Tungsten হল একটি রাসায়নিক উপাদান যার পারমাণবিক সংখ্যা হল 74। ইস্পাত-ধূসর থেকে সাদা পর্যন্ত এই ভারী ধাতুটি অত্যন্ত টেকসই, যা অনেক ক্ষেত্রে এটিকে অপরিবর্তনীয় করে তোলে। এর গলনাঙ্ক অন্য যে কোনো ধাতুর চেয়ে বেশি, এবং তাই এটি ভাস্বর বাতিতে ফিলামেন্ট এবং বৈদ্যুতিক চুল্লিতে গরম করার উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয় (উদাহরণস্বরূপ, জিরকোনিয়াম-টাংস্টেন খাদ)। উপাদানটির রসায়ন এটিকে অনুঘটক হিসাবে ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। এর ব্যতিক্রমী কঠোরতা এটিকে "উচ্চ গতির স্টিল"-এ ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত করে তোলে যা কার্বন স্টিলের চেয়ে উচ্চ গতিতে এবং উচ্চ তাপমাত্রার সংকর ধাতুগুলিতে উপাদানগুলিকে কাটতে দেয়। টংস্টেন কার্বাইড, কার্বন সহ উপাদানের একটি যৌগ, এটি সবচেয়ে কঠিন পদার্থগুলির মধ্যে একটি যা পরিচিত এবং মিলিং এবং বাঁকানোর সরঞ্জাম তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম টংস্টেটগুলি ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্পগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং রঙ এবং সিরামিক গ্লেজগুলিতে টাংস্টেন অক্সাইডগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়৷
আবিষ্কারের ইতিহাস
এই রাসায়নিক উপাদানটির অস্তিত্বের কথা প্রথম প্রস্তাব করেছিলেন 1779 সালে পিটার উলফ, যখন তিনি খনিজ উলফ্রামাইট তদন্ত করেছিলেন এবং সেখানে আসেনউপসংহারে যে এটিতে একটি নতুন পদার্থ থাকতে হবে। 1781 সালে, কার্ল উইলহেলম শেলি প্রতিষ্ঠিত করেছিলেন যে টংস্টেনাইট থেকে একটি নতুন অ্যাসিড পাওয়া যেতে পারে। শেলি এবং থরবার্ন বার্গম্যান এই অ্যাসিডকে কমিয়ে একটি নতুন ধাতু পাওয়ার সম্ভাবনা বিবেচনা করার প্রস্তাব করেছিলেন, যাকে বলা হয় টুংস্টেনিক অ্যাসিড। 1783 সালে, দুই ভাই, জোসে এবং ফাউস্টো এলগুইয়ার, উলফ্রামাইটে একটি অ্যাসিড খুঁজে পান যা টুংস্টেনিক অ্যাসিডের অনুরূপ। একই বছরে, ভাইরা কাঠকয়লা ব্যবহার করে এটি থেকে টংস্টেনকে বিচ্ছিন্ন করতে সক্ষম হন।
দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময়, এই রাসায়নিক উপাদানটি একটি বিশাল ভূমিকা পালন করেছিল। উচ্চ তাপমাত্রায় ধাতুর প্রতিরোধের পাশাপাশি এর সংকর ধাতুগুলির চরম শক্তি টংস্টেনকে সামরিক শিল্পের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কাঁচামাল বানিয়েছে। বিদ্রোহীরা পর্তুগালকে ইউরোপে উলফ্রামাইটের প্রধান উৎস হিসেবে চাপ দেয়।
প্রকৃতিতে থাকা
প্রকৃতিতে, উপাদানটি উলফ্রামাইটে ঘটে (FeWO4/MnWO4), স্কাইলাইট (CaWO4)), ferberite এবং hübnerite. এই খনিজগুলির গুরুত্বপূর্ণ আমানত মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ক্যালিফোর্নিয়া এবং কলোরাডো, বলিভিয়া, চীন, দক্ষিণ কোরিয়া, রাশিয়া এবং পর্তুগালে পাওয়া যায়। বিশ্বের টংস্টেন উৎপাদনের প্রায় 75% চীনে কেন্দ্রীভূত। হাইড্রোজেন বা কার্বন দিয়ে এর অক্সাইড কমিয়ে ধাতুটি পাওয়া যায়।
বিশ্বের রিজার্ভ অনুমান করা হয়েছে 7 মিলিয়ন টন। ধারণা করা হয় যে এর মধ্যে 30% উলফ্রামাইট এবং 70% স্কিলাইটের আমানত। বর্তমানে তাদের উন্নয়ন অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক নয়। ব্যবহারের বর্তমান স্তরে, এই মজুদ মাত্র 140 বছর স্থায়ী হবে। আরেকটি মূল্যবান উৎসটাংস্টেন একটি স্ক্র্যাপ মেটাল রিসাইক্লিং।
মূল বৈশিষ্ট্য
টংস্টেন একটি রাসায়নিক উপাদান যা একটি রূপান্তর ধাতু হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। এর W চিহ্নটি এসেছে ল্যাটিন শব্দ wolframium থেকে। পর্যায় সারণীতে, এটি ট্যানটালাম এবং রেনিয়ামের মধ্যে VI গ্রুপে রয়েছে।
এর বিশুদ্ধতম আকারে, টাংস্টেন হল একটি শক্ত উপাদান যার রঙ ইস্পাত ধূসর থেকে পিউটার সাদা পর্যন্ত। অমেধ্য সঙ্গে, ধাতু ভঙ্গুর হয়ে যায় এবং কাজ করা কঠিন, কিন্তু যদি তারা অনুপস্থিত থাকে, তাহলে এটি একটি হ্যাকসও দিয়ে কাটা যেতে পারে। উপরন্তু, এটি নকল, ঘূর্ণিত এবং আঁকা হতে পারে।
Tungsten হল একটি রাসায়নিক উপাদান যার গলনাঙ্ক সব ধাতুর মধ্যে সর্বোচ্চ (3422 °C)। এটিতে সর্বনিম্ন বাষ্পের চাপও রয়েছে। এছাড়াও এটির T> 1650 °C তাপমাত্রায় সর্বোচ্চ প্রসার্য শক্তি রয়েছে। উপাদানটি ক্ষয়ের জন্য অত্যন্ত প্রতিরোধী এবং খনিজ অ্যাসিড দ্বারা সামান্য আক্রমণ করা হয়। বাতাসের সংস্পর্শে এসে, ধাতব পৃষ্ঠে একটি প্রতিরক্ষামূলক অক্সাইড স্তর তৈরি হয়, তবে উচ্চ তাপমাত্রায় টংস্টেন সম্পূর্ণরূপে অক্সিডাইজ হয়। যখন এটি ইস্পাতে অল্প পরিমাণে যোগ করা হয়, তখন এর কঠোরতা নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়।
আইসোটোপ
প্রকৃতিতে, টংস্টেন পাঁচটি তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ দ্বারা গঠিত, তবে তাদের এত দীর্ঘ অর্ধ-জীবন রয়েছে যে তারা স্থিতিশীল বলে বিবেচিত হতে পারে। আলফা কণা (হিলিয়াম -4 নিউক্লিয়াসের সাথে সম্পর্কিত) নির্গমনের সাথে তাদের সবগুলি হাফনিয়াম-72-এ ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। আলফা ক্ষয় শুধুমাত্র 180W-তে পরিলক্ষিত হয়, এর মধ্যে সবচেয়ে হালকা এবং বিরলআইসোটোপ গড়ে, প্রতি বছর 1 গ্রাম প্রাকৃতিক টংস্টেনে দুটি আলফা ক্ষয় ঘটে 180W.
উপরন্তু, টাংস্টেনের 27টি কৃত্রিম তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ বর্ণনা করা হয়েছে। এর মধ্যে সবচেয়ে স্থিতিশীল হল 181W এর অর্ধ-জীবন 121.2 দিন, 185W (75.1 দিন), 188 W (69, 4 দিন) এবং 178W (21, 6 দিন)। অন্যান্য সমস্ত কৃত্রিম আইসোটোপের অর্ধ-জীবন এক দিনেরও কম, এবং তাদের বেশিরভাগই 8 মিনিটেরও কম। টংস্টেনের চারটি "মেটাস্টেবল" অবস্থা রয়েছে, যার মধ্যে সবচেয়ে স্থিতিশীল হল 179mW (6.4 মিনিট)।
সংযোগ
রাসায়নিক যৌগগুলিতে, টংস্টেন অক্সিডেশন অবস্থা +2 থেকে +6 এ পরিবর্তিত হয়, যার মধ্যে +6 সবচেয়ে সাধারণ। উপাদানটি সাধারণত অক্সিজেনের সাথে বন্ধন করে হলুদ ট্রাইঅক্সাইড তৈরি করে (WO3), যা জলীয় ক্ষারীয় দ্রবণে টংস্টেট আয়ন হিসাবে দ্রবীভূত হয় (WO42−)।
আবেদন
যেহেতু টংস্টেনের একটি খুব উচ্চ গলনাঙ্ক রয়েছে এবং এটি নমনীয় (তারের মধ্যে আঁকা যেতে পারে), এটি ব্যাপকভাবে ভাস্বর বাতি এবং ভ্যাকুয়াম ল্যাম্পের ফিলামেন্ট হিসাবে, সেইসাথে বৈদ্যুতিক চুল্লির গরম করার উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত হয়। উপরন্তু, উপাদান চরম অবস্থার সহ্য করে। এর পরিচিত অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে একটি হল গ্যাস-শিল্ডেড টংস্টেন আর্ক ওয়েল্ডিং৷
অসাধারণভাবে শক্ত, টাংস্টেন ভারী অস্ত্রের মিশ্রণের জন্য একটি আদর্শ উপাদান। উচ্চ ঘনত্ব কেটলবেলগুলিতে ব্যবহৃত হয়,ইয়টের জন্য কাউন্টারওয়েট এবং ব্যালাস্ট কিল, সেইসাথে ডার্টগুলিতে (80-97%)। উচ্চ গতির ইস্পাত, যা কার্বন স্টিলের তুলনায় উচ্চ গতিতে উপাদান কাটতে পারে, এই পদার্থের 18% পর্যন্ত ধারণ করে। টারবাইন ব্লেড, পরিধানের অংশ এবং আবরণে টাংস্টেন যুক্ত "সুপারঅ্যালয়" ব্যবহার করা হয়। এগুলি তাপ-প্রতিরোধী, উচ্চ প্রতিরোধী সংকর ধাতু যা উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করে৷
একটি রাসায়নিক উপাদানের তাপীয় প্রসারণ বোরোসিলিকেট কাচের অনুরূপ, তাই এটি কাচ থেকে ধাতব সিল তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। টাংস্টেন ধারণকারী কম্পোজিটগুলি বুলেট এবং শটে সীসার জন্য একটি চমৎকার বিকল্প। নিকেল, লোহা বা কোবাল্ট সহ সংকর ধাতুগুলিতে এটি থেকে প্রভাব প্রজেক্টাইল তৈরি করা হয়। বুলেটের মতো, এর গতিশক্তি একটি লক্ষ্যে আঘাত করতে ব্যবহৃত হয়। ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলিতে, ট্রানজিস্টরের সাথে সংযোগ তৈরি করতে টংস্টেন ব্যবহার করা হয়। কিছু ধরণের বাদ্যযন্ত্রের স্ট্রিং টংস্টেন তার থেকে তৈরি হয়।
সংযোগ ব্যবহার করা
টংস্টেন কার্বাইডের ব্যতিক্রমী কঠোরতা (W2C, WC) এটিকে মিলিং এবং বাঁকানোর সরঞ্জামগুলির জন্য সবচেয়ে সাধারণ উপাদান করে তোলে। এটি ধাতুবিদ্যা, খনির, তেল এবং নির্মাণ শিল্পে প্রয়োগ করা হয়। টংস্টেন কার্বাইড গয়না তৈরিতেও ব্যবহার করা হয় কারণ এটি হাইপোঅ্যালার্জেনিক এবং এর দীপ্তি হারানোর প্রবণতা নেই।
গ্লাজ তৈরি হয় এর অক্সাইড থেকে। টংস্টেন "ব্রোঞ্জ" (অক্সাইডের রঙের কারণে বলা হয়) রঙে ব্যবহার করা হয়। ফ্লুরোসেন্টে ম্যাগনেসিয়াম এবং ক্যালসিয়াম টুংস্টেট ব্যবহার করা হয়বাতি ক্রিস্টালাইন টুংস্টেট পারমাণবিক ওষুধ এবং পদার্থবিদ্যায় সিন্টিলেশন ডিটেক্টর হিসাবে কাজ করে। লবণ রাসায়নিক ও চামড়া শিল্পে ব্যবহৃত হয়। টংস্টেন ডিসালফাইড একটি উচ্চ তাপমাত্রার গ্রীস যা 500 ডিগ্রি সেলসিয়াস সহ্য করতে পারে। টংস্টেন যুক্ত কিছু যৌগ রসায়নে অনুঘটক হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
বৈশিষ্ট্য
W এর প্রধান ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলি নিম্নরূপ:
- পারমাণবিক সংখ্যা: 74.
- পারমাণবিক ভর: 183, 85.
- গলনাঙ্ক: 3410 °C.
- স্ফুটনাঙ্ক: 5660 °C.
- ঘনত্ব: 19.3 g/cm3 20°C এ।
- অক্সিডেশন অবস্থা: +2, +3, +4, +5, +6.
- ইলেক্ট্রনিক কনফিগারেশন: [Xe]4 f 145 d 46 s 2.
