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Tungstène

DéfinitionClassé sous :physique , tungstène , tableau périodique des éléments
Le tungstène est l'élément chimique ayant le plus haut point de fusion (3.422 °C). Ici deux barres de tungstène avec des cristaux évaporés, partiellement oxydés (la couleur sur la barre de droite est un phénomène d'optique provoqué par une mince couche d'oxyde), d'une pureté de 99,98 %. À gauche, un cube de 1 cm³ de tungstène pur (99,999 %). © Alchemist-hp, Wikimedia Commons, CC by-nc-nd 3.0

Le tungstène, ou encore la « pierre lourde », comme son nom d'origine suédoise le suggère, est le métal de nombreux extrêmes, aussi bien mécaniques que chimiques.

Généralités

  • Symbole : W
  • Numéro atomique : 74
  • Électrons par niveau d'énergie : 2, 8, 18, 32, 12, 2
  • Masse atomique : 183,84 u
  • Isotopes les plus stables : 184W avec une demi-vie supérieure à 1,8 x 1020 années (30,64 %), 186W avec une demi-vie supérieure à 4,1 x 1018 années (28,43 %), 182W avec une demi-vie supérieure à 1,7 x 1020 années (26,50 %), 183W avec une demi-vie supérieure à 8 x 1019 années (14,31 %)
  • Série : métaux de transition
  • Groupe, période, bloc : 6, 6, d
  • Densité : 19,3
  • Point de fusion : 3.422 °C
  • Point d'ébullition : 5.555 °C

Historique du tungstène

L'existence du tungstène est soupçonnée pour la première fois par Woulfe en 1778 par l'examen de la wolframite. Scheele y met en évidence un nouvel acide en 1781. Juan José et Fausto de Elhúyar, deux frères, réduiront ledit acide pour isoler le nouvel élément chimique deux ans plus tard. La découverte du tungstène leur est attribuée.

Propriétés du tungstène

Le tungstène pur se présente sous la forme d'un métal gris acier à blanc étain, très dur. Le tungstène impur, lui, est cassant. C'est l'élément avec :

Il résiste très bien à la corrosion grâce à la formation d'un film protecteur. Le tungstène est stable pour les applications courantes mais tous les isotopes sont théoriquement radioactifs. Son degré d'oxydation le plus courant est VI.

Les minerais sont des tungstates comme la wolframite, la scheelite, la stolzite (PbWO4). Le tungstène est obtenu par réduction de son oxyde, provenant lui-même d'une transformation préalable du minerai (fusion dans la soude caustique).

Utilisation du tungstène

Le carbure de tungstène, ou sous-carbure de tungstène, est présent dans les filaments d'ampoules électriques (ceux des lampes à incandescence introduits par Auer et Coolidge), les tubes cathodiques et les électrodes (celles des fours à arc), mais pas seulement. L'évaporation du tungstène joue un rôle important, en particulier dans les lampes à halogène (elle a été étudiée par Langmuir).

La grande résistance du tungstène à haute température en fait également un élément prisé dans le domaine spatial. Très dense, il entre dans la composition d'alliages, notamment d'aciers, utilisés dans l'armement ou pour fabriquer des poids. Les alliages aux tungstène datent de la fin du XIXe siècle. Les pièces d'usure dans les outils à haute vitesse incorporent souvent du tungstène. Cet élément est également employé comme pigment ou comme catalyseur, ou encore comme ingrédients dans certains superalliages. Les outils au carbure de tungstène datent des année 1920.

Effets du tungstène sur la santé

Le tungstène bloque l'action du molybdène, un oligoélément essentiel, dans l'organisme. Par contact, le tungstène peut irriter les yeux et la peau. Les poumons seront irrités de même en cas d'inhalation. Cet élément n'a pas d'effet chronique connu sur la santé.