Метал, з якого зроблена нитка лампи розжарювання вельми невибагливий і цікавий з хімічної точки зору. Він з легкістю витримує температури, при яких інші метали просто випаровуються. На нього практично не діють кислоти і лужі.
Цей метал називається вольфрам. Він був відкритий наприкінці 1781 року шведським хіміком Шееле, і протягом усього 19 століття вчені активно досліджували його. Сьогодні людство знає достатньо, щоб успішно використовувати вольфрам і його з 'єднання в різних галузях промисловості. Вольфрам має змінну валентність, що пов 'язано з особливим розташуванням електронів на атомних орбіталях. Цей метал зазвичай має сріблясто-білий колір і володіє характерним блиском. Зовні нагадує платину.
Вольфрам можна віднести до невибагливих металів. Його не розчинить жодна щілина. Навіть сильні кислоти, такі як соляна або сірчана, не подіють на нього. З цієї причини з вольфраму виготовляють електроди, що використовуються при гальванізації та електролізі.
Вольфрам і лампи розжарювання
Чому ж нитку в лампах розжарювання роблять саме з вольфраму? Вся справа в його унікальних фізичних властивостях. Ключову роль тут відіграє температура плавлення, яка становить близько 3500 градусів Цельсія. Це на порядок вище, ніж у багатьох металів, що часто використовуються в промисловості. Наприклад, алюміній плавиться при 660 градусах. Електричний струм, проходячи через нитку розжарювання, нагріває її до 3000 градусів. Виділяється велика кількість теплової енергії, яка марно витрачається в навколишній простір. З усіх відомих науці металів тільки вольфрам здатний витримати таку високу температуру і не розплавитися, на відміну від того ж алюмінію. Невибагливість вольфраму дозволяє служити лампочкам у будинках досить довго. Однак, після деякого часу нитка рветься, і лампа виходить з ладу. Чому так відбувається? Вся справа в тому, що під впливом дуже високої температури при проходженні струму (близько 3000 градусів), вольфрам починає випаровуватися. Тонка нитка лампи з часом стає ще тоншою, поки не порветься. Щоб розплавити зразок вольфраму, використовують електронно-променеву або аргонну плавку. За допомогою цих методів можна з легкістю нагріти метал до 6000 градусів Цельсія.
Отримання вольфраму
Отримати якісний зразок цього металу досить важко, але сьогодні вчені з блиском справляються з цим завданням. Було розроблено кілька унікальних технологій, що дозволяють вирощувати монокристали вольфраму, величезні вольфрамові тиглі (вагою до 6 кг). Останні широко застосовуються для отримання дорогих сплавів.