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Wolframbronze
Wolframbronze ist eine nicht-stöchiometrische Verbindung, die Wolfram enthält. Sie sieht aus wie Kupfer, ist aber chemisch inert. Wolframbronze erscheint normalerweise als kubische oder tetragonale Kristalle. Sie ist unlöslich in Wasser und allen Säuren außer Flusssäure, aber löslich in alkalischen Reagenzien. Sie kann als Katalysator für die Oxidationsreaktion von Kohlenmonoxid und als Entgasungsmittel in Brennstoffzellen verwendet werden.
Kategorie:
Details
Wolframbronzeist eine nicht-stöchiometrische Verbindung, die Wolfram enthält. Es sieht aus wie Kupfer, ist aber chemisch inert. Wolframbronze erscheint normalerweise als kubische oder tetragonale Kristalle. Es ist unlöslich in Wasser und allen Säuren außer Flusssäure, aber löslich in alkalischen Reagenzien. Es kann als Katalysator für die Oxidationsreaktion von Kohlenmonoxid und als Entgasungsmittel in Brennstoffzellen verwendet werden.
Eine nicht-stöchiometrische Verbindung mit der empirischen Formel MxWO3, wobei M normalerweise ein Alkalimetall ist, aber auch ein Erdalkalimetall, Ammoniumion, Seltenmetallion usw. sein kann. x liegt zwischen 0 und 1. Wolframbronze hat im Allgemeinen einen metallischen Glanz und eine besondere Farbe. Die Art von M und die Veränderung des Wertes von x können dazu führen, dass es leitende oder halbleitende Eigenschaften hat. Die Forschung zur Kristallisationschemie hat gezeigt, dass Wolframbronze im Wesentlichen eine feste Lösung ist, die durch das Einfügen von Alkalimetallatomen in das WO3-Gitter gebildet wird. Wenn alle Leerstellen gefüllt sind, ist die resultierende Verbindung MWO3. Die Bildung von Wolframbronze steht im Zusammenhang mit der variablen atomaren Valenz von Wolfram. Wenn nur ein Teil der Leerstellen durch Alkalimetallatome ersetzt wird, wird ein Teil der Wolfram-Atome von hexavalent zu pentavalent.
Physikalische und chemische Eigenschaften:
Die häufigste Wolframbronze ist Natriumwolframbronze, die einen metallischen Glanz hat und deren Farbe mit dem Wert von x variiert, von goldgelb bis hellblaugrau. Zum Beispiel ist NaWO3 goldgelb, Na0.67WO3 ist karminrot, Na0.5WO3 ist purpurrot und Na0.2WO3 ist blau. Wenn das Verhältnis von Na:WO3 größer als 0,3 ist, ist der Temperaturkoeffizient des Widerstands positiv, extrem instabil und hat halbmmetallische Eigenschaften; wenn es weniger als 0,3 ist, ist es negativ und ein Halbleiter. Alle Wolframbronzen sind in der Natur extrem inert, halbmmetallisch, metallisch und leitfähig. Ihre chemische Inertheit zeigt sich in ihrer Unlöslichkeit in Wasser und Widerstand gegen alle Säuren außer Flusssäure. Sie können jedoch Silbernitrat aus ihrer Ammoniaklösung zu metallischem Silber reduzieren, und in Anwesenheit von Alkalien können sie durch Sauerstoff zu Tungstate (VI) oxidiert werden. Ihre Halbleitereigenschaften bedeuten, dass alle Wolfram-Atome in ihnen W(VI) sind und die Valenzelektronen des metallischen Natriums sich frei im Gitter der Wolframbronze bewegen, genau wie im metallischen Natrium. Lithium kann ebenfalls Wolframbronze bilden, ist jedoch nicht leitfähig.
Zusammensetzung:
Die Farbe der Wolframbronze variiert stark mit der Zusammensetzung. Zum Beispiel ist NaxWO3 bei x ~ 0,9 goldgelb, bei x ~ 0,6 orange-rot, bei x ~ 0,45 rot-lila und bei x ~ 0,3 dunkelblau-lila. Strukturell sollte für jedes entfernte Na-Ion aus NaxWO3 ein W-Atom von W(V) zu W(VI) wechseln. Daher gibt es in diesem defekten NaxWO3 (1-x) W(VI)-Atome und (1-x) leere Na-Atompositionen. Vollständig reines NaxWO3 wurde noch nicht hergestellt, und WO3 (d.h., die Anzahl der Na-Atome ist die Mindestgrenze x=0) hat eine leicht verzerrte ReO3-Struktur (d.h., die Struktur ohne das große Kation in der Perowskitstruktur). Tatsächlich liegt die Zusammensetzung der Wolframbronze also nahe bei Na0.3WO3-Na0.9WO3.
Schlüssel wörter:
Bronze
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