Úvod
Wolfram (W) je mimořádně tvrdý, těžký a odolný kov s nejvyšším bodem tání ze všech kovových prvků. Jeho protonové číslo je 74 a v periodické tabulce ho řadíme mezi přechodné kovy do 6. skupiny. V čisté formě má ocelově šedou až stříbřitě bílou barvu. V přírodě se nevyskytuje volně, získává se především z minerálů jako wolframit a scheelit. Díky své odolnosti ho najdeme ve vláknech klasických žárovek, v topných tělesech, řezných nástrojích a v superpevných slitinách pro letecký průmysl.
Vlastnosti
Wolfram, chemická značka W a protonové číslo 74, je přechodný kov ocelově šedé až stříbřitě bílé barvy. Je proslulý svými extrémními fyzikálními vlastnostmi. Vyniká nejvyšším bodem tání ze všech kovů, dosahujícím 3422 °C, a rovněž nejvyšším bodem varu. Jeho hustota je mimořádně vysoká, téměř shodná s hustotou zlata, což z něj činí jeden z nejtěžších prvků. Je velmi tvrdý a za nízkých teplot křehký, což komplikuje jeho mechanické zpracování. Chemicky je wolfram značně inertní, odolává korozi i působení většiny kyselin za standardních podmínek.
Vznik názvu
Původ názvu je v německém spojení „Wolf Rahm“, tedy „vlčí pěna“. Tímto termínem označovali středověcí saští horníci minerál wolframit. Při tavení cínové rudy totiž tento minerál snižoval výtěžnost cínu, který obrazně řečeno „požíral“ jako vlk požírá ovci, čímž znehodnocoval celou tavbu.
Objev
Název wolfram pochází z německého výrazu „wolf rahm“ (vlčí pěna), jelikož minerál wolframit při tavení cínové rudy „požíral“ cín a snižoval jeho výtěžek. První krok k objevu učinil roku 1781 švédský chemik Carl Wilhelm Scheele, když z minerálu, později nazvaného scheelit, izoloval novou kyselinu. Samotný kov se však podařilo poprvé připravit až v roce 1783 španělským bratrům Faustovi a Juanu Josému Elhuyarovým. Úspěšně zredukovali kyselinu wolframovou získanou z wolframitu pomocí dřevěného uhlí. Tento objev otevřel cestu k jeho využití, zejména v žárovkových vláknech.
Výskyt v přírodě
Wolfram se v přírodě nevyskytuje v ryzí formě, ale je vázán výhradně ve sloučeninách. Jeho nejdůležitějšími rudami jsou wolframit, což je wolframan železnato-manganatý, a scheelit, wolframan vápenatý. Dominantním světovým producentem wolframových rud je s obrovským náskokem Čína. Samotné získávání kovu je energeticky a technologicky náročné. Po nadrcení a zakoncentrování rudy následuje složitý chemický proces, na jehož konci je čistý oxid wolframový (WO₃). Ten je následně ve vysokoteplotních pecích redukován proudem vodíku na jemný wolframový prášek, základní surovinu pro další výrobu.
Využití
Využití wolframu je mimořádně široké díky jeho extrémně vysoké teplotě tání. Proto se stal klíčovým materiálem pro vlákna v klasických žárovkách, topná tělesa v pecích a elektrody pro svařování. Jeho slitiny, zejména s ocelí, vytvářejí extrémně tvrdé a odolné materiály pro řezné nástroje, vrtáky a dokonce i protipancéřovou munici. Díky vysoké hustotě se používá také jako radiační stínění nebo jako závaží v letectví. V přírodě je jeho role méně zřejmá, ale některé druhy bakterií žijící v extrémních podmínkách využívají wolfram ve svých enzymech jako náhradu za molybden.
Sloučeniny
Nejvýznamnější uměle vytvořenou sloučeninou je karbid wolframu (WC), který se díky své extrémní tvrdosti, blížící se diamantu, používá na výrobu řezných nástrojů, vrtáků, brusiv a odolných šperků. Dalšími průmyslovými sloučeninami jsou disulfid wolframu, používaný jako vysokoteplotní mazivo, a oxid wolframičitý, který nachází uplatnění v katalýze, senzorech plynů a jako žlutý pigment v keramice. V přírodě se wolfram vyskytuje především ve formě nerostů, hlavně wolframitu, což je wolframan železnato-manganatý, a scheelitu, chemicky wolframanu vápenatého. Z těchto rud se kov průmyslově získává.
Zajímavosti
Wolfram drží několik rekordů mezi všemi chemickými prvky. Má absolutně nejvyšší teplotu tání (3422 °C) a nejvyšší teplotu varu (cca 5930 °C), což z něj činí nejodolnější prvek vůči teplu. Jeho hustota je mimořádně vysoká, téměř identická s hustotou zlata, což znamená, že malý kousek wolframu je překvapivě těžký. Mimo to se pyšní nejvyšší pevností v tahu ze všech čistých kovů a má velmi nízký koeficient tepelné roztažnosti. To znamená, že si zachovává svůj tvar a rozměry i při velkých teplotních změnách.
