텅스텐, 화학 원소 W 특성과 역할, 사용처

텅스텐은 화학 원소로, 기호는 W이며 원자 번호는 74입니다. 텅스텐이라는 이름은 스웨덴어로 '무거운 돌'을 의미하는데, 이는 텅스텐의 밀도가 높기 때문입니다. 텅스텐은 매우 단단하며, 모든 순수 금속 중에서 가장 녹는점이 높습니다. 텅스텐의 녹는점은 약 3422°C이며, 이는 금속 중 가장 높은 융해점입니다.

 

텅스텐은 주로 철망가니즈중석과 회중석 등의 광석에서 산출되며, 1781년에 칼 빌헬름 셸레에 의해 발견되었습니다. 순수한 형태로는 1783년에 엘야르 형제에 의해 분리되었습니다. 텅스텐은 전구의 필라멘트로 가장 잘 알려져 있으며, 그 외에도 전기·전자 분야, 군용 목적으로도 널리 사용됩니다.

 

텅스텐의 특성

텅스텐의 물리적 특성은 다음과 같습니다.

• 밀도 : 약 19.25 g/cm³
• 녹는점 : 3695 K
• 끓는점 : 5828 K
• 몰열용량 : 24.27 J/(mol·K)

 

텅스텐은 또한 여러 가지 화학적 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 텅스텐은 산화 상태가 6, 5, 4, 3, 2인 약산성 산화물을 형성할 수 있으며, 전기 음성도는 폴링 척도로 2.36입니다. 이온화 에너지는 1차가 770 kJ/mol, 2차가 1700 kJ/mol입니다.

 

텅스텐의 역할 및 사용처

텅스텐의 생물학적 역할도 주목할 만합니다. 텅스텐은 일부 세균들이 사용하는 원소로, 효소들의 촉매로서 작용합니다. 이러한 효소들은 주로 카르복시산을 알데하이드로 환원시키는 역할을 합니다. 또한, 텅스텐은 토양 속에서 산화하여 양이온이 되며, 특정 효소 내에서 몰리브데넘을 대체용으로 사용하기도 합니다.

 

텅스텐의 산업적 사용처는 매우 다양합니다. 텅스텐은 고온에서의 강도와 안정성 때문에 항공 우주, 군사 및 기타 고급 기술 분야에서 중요한 역할을 합니다. 텅스텐 카바이드는 드릴 비트와 절삭 도구에 사용되며, 텅스텐 합금은 무게가 중요한 응용 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 골프 클럽의 무게추나 자동차의 크랭크샤프트 밸런싱 웨이트로 사용됩니다.

 

텅스텐은 또한 방사선 차폐재로서의 역할을 합니다. 그것의 높은 밀도는 X선과 감마선을 효과적으로 차단할 수 있게 해줍니다. 이러한 특성 때문에, 텅스텐은 의료 분야에서 방사선 보호 장비와 컨테이너에 사용됩니다.

 

최근 연구에서는 텅스텐의 새로운 응용 가능성이 탐구되고 있습니다. 텅스텐의 초전도 특성은 저온 초전도체 회로에 사용될 수 있습니다. 또한, 텅스텐은 환경 친화적인 방식으로 에너지를 저장하고 전달하는 데 사용될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.