Tungstênio - (W)

Lampadas com filamento de Tungstênio

• As lâmpadas de tungstênio halogenas são usadas para gerar radiação infravermelha em aplicações semicondutoras, tais como RTP (Processo Térmico Rápido). A tecnologia de radiação térmica pode ser usada para mudar materiais em chapas base para chips do semicondutor ou pastilhas do semicondutor feitas de silicone.

Normalmente, para esse efeito, um grupo de lâmpadas é montado dentro do sistema térmico muito perto da superfície da pastilha do semicondutor. O ciclo de estresse térmico destas lâmpadas é extremamente curto e engloba aquecimento, sequências constantes e de resfriamento, dependendo das exigências. O aquecimento uniforme dentro e entre as pastilhas do semicondutor é de importância vital aqui.

• As lâmpadas halogenas de quartzo simples e duplas são usadas em aplicações RTP ou CVD. As lâmpadas infravermelhas de quartzo convertem com eficiência a energia elétrica em calor radiado. Em fábricas de fabricação de semicondutores, as lâmpadas halogenas de quartzo são usadas em sistemas ou câmaras que permitem transferências de calor de alta intensidade durante ciclos operacionais curtos. Adicionalmente, as lâmpadas halogenas de quartzo com filamento facultam flexibilidade extra quando ajustando as várias temperaturas necessárias ao processo.

O tungstênio (português brasileiro) ou tungstênio (português europeu) (também conhecido como volfrâmio ou wolfrâmio) é um elemento químico de símbolo W e número atômico 74.

• Um metal de cor branco cinza sob condições padrão, quando não combinado, o tungstênio é encontrado na natureza apenas combinado com outros elementos. Foi identificado como um novo elemento em 1781, e isolado pela primeira vez como metal em 1783. Os seus minérios mais importantes são a volframita e a scheelita. 

O elemento livre é notável pela sua robustez, especialmente pelo fato de possuir o mais alto ponto de fusão de todos os metais e o segundo mais alto entre todos os elementos, a seguir ao carbono. Também notável é a sua alta densidade, 19,3 vezes maior do que a da água, comparável às do urânio e ouro, e muito mais alta (cerca de 1,7 vezes) que a do chumbo. 

• O tungstênio com pequenas quantidades de impurezas é frequentemente frágil e duro, tornando-o difícil de trabalhar. Contudo, o tungstênio muito puro é mais dútil, e pode ser cortado com uma serra de metais. 

A forma elementar não combinada é usada sobretudo em aplicações eletrônicas. As muitas ligas de tungstênio têm numerosas aplicações, destacando-se os filamentos de lâmpadas incandescentes, tubos de raios X (como filamento e como alvo), e superligas. A dureza e elevada densidade do tungstênio tornam-no útil em aplicações militares como projéteis penetrantes. Os compostos de tungstênio são geralmente usados industrialmente como catalisadores.

• O tungstênio é o único metal da terceira série de transição que se sabe ocorrer em biomoléculas, usadas por algumas espécies de bactérias. É o elemento mais pesado que se sabe ser usado por seres vivos. Porém, o tungstênio interfere com os metabolismos do molibdênio e do cobre, e é algo tóxico para a vida animal.

Propriedades químicas:

• O tungstênio elementar é resistente ao ataque de ácidos, bases e oxigênio.O estado de oxidação mais comum do tungstênio é +6, porém exibe todos os estados de oxidação desde −2 até +6. A combinação típica do tungstênio é com o oxigênio, formando trióxido de tungstênio amarelo, WO3, solúvel em soluções aquosas alcalinas originando íons tungstato, WO42-. Os carbetos de tungstênio (W2C e WC) são produzidos ao aquecer tungstênio em pó com carbono. W2C é resistente ao ataque químico, embora reaja fortemente com o cloro para formar hexacloreto de tungstênio (WCl6).

Em solução aquosa, o tungstato dá origem a heteropoliácidos e ânions de polioxometalato sob condições neutras ou ácidas. À medida que o tungstato é submetido à ação do ácido, começa por produzir-se "paratungstato A", um íon solúvel e metaestável, W7O24-6, que com o tempo se converte no ânion menos solúvel "paratungstato B", H2W12O42-10. A acidificação adicional produz o ânion muito solúvel metatungstato, H2W12O40-6, após o que é atingido o equilíbrio. O íon metatungstato existe na forma de um agrupamento simétrico de doze octaedros tungstênio-oxigênio conhecidos como ânion de Keggin. Muitos outros ânions existem como espécies metaestáveis. A inclusão de um átomo diferente, como o fósforo, no lugar dos dois hidrogênios centrais do metatungstato, produz uma ampla variedade de heteropoliácidos, como o ácido fosfotúngstico (H3PW12O40).

• O trióxido de tungstênio pode formar compostos de intercalação com os metais alcalinos. Estes compostos são conhecidos como bronzes; um exemplo é o bronze de sódio-tungstênio.

Aplicações químicas:

• O sulfeto de tungstênio (IV) é um lubrificante de alta temperatura e é um componente dos catalisadores de hidrodessulfurização. MoS2 é mais vulgarmente usado em tais aplicações.

Os óxidos de tungstênio são usados em esmaltes cerâmicos e os tungstatos de cálcio/magnésio são largamente usados em lâmpadas fluorescentes. Cristais de tungstatos são usados como cintiladores em física nuclear e medicina nuclear. Outros sais de tungstênio são usados nas indústrias química e de curtumes.

Isótopos:

O tungstênio de ocorrência natural consiste de cinco isótopos cujas meias-vidas são tão longas que podem ser considerados estáveis. Teoricamente, todos eles decaem para isótopos do elemento 72 (háfnio) por emissão alfa, mas tal apenas foi observado para o 180W com uma meia-vida de (1,8 ± 0.2)×1018 anos; em média, isto resulta em cerca de duas emissões alfa do 180W em um grama de tungstênio natural, por ano. Não foi observado o decaimento dos outros isótopos de ocorrência natural, restringindo as suas meias-vidas a:

• 182W, T1/2 > 8,3×1018 anos
• 183W, T1/2 > 29×1018 anos
• 184W, T1/2 > 13×1018 anos
• 186W, T1/2 > 27×1018 anos

Foram caracterizados outros 30 radioisótopos artificiais, dos quais os mais estáveis são 181W com meia-vida de 121,2 dias, 185W com meia-vida de 75,1 dias, 188W com meia-vida de 69,4 dias, 178W com meia-vida de 21,6 dias, e 187W com meia-vida de 23,72 h. Todos os restantes isótopos radioativos têm meias-vidas menores do que 3 horas, e a maioria deles tem meias-vidas abaixo dos 8 minutos. O tungstênio tem também 4 meta-estados, sendo o mais estável 179mW (T½ 6,4 minutos).

Ação biológica:

• O tungstênio, com número atômico 74, é o mais pesado elemento químico que se sabe ser biologicamente funcional, seguido pelo iodo (Z = 53). Embora não o seja nos eucariotas, o tungstênio é usado por algumas bactérias. Por exemplo, enzimas chamadas oxirredutases usam o tungstênio de modo similar ao molibdênio ao usarem-no num complexo tungstênio-pterina com molibdopterina (a molibdopterina, apesar do nome, não contém molibdênio, mas pode formar complexos tanto com o molibdênio como com o tungstênio usados pelos seres vivos). 

As enzimas utilizadoras do tungstênio tipicamente reduzem ácidos carboxílicos a aldeídos. Contudo, as oxirredutases de tungstênio podem também catalisar oxidações. A primeira enzima que se descobriu requerer tungstênio requer também selênio, e neste caso o par tungstênio-selênio pode funcionar de modo análogo ao par molibdênio-enxofre de algumas enzimas que requerem cofator de molibdênio. Sabe-se que uma das enzimas da família das oxirredutases que por vezes usa o tungstênio (a formato desidrogenase H bacteriana) usa uma versão selênio-molibdênio da molibdopterina. Embora se saiba que uma xantina desidrogenase bacteriana contendo tungstênio pode conter tungstênio-molibdopterina, bem como selênio não ligado a proteína, não foi ainda descrito de modo definitivo um complexo tungstênio-selênio.

Efeitos bioquímicos:

• No solo, o tungstênio metálico oxida produzindo-se o ânion tungstato. Pode ser importado de modo seletivo ou não seletivo por alguns organismos procariotas e poderá substituir o molibdato em certas enzimas. O seu efeito sobre a ação destas enzimas é em alguns casos inibitório e em outros positivo. Pensa-se que uma enzima portadora de tungstato nos eucariotas seria inerte. A química do solo determina como o tungstênio é polimerizado; solos alcalinos causam tungstatos monoméricos; solos ácidos causam tungstatos poliméricos.

O tungstato de sódio e o chumbo foram estudados pelo seu efeito sobre as minhocas. Descobriu-se que o chumbo era letal em doses baixas e que o tungstato de sódio era muito menos tóxico, mas o tungstato inibia completamente a sua capacidade reprodutiva.

• O tungstênio foi estudado como antagonista metabólico do cobre biológico, num papel similar à ação do molibdênio. Descobriu-se que os tetratiotungstatos podem ser usados como compostos de quelação do cobre biológico, de modo similar aos tetratiomolibdatos.

Propriedades físicas:

• O tungstênio na sua forma impura é um metal de cor branca a cinza, frequentemente frágil e difícil de trabalhar, mas quando puro, pode ser facilmente trabalhado. Pode ser cortado com uma serra de metais, forjado, trefilado, extrudido ou sinterizado. Dentre todos os metais na forma pura, o tungstênio tem o mais alto ponto de fusão (3 422 °C), a menor pressão de vapor e (a temperaturas acima de 1 650 °C) a maior resistência à tração. 

Apresenta o menor coeficiente de expansão térmica entre todos os metais puros. A pequena expansão térmica e os elevados ponto de fusão e resistência do tungstênio devem-se a ligações covalentes fortes formadas entre os átomos de tungstênio pelos elétrons 5d. A ligação de pequenas quantidades de tungstênio com o aço aumenta muito a resistência deste último.O tungstênio, quando exposto ao ar, forma na sua superfície um óxido (sempre trióxido de tungstênio, WO3) protetor quando formado entre os 327 e os 400 °C, porém pode ser oxidado em alta temperatura.

História:

• Os primeiros relatos que se sabe hoje fazerem referência a ocorrências deste elemento remontam ao século XVI. Nessa altura, os mineiros que extraíam minério de estanho nos Montes Metalíferos, relatavam a existência de um mineral que acompanhava o minério de estanho, e que reduzia o rendimento da extração deste metal a partir do minério. Johann Gottlob Lehmann, em 1761, foi o primeiro a fundir cristais puros de volframita em nitrato de sódio. 

A existência do tungstênio seria proposta, pela primeira vez, em 1779, por Peter Woulfe, o qual após examinar a volframita, concluiu que este mineral continha uma nova substância. Em 1781, Carl Wilhelm Scheele descobriu que um novo ácido, o ácido túngstico, podia ser obtido a partir da scheelita (então chamada tungstenita). Scheele e Torbern Bergman sugeriram que poderia ser possível obter um novo metal por meio da redução deste ácido. 

• Em 1783, Juan José e Fausto Delhuyar descobriram um ácido obtido da volframita que era idêntico ao ácido túngstico. Mais tarde nesse mesmo ano, na Espanha, os irmãos conseguiram isolar o tungstênio por meio da redução do seu ácido com carvão vegetal, sendo-lhes creditada a descoberta deste elemento, publicada em setembro de 1783 na obra Analisis químico del volfram, y examen de un nuevo metal,que entra en su composicion.

As primeiras aplicações do tungstênio começaram a ser desenvolvidas em meados do século XIX, química (1847) e aços (1855), e no início do século XX, filamentos (1903) e carbetos (1913).

Durante a Segunda Guerra Mundial, o tungstênio teve um papel significativo nos negócios políticos de bastidores. Portugal, como principal produtor europeu do elemento, foi pressionado por ambos os lados, devido às suas jazidas de minério de volframita. A resistência do tungstênio às altas temperaturas e a sua capacidade de aumentar a resistência de ligas metálicas, tornava-o uma matéria-prima importante para a indústria do armamento.

• Entre 1779 e 1781, Peter Woufe (1727-1803) e Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) descobriram que um composto ácido (hoje conhecido como ácido túngstico) podia ser produzido a partir de um mineral chamado naquela época de tungstenita (hoje, scheelita, CaWO4). Em 1783, os irmãos espanhóis Juan José (1742-1796) e Fausto de Elhuyar (1755-1833) obtiveram o mesmo ácido a partir de outro mineral, a volframita [(Fe,Mn) WO4]. Ainda naquele ano, eles isolaram pela primeira vez o elemento por meio da redução do ácido túngstico com carvão vegetal. Em função do nome do mineral, eles denominaram o novo elemento volfrâmio, que provém do alemão Wolf rahm (baba ou saliva de lobo) e se refere às perdas de estanho a partir do processamento de seus minérios, contendo também volframita ou scheelita. Essa denominação é usada principalmente em idiomas de origem germânica ou eslava. É a partir dela que se originou o símbolo do elemento: W. Tungstênio provém da junção das palavras suecas tung e sten, que significam pedra pesada. É dessa forma que o elemento é mais conhecido em inglês e nas línguas de origem latina.

O tungstênio é o 18° elemento mais abundante da crosta terrestre (1,25 mg kg-1). Ele ocorre principalmente na forma de tungstatos: volframita, scheelita, ferberita (FeWO4) e hubnerita (MnWO4). Com teores de WO3 da ordem de 75-80% em massa, a scheelita e a volframita são hoje a principal fonte do tungstênio produzido no mundo. As reservas mundiais totalizam cerca de 3 milhões de toneladas, sendo mais de 60% localizadas na China.

No Brasil, as principais jazidas de volframita estão situadas no Pará, Rondônia, Rio Grande do Sul, Santa Catarina e São Paulo.

• Os principais depósitos de scheelita localizam-se na região de Seridó, entre os estados do Rio Grande do Norte e da Paraíba. Nossas reservas representam cerca de 1% do total mundial e o país responde por 0,3% da produção mundial do elemento (cerca de 61 mil t em 2010). A China é a maior produtora mundial (85%) e é o país que mais consome tungstênio no mundo.

Os tungstatos naturais são submetidos à fusão com carbonato de sódio (Na2CO3) a alta temperatura, resultando em tungstato de sódio (Na2WO4), solúvel em água. A partir dessa solução, mediante adição de ácido clorídrico, precipita o ácido túngstico, que é convertido em trióxido de tungstênio (WO3) após calcinação. O tungstênio metálico é obtido por meio da redução de WO3 sob fluxo de gás redutor (H2) ou em presença de carbono a alta temperatura. O metal pode ser obtido na forma de pó, filamentos ou barras maciças. O WO3 é ponto de partida para a produção de numerosos compostos do elemento. O tungstênio, que pertence ao grupo 6 da Tabela Periódica (junto com cromo e molibdênio), possui coloração cinza-aço.

• Seu ponto de fusão é o mais alto entre todos os metais, e perde apenas para o carbono em toda a Tabela Periódica. O tungstênio natural é uma mistura de cinco isótopos, um dos quais (180W) é ligeiramente radioativo (emissor alfa, com meia-vida de 1,8 x 1018 anos). Possui o menor coeficiente de expansão térmica de todos os metais. É estável ao ar à temperatura ambiente, mas queima a WO.3 quando aquecido. Reage vigorosamente com flúor à temperatura ambiente e com cloro ao rubro. É resistente a ácidos, inclusive água régia. Apenas a mistura HNO3 + HF o dissolve lentamente a quente. Resiste bem a soluções alcalinas, mas é atacado por fusões com NaOH ou Na2CO3 (em presença de ar ou NaNO3), convertendo-se em tungstato.

O tungstênio é o único metal da 3ª linha de transição da Tabela Periódica com função biológica comprovada. Ele aparece em algumas bactérias e em enzimas chamadas oxirredutases, desempenhando papel similar ao molibdênio nas oxirredutases existentes no organismo humano.

O tungstênio possui estados de oxidação variando de +2 a +6, sendo o mais comum e o mais estável o +6. O tungstênio solúvel está principalmente na forma de tungstatos: o mais simples deles é WO.4.2-, análogo ao cromato (CrO 2-) e ao molibdato (MoO4 2-). À medida que o pH diminui, o íon tungstato simples se transforma em várias espécies polimerizadas. Por isso, a química do tungstênio solúvel em meio aquoso é bastante complexa. Dentre os chamados politungstatos, destaca-se o ânion (W.12 O.41).10-, chamado paratungstato (dodecatungstato), cujos sais de sódio e de amônio são comercialmente disponíveis.

• O tratamento de tungstatos de metais alcalinos e alcalino-terrosos com agentes redutores (basicamente, metais alcalinos) a altas temperaturas e atmosfera inerte produz os chamados bronzes de tungstênio. Parte do tungstênio no estado de oxidação +6 é reduzido a +5. Afora a cor amarela característica do bronze (ligas cobre-estanho), colorações vermelha e violeta são possíveis conforme a quantidade de redutor empregada. Os bronzes de tungstênio possuem brilho intenso, elevada condutividade elétrica e baixa reatividade, mas são oxidáveis pelo oxigênio do ar. A redução de soluções de tungstatos com agentes redutores (Sn2+, Zn etc.) produz materiais de coloração azul intensa: o azul de tungstênio.

As propriedades do tungstênio o tornam indispensável para a sociedade atual. O primeiro importante uso comercial surgiu em 1868, como aditivo para endurecer o aço. A partir do início do século XX, houve uma grande diversificação das aplicações industriais. Hoje, mais da metade do elemento é usado na fabricação de ligas metálicas (como o ferrotungstênio, contendo cerca de 80% em massa de W), com destaque para aços de alta velocidade (high speed steel, usados na fabricação de instrumentos de corte por serem resistentes à abrasão), e na preparação de carbetos (W2C, WC), os quais, devido à elevada dureza, revestem brocas de perfuração (utilizadas nas indústrias de mineração, petróleo e construção civil) e são usadas na fabricação de ferramentas de corte de alto desempenho. 

• Na área militar, ligas de tungstênio com níquel e ferro ou cobalto são usadas na manufatura de mísseis, granadas, canhões e projéteis (o tungstênio foi importante na indústria de armamento na II Guerra Mundial). O metal é ainda empregado na fabricação de joias hipoalergênicas resistentes a riscos e arranhões e com brilho permanente (sua densidade é comparável à do ouro), de juntas e conexões para materiais de vidro pyrex® (borossilicato) (face à similaridade de seus coeficientes de expansão térmica) e de instrumentos analíticos (por exemplo, absorção atômica, analisador elementar, espectrômetro de massas). O tungstênio é o metal que compõe o ânodo nos tubos de Coolidge dos aparelhos de geração de raios X.

Os produtos químicos de tungstênio correspondem a cerca de 10% do consumo do elemento. O WO3, amarelo-limão, é usado como pigmento e também para colorir materiais cerâmicos. Os tungstatos CaWO4 e MgWO4 são componentes do pó branco que reveste internamente os bulbos de lâmpadas fluorescentes. Bronzes de tungstênio são usados na manufatura de tintas.

• Tungstatos de sódio e potássio são usados na indústria de couros e peles, na precipitação de proteínas sanguíneas (técnica de Folin-Wu), em análises clínicas (por exemplo, ureia e creatinina) e na dosagem gravimétrica do cálcio (CaWO4). Catalisadores de Ni-W são usados em refinarias em um processo de purificação de petróleos brutos e seus derivados, que emprega hidrogênio (H2) a alta pressão e temperatura, chamado hidrotratamento. O sulfeto de tungstênio (WS2), que tem propriedades similares à grafita, é usado como lubrificante industrial a altas temperaturas (da ordem de 500 oC). O tungstênio está presente em dois produtos do nosso cotidiano: a lâmpada incandescente e a caneta esferográfica.

Esta tem como princípio a passagem de uma tinta contida em um tubo cilíndrico por uma esfera rolante que desliza sobre o papel. A escrita mantém um fluxo constante de tinta, o qual para quando se interrompe a escrita. Essa esfera deve ter dureza e densidade elevadas, características do tungstênio. A caneta foi inventada pelo húngaro László Biró (1899-1985), cuja patente depositou em 1938. As primeiras unidades foram vendidas nos Estados Unidos em 1945, e o lançamento da versão europeia por Marcel Bich (1914-1994) popularizou o produto. De 10.000 unidades vendidas em 1945, chega-se a mais de 100 bilhões hoje.

• A primeira versão da lâmpada incandescente de tungstênio surgiu na Hungria em 1904. Era uma resposta à necessidade de substituir a lâmpada de filamento de carbono introduzida por Thomas Alva Edison (1847-1931) em 1879, que durava apenas algumas horas. Entre 1898 e 1909, surgiram na Europa lâmpadas de ósmio (que eram muito caras) e de tântalo (cujo filamento era frágil). Nos Estados Unidos, melhorias nos processos de purificação e fabricação de filamentos de tungstênio levaram à consagração da lâmpada incandescente que hoje conhecemos e ao fim das lâmpadas de carbono, ósmio e tântalo na década de 1910.

Materiais duros:

• O tungstênio é usado sobretudo na produção de materiais duros baseados no carbeto de tungstênio (WC), um dos carbetos mais duros, com um ponto de fusão de 2 777 °C. WC é um bom condutor elétrico, mas W2C não tanto. WC é usado na fabricação de abrasivos resistentes ao desgaste, ferramentas de corte e lâminas de perfuradoras, serras circulares, e ferramentas de fresadoras e tornos mecânicos usadas nas indústrias de metal-mecânica, transformação de madeira, mineração,petróleo e construção e representa cerca de 60% do consumo atual de tungstênio.

A indústria de joalheria fabrica anéis de carbeto de tungstênio sinterizado, compósitos de carbeto/metal de tungstênio, e também de tungstênio metálico. Por vezes os fabricantes e retalhistas referem-se ao carbeto de tungstênio como um metal, mas trata-se realmente de um material cerâmico. Por causa da dureza do carbeto de tungstênio, os anéis feitos deste material são extremamente resistentes à abrasão, e mantêm um acabamento brilhante por muito mais tempo que os anéis feitos com tungstênio metálico. Contudo, os anéis de carbeto de tungstênio são frágeis, e podem fissurar com um impacto forte.

Ligas: 

• A dureza e densidade do tungstênio são utilizadas para obtenção de ligas de metais pesados. Um bom exemplo é o aço rápido, que pode conter até 18% de tungstênio. O ponto de fusão do tungstênio torna-o um bom material para aplicações como tubeiras de foguetes. Superligas contendo tungstênio, como Hastelloy e Estelite, são usadas nas lâminas de turbinas e em peças e revestimentos resistentes ao desgaste.

Outros usos:

• Aplicações que requerem a sua alta densidade incluem dissipadores de calor, pesos, contrapesos, lastros de quilha para iates, lastros de cauda para aviões comerciais, e lastros em carros de corrida da NASCAR e Fórmula 1. É um material ideal para uso em maços para rebitagem, onde a massa necessária para obter bons resultados pode ser conseguida com uma barra compacta. Ligas de alta densidade de tungstênio com níquel, cobre ou ferro são usadas em dardos de alta qualidade (para permitir um menor diâmetro e logo agrupamentos mais apertados) ou em iscas artificiais (contas de tungstênio permitem que a mosca se afunde rapidamente). Alguns tipos de cordas de instrumentos musicais são enroladas com fios de tungstênio.

A sua densidade, semelhante à do ouro, permite que o tungstênio seja usado em joalheria como uma alternativa ao ouro ou à platina. O tungstênio metálico é mais duro que as ligas de ouro (embora não tão duro como o carbeto de tungstênio), e é hipoalergênico, o que o torna útil para a fabricação de anéis resistentes aos riscos, especialmente em desenhos com acabamento escovado.

Armamento:

• O tungstênio, geralmente em liga com níquel e ferro ou cobalto para formar ligas pesadas, é usado em penetradores por energia cinética como alternativa ao urânio empobrecido, em aplicações nas quais as propriedades pirofóricas do urânio não são requeridas (por exemplo em munições de armas ligeiras concebidas para penetrarem proteções pessoais). De igual modo, as ligas de tungstênio têm sido também utilizadas em obuses de artilharia, granadas e mísseis, para criar estilhaços supersônicos. O tungstênio também tem sido usado em explosivos de metal inerte denso, na forma de pó denso para reduzir danos colaterais ao mesmo tempo que aumenta a letalidade dos explosivos num raio pequeno.

Eletrônica:

• Dado que retém a sua resistência a altas temperaturas e tem alto ponto de fusão, o tungstênio elementar é usado em muitas aplicações de alta temperatura, como filamentos de lâmpadas, tubos de raios catódicos e válvulas termiônicas, resistências de aquecimento, e tubeiras de foguetes. O seu alto ponto de fusão torna o tungstênio também apropriado para usos aeroespaciais e a altas temperaturas como aplicações em soldagem, notavelmente na soldagem TIG (também chamada de soldagem de tungstênio gás inerte).

Devido a suas propriedades condutoras e relativa inércia química, o tungstênio é usado em elétrodos, e nas extremidades emissoras de instrumentos de feixe de elétrons que usam canhões de emissão de campo tais como microscópios eletrônicos. Em eletrônica, o tungstênio é usado como material de interligação em circuitos integrados, entre o material dielétrico dióxido de silício e os transístores. É usado em películas metálicas, que substituem a cablagem usada na eletrônica convencional por um revestimento de tungstênio (ou molibdênio) sobre silício.

• A estrutura eletrônica do tungstênio torna-o um dos principais materiais usados em alvos de raios X, e também para blindagem de radiações de alta energia (como na indústria radio-farmacêutica para conter amostras radioativas de fluorodesoxiglicose. O pó de tungstênio é usado como material de enchimento em plásticos compósitos, que são usados como substitutos não tóxicos do chumbo em balas, e escudos antirradiação. Dado que a expansão térmica deste elemento é semelhante à do vidro borossilicato, é usado na fabricação de vedantes de juntas vidro-metal.

A temperatura de transição para a supercondutividade do tungstênio puro, é menor do que 0,01 K, contudo, várias ligas de tungstênio têm temperaturas de transição de até alguns K e são por vezes utilizadas em circuitos supercondutores de baixa temperatura.

Ocorrência e produção:

• O tungstênio é encontrado nos minerais volframita (tungstato de ferro-manganês, FeWO4/MnWO4), scheelita (tungstato de cálcio, CaWO4), ferberita, stolzita e hubnerita. Importantes depósitos destes minerais situam-se na Bolívia, na Califórnia e Colorado (Estados Unidos), na China, na Áustria, em Portugal (Mina da Panasqueira), na Rússia e na Coreia do Sul (com a China produzindo aproximadamente 75% da demanda mundial).

Em 2008, produziram-se aproximadamente 62 200 toneladas de concentrados de tungstênio. O tungstênio é extraído dos seus minérios em várias etapas. O minério acaba por ser convertido em óxido de tungstênio (IV) (WO3), o qual é aquecido com hidrogênio ou carbono para produzir pó de tungstênio. Por causa do elevado ponto de fusão do tungstênio, não é comercialmente viável moldar lingotes de tungstênio. Em vez disso, o tungstênio em pó é misturado com pequenas quantidades de níquel ou outro metal pulverizado, e sinterizado. Durante o processo de sinterização, o níquel difunde-se no tungstênio produzindo uma liga.O tungstênio também pode ser extraído pela redução com hidrogênio do hexafluoreto de tungstênio (WF6):

WF6 + 3 H2 → W + 6 HF

ou decomposição pirolítica:

WF6 → W + 3 F2 (ΔHr = +)

O tungstênio não é negociado por contratos de futuros e não pode ser seguido nas bolsas como a London Metal Exchange. O preço do metal puro era cerca de 20 075 dólares por tonelada em outubro de 2008.

Precauções:

• Dado que o tungstênio é raro e os seus compostos geralmente inertes, os efeitos do tungstênio sobre o ambiente são limitados. A dose letal mediana LD50 depende fortemente do animal e do método de administração e varia de 59 mg/kg (intravenosa, coelho) a 5000 mg/kg (pó de tungstênio metálico, intraperitoneal, ratos).

Lampadas de tungstênio