía se usa comercialmente hoy en día.

El titanio de muy alta pureza fue producido en pequeñas cantidades por Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer en el proceso de yoduro o barra de cristal en 1925 reaccionando titanio con yodo y separando los vapores formados sobre un filamento caliente.[iv]

Propiedades físicas y químicas

El titanio es un metal duro, brillante y blanco plateado representado por el símbolo Ti en la mesa periódica. Tiene el número atómico 22 y un peso atómico estándar (un_riñonal) de 47.867. Los átomos forman una estructura cristalina hexagonal llena de estrecho que hace que el metal sea tan fuerte como el acero, pero mucho menos denso. De hecho, el titanio tiene la mayor relación de resistencia-densidad de todos los metales.

El titanio es dúctil en un entorno libre de oxígeno y puede soportar temperaturas extremas debido a su punto de fusión relativamente alto. No es magnético y tiene bajas conductividades eléctricas y térmicas.

El metal es resistente a la corrosión en el agua de mar, agua ácida y cloro, así como un buen reflector de radiación infrarroja. Como fotocatalizador, libera electrones en presencia de luz, que reaccionan con moléculas para formar radicales libres que matan bacterias. [V]

El titanio se conecta bien con el hueso y no es tóxico, aunque el dióxido de titanio fino es un presunto carcinógeno. El circonio, el isótopo de titanio más común, tiene muchas propiedades químicas y físicas diferentes.

Usos comerciales

El titanio se usa más comúnmente en forma de dióxido de titanio, que es un componente principal de un pigmento blanco brillante que se encuentra en pinturas, plásticos, esmaltes, papel, pasta de dientes y el aditivo alimentario E171 que blanquea confitería, quesos y hielo. Los compuestos de titanio son un componente de los protectores solares y las cortadoras de humo, se utilizan en pirotecnia y mejoran la visibilidad en los observatorios solares. [VI]

El titanio también se utiliza en las industrias químicas y petroquímicas y el desarrollo de baterías de litio. Ciertos compuestos de titanio forman componentes de catalizador, por ejemplo, que se usan en la producción de polipropileno.

Titanium es conocido por su uso en equipos deportivos como raquetas de tenis, clubes de golf y marcos de bicicletas y equipos electrónicos como teléfonos móviles y computadoras portátiles. Sus aplicaciones quirúrgicas incluyen el uso en implantes ortopédicos y prótesis médicas.

Cuando se aleja con aluminio, molibdeno, hierro o vanadio, el titanio se usa para recubrir herramientas de corte y recubrimientos protectores o incluso en joyas o como acabado decorativo. Tio₂ Los recubrimientos en las superficies de vidrio o baldosas pueden reducir las infecciones en los hospitales, evitar la niebla de los espejos de visión lateral en los vehículos de motor y reducir la acumulación de suciedad en edificios, pavimentos y carreteras.

El titanio forma una parte importante de las estructuras expuestas al agua de mar, como plantas de desalinización, cascos de barcos y submarinos y ejes de hélice, así como tuberías de condensador de plantas de energía. Otros usos incluyen hacer componentes para las industrias aeroespaciales y de transporte y los militares, como aviones, naves espaciales, misiles, enchapado, motores y sistemas hidráulicos. Se está realizando una investigación para determinar la idoneidad del titanio como material de contenedor de almacenamiento de desechos nucleares. IV

Diferencias clave entre tungsteno y titanio

• El tungsteno se origina en los minerales Scheelite y Wolframite. El titanio se encuentra en los minerales ilmenita, rutile y sphene.
• El tungsteno se produce reduciendo el ácido tungstico del mineral, aislando el óxido de metal y reduciéndolo al metal calentando con carbono. El titanio se produce formando tetracloruro de titanio a través de procesos de cloruro o sulfato y calentándolo con magnesio y sodio.
• El tungsteno es el número 74 en la tabla periódica, con el peso atómico relativo 84. El titanio es el número 22, con el peso atómico relativo 47.867.
• Los átomos de tungsteno forman una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo. Los átomos de titanio forman una estructura cristalina hexagonal de compra cercana.
• El tungsteno es extremadamente fuerte, duro y denso. El titanio es muy fuerte y duro y tiene una densidad mucho menor.
• El tungsteno es ligeramente magnético y ligeramente conductivo. El titanio no es magnético y es menos conductivo eléctrico.
• El tungsteno no es tan resistente a la corrosión en el agua salada como el titanio y no es un fotocatalizador como el titanio.
• El tungsteno tiene un papel biológico, pero el titanio no.
• El tungsteno es maleable en su forma más pura. El titanio es dúctil en un entorno sin oxígeno.

El tungsteno se utiliza en elementos de calefacción, pesos, circuitos superconductores de baja temperatura y tiene aplicaciones en física nuclear y dispositivos emisores de electrones. El titanio se usa en pigmentos blancos, equipos deportivos, implantes quirúrgicos y estructuras marinas.