Triossido di tungsteno

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Triossido di tungsteno
TungstenOxideSmall.jpg
Kristallstruktur Wolfram(VI)-oxid.png
Nome IUPAC
Triossido di tungsteno
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare WO3
Massa molecolare (u) 231,84 g/mol
Aspetto Polvere gialla
Numero CAS [1314-35-8]
Numero EINECS 215-231-4
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acqua insolubile
Temperatura di fusione 1746
Temperatura di ebollizione ~1970
Indicazioni di sicurezza
Frasi H ---
Consigli P --- [1]

Il triossido di tungsteno(VI) (anche conosciuto come triossido di tungsteno o anidride tungstica) è un composto chimico contenente ossigeno e tungsteno (un metallo di transizione), avente formula molecolare WO3.

Viene ottenuto nella reazione di recupero del tungsteno dai suoi minerali.[2] I minerali di tungsteno sono trattati con composti alcalini per produrre WO3. Una successiva reazione con carbonio o idrogeno gassoso riduce il triossido di tungsteno a metallo puro.

2 WO3 + 3 C + calore → 2 W + 3 CO2
WO3 + 3 H2 + calore → W + 3 H2O

Il triossido di tungsteno (VI) si trova in natura sotto forma di idrati, che includono i minerali: tungstite WO3·H2O, meymacite WO3·2H2O e hydrotungstite (della stessa composizione della meymacite, tuttavia a volte scritta come H2WO4). Questi minerali sono molto rari.

Storia[modifica | modifica sorgente]

Il tungsteno ha una ricca storia che parte dalla sua scoperta nel diciottesimo secolo. Peter Woulfe fu il primo a riconoscere un nuovo elemento nel minerale naturale wolframite. Il tungsteno era, infatti, originariamente conosciuto come "wolframio" (da cui il suo simbolo "W"). Il chimico svedese Carl Wilhelm Scheele contribuì alla sua scoperta con i suoi studi sulla scheelite.[2]

Nel 1841, un chimico chiamato Robert Oxland formulò la prima procedura per preparare il triossido di tungsteno e il tungstato di sodio.[3] È per questo considerato il padre della chimica sistematica del tungsteno.

Preparazione[modifica | modifica sorgente]

Il triossido di tungsteno può essere preparato in vari modi. La CaWO4, o scheelite, può reagire con HCl per produrre acido tungstico, che, ad alte temperature, decompone in WO3 e acqua.[2]

CaWO4 + 2 HCl → CaCl2 + H2WO4
H2WO4 + calore → H2O + WO3

Un altro procedimento comune per sintetizzare WO3 è la calcinazione del paratungstato di ammonio (APT) in condizioni ossidanti:[3]

(NH4)10[H2W12O42]·4H2O → 12 WO3 + 10 NH3 + 11 H2O

Struttura[modifica | modifica sorgente]

La struttura cristallina del triossido di tungsteno è dipendente dalla temperatura. A temperature superiori a 740 °C ha una struttura tetragonale, da 330 a 740 °C è ortorombica, mentre da 17 a 300 °C è monoclina. Assume una struttura triclina da 17 a -50 °C. È ovvio che la struttura più comune del triossido di tungsteno è quella monoclina con gruppo spaziale: P21/n.[3]

Proprietà chimiche[modifica | modifica sorgente]

Stabilità e reattività[modifica | modifica sorgente]

Come sopracitato, il triossido di tungsteno può essere sintetizzato mediante calcinazione dell'APT. A seconda delle condizioni di reazione, come la temperatura, le proprietà chimiche del WO3 variano. Ad esempio, a basse temperature il triossido di tungsteno è molto reattivo e si decompone facilmente in H2O.[3] A temperature più alte, non si decompone in acqua. Se la calcinazione è svolta in ambiente riducente, anziché ossidante, si ottiene un composto completamente diverso chiamato ossido blu di tungsteno (WO3-x).[4] Questo composto è un insieme di differenti molecole, inclusi il triossido di tungsteno, l'ammoniaca e il WO2.

Reazioni pericolose[modifica | modifica sorgente]

Reazioni con perossidi e altri formatori di radicali. Decomposizione di acqua ossigenata. Non sono noti prodotti pericolosi di decomposizione del triossido di tungsteno.

Usi[modifica | modifica sorgente]

Il triossido di tungsteno è usato per molti scopi nella vita di tutti i giorni. È usato frequentemente nell'industria, per creare il tungstato per i fosfori degli schermi a raggi x e anche per materiali ignifughi.[5] Grazie al suo colore giallo è spesso usato anche come pigmento nelle vernici e sulle cercamiche[2].

Recentemente, il triossido di tungsteno, è usato nella produzione di vetri elettrocromici o "smart glass". Questi vetri sono elettricamente attivi e possono variare la loro trasmissione della luce a seconda del voltaggio applicatogli[6]. Ciò permette all'utente di oscurare, ad esempio, finestre e cambiare la quantità di luce o calore trasmessa. Un altro nuovo uso del tungsteno è nei DIME (Dense Inert Metal Explosive)[7][8].

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Sigma Aldrich; rev. del 05.05.2013
  2. ^ a b c d Pradyot Patnaik, Handbook of Inorganic Chemical Compounds, McGraw-Hill, 2003, ISBN =0070494398. URL consultato il 6 giugno 2009.
  3. ^ a b c d Lassner, Erik and Wolf-Dieter Schubert, Tungsten: Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds, New York, Kluwer Academic, 1999, ISBN 0-306-45053-4.
  4. ^ "Tungsten Oxides & Acids" International Tungsten Industry Association 2003
  5. ^ "Tungsten trioxide." The Merck Index Vol 14, 2006.
  6. ^ W. J. Lee, Effects of surface porosity on tungsten trioxide(WO3) films’ electrochromic performance in Journal of Electronic Materials, vol. 29, 2000, p. 183, DOI:10.1007/s11664-000-0139-8.
  7. ^ Dense Inert Metal Explosive (DIME)
  8. ^ US deserves blame for Gaza slaughter, Linda S. Heard, January 12, 2009

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • ECDIN (Environmental Chem. Data and Information Network)
  • IUCLID (International Uniform Chemical Information Database)
  • NIOSH - Registry of Toxic Effects of Chemical Substances
  • Roth - Wassergefährdende Stoffe
  • Verschueren - Handbook of Environmental Data on Organic Chemicals
  • ChemDAT - Safety Data Sheets from E.Merck on CD-ROM
  • Merian - Metals and their compounds in the environment

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

chimica Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia