टंगस्टन ट्राइऑक्साइड: Difference between revisions
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टंगस्टन (VI) ऑक्साइड प्राकृतिक रूप से [[हाइड्रेट]] के रूप में होता है, जिसमें खनिज सम्मिलित हैं: [[टंगस्टेट्स|टंग्स्टाइट]] WO<sub>3</sub>·H<sub>2</sub>O,मीमासाइट WO<sub>3</sub>·2H<sub>2</sub>O और [[हाइड्रोटंगस्टाइट]] (मेमेकाइट के समान संरचना, हालांकि कभी-कभी H<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> के रूप में लिखा जाता है)। ये खनिज दुर्लभ से दुर्लभ द्वितीयक टंगस्टन खनिज हैं। | टंगस्टन (VI) ऑक्साइड प्राकृतिक रूप से [[हाइड्रेट]] के रूप में होता है, जिसमें खनिज सम्मिलित हैं: [[टंगस्टेट्स|टंग्स्टाइट]] WO<sub>3</sub>·H<sub>2</sub>O,मीमासाइट WO<sub>3</sub>·2H<sub>2</sub>O और [[हाइड्रोटंगस्टाइट]] (मेमेकाइट के समान संरचना, हालांकि कभी-कभी H<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> के रूप में लिखा जाता है)। ये खनिज दुर्लभ से दुर्लभ द्वितीयक टंगस्टन खनिज हैं। | ||
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-oxid.png)
| |
| Names | |
|---|---|
| IUPAC name
टंगस्टन ट्राइऑक्साइड
| |
| Other names
Tungstic anhydride
Tungsten(VI) oxide Tungstic oxide | |
| Identifiers | |
3D model (JSmol)
|
|
PubChem CID
|
|
| RTECS number |
|
| UNII | |
| |
| |
| Properties | |
| WO3 | |
| Molar mass | 231.84 g/mol |
| Appearance | Canary yellow powder |
| Density | 7.16 g/cm3 |
| Melting point | 1,473 °C (2,683 °F; 1,746 K) |
| Boiling point | 1,700 °C (3,090 °F; 1,970 K) approximation |
| insoluble | |
| Solubility | slightly soluble in HF |
| −15.8·10−6 cm3/mol | |
| Structure | |
| Monoclinic, mP32 | |
| P121/n1, No. 14 | |
| Octahedral (WVI) Trigonal planar (O2– ) | |
| Hazards | |
| Occupational safety and health (OHS/OSH): | |
Main hazards
|
Irritant |
| Flash point | Non-flammable |
| Safety data sheet (SDS) | External MSDS |
| Related compounds | |
Other anions
|
Tungsten trisulfide |
Other cations
|
Chromium trioxide Molybdenum trioxide |
| Tungsten(III) oxide Tungsten(IV) oxide | |
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
| |
टंगस्टन (VI) ऑक्साइड, जिसे टंगस्टन ट्राइऑक्साइड के रूप में भी जाना जाता है, रासायनिक सूत्र WO3 के साथ ऑक्सीजन और संक्रमण धातु टंगस्टन का एक रासायनिक यौगिक है। यौगिक को टंगस्टिक एनहाइड्राइड भी कहा जाता है, जो टंगस्टिक अम्ल H2WO4 के संबंध को दर्शाता है। यह हल्का पीला पारदर्शी ठोस होता है।[1]
टंगस्टन (VI) ऑक्साइड प्राकृतिक रूप से हाइड्रेट के रूप में होता है, जिसमें खनिज सम्मिलित हैं: टंग्स्टाइट WO3·H2O,मीमासाइट WO3·2H2O और हाइड्रोटंगस्टाइट (मेमेकाइट के समान संरचना, हालांकि कभी-कभी H2WO4 के रूप में लिखा जाता है)। ये खनिज दुर्लभ से दुर्लभ द्वितीयक टंगस्टन खनिज हैं।
इतिहास
1841 में, रॉबर्ट ऑक्सलैंड नामक एक रसायनज्ञ ने टंगस्टन ट्राइऑक्साइड और क्षारातु टंगस्टेट तैयार करने की पहली प्रक्रियाएँ दीं।[2] जल्द ही उन्हें अपने काम के लिए एकस्व अधिकार दे दिया गया, और उन्हें व्यवस्थित टंगस्टन रसायन विज्ञान का संस्थापक माना जाता है।[2]
संरचना और गुण
टंगस्टन ट्राइऑक्साइड की स्फटिक संरचना तापमान पर निर्भर है। यह 740 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर चतुष्कोणीय है, 330 से 740 डिग्री सेल्सियस तक विषमलंबाक्ष, 17 से 330 डिग्री सेल्सियस तक एकनताक्ष, -50 से 17 डिग्री सेल्सियस तक त्रिनताक्ष और -50 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर फिर से एकनताक्ष है।[3] WO3 की सबसे सामान्य संरचना अंतरिक्ष समूह P21/n के साथ एकनताक्ष है।[2]
शुद्ध यौगिक एक विद्युत विसंवाहक है, लेकिन ऑक्सीजन की कमी वाले प्रकार जैसे WO2.90 = W20O58, गहरे नीले से बैंगनी रंग के होते हैं और बिजली का संचालन करते हैं। वे निर्वात में 1000 डिग्री सेल्सियस पर ट्राइऑक्साइड और डाइऑक्साइड WO2 के संयोजन से तैयार किए जा सकते हैं।[4][1]
महत्वपूर्ण तापमान Tc = 80 से 90 के साथ अतिचालकता के संभावित संकेत के क्षारातु-अपमिश्रित और ऑक्सीजन की कमी वाले WO3 स्फटिक में दावा किया गया था। अगर पुष्टि की जाती है, तो यह Tc सामान्य दबाव पर तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से अधिक के साथ तांबा रहित पहली अतिचालक सामग्री होगी। [5][4]
तैयारी
औद्योगिक
टंगस्टन ट्राइऑक्साइड को इसके खनिजों से टंगस्टन की पुनः प्राप्ति में एक मध्यवर्ती के रूप में प्राप्त किया जाता है।[6] घुलनशील टंग्स्टेटका उत्पादन करने के लिए टंगस्टन अयस्कों को क्षार के साथ उपचारित किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, CaWO4, या शीलाइट, को एचसीएल के साथ प्रतिक्रिया करने की अनुमति दी जाती है ताकि टंगस्टिक अम्ल का उत्पादन किया जा सके, जो उच्च तापमान पर WO3 और पानी में विघटित हो जाता है।[6]
- CaWO4 + 2 HCl → CaCl2 + H2WO4
- H2WO4 → H2O + WO3
प्रयोगशाला
WO3 को संश्लेषित करने का एक अन्य सामान्य तरीका ऑक्सीकरण स्थितियों के तहत अमोनियम पैराटुंगस्टेट (APT) के निस्तापन द्वारा होता है।:[2]
- (NH4)10[H2W12O42] · 4 H2O → 12 WO3 + 10 NH3 + 10 H2O
प्रतिक्रियाएं
टंगस्टन ट्रायऑक्साइड को शुद्ध धातु देने वाली कार्बन या हाइड्रोजन गैस से कम किया जा सकता है।
- 2 WO3 + 3 C → 2 W + 3 CO2 (उच्च तापमान)
- WO3 + 3 H2 → W + 3 H2O (550 - 850 °C)
उपयोग
टंगस्टन ट्रायऑक्साइड टंगस्टेट्स के संश्लेषण के लिए एक प्रारंभिक सामग्री है। बेरियम टंगस्टेट BaWO4 का उपयोग एक्स-रे स्क्रीन भास्वर के रूप में किया जाता है। क्षार धातु टंगस्टेट, जैसे लिथियम टंगस्टेट Li2WO4 और सीज़ियम टंगस्टेट Cs2WO4, सघन विलयन देते हैं जिनका उपयोग खनिजों को अलग करने के लिए किया जा सकता है।[1] अन्य अनुप्रयोग, वास्तविक या संभावित, में सम्मिलित हैं:
- अग्निरोधक कपड़े[7]
- गैस संवेदक और आर्द्रतामापी ।[8][1]
- सिरेमिक मिश्रण जहां यह एक समृद्ध पीला रंग देता है।[6][1]
- इलेक्ट्रोक्रोमिक ग्लास, जैसे कि स्मार्ट खिड़कियां में, जिसकी पारदर्शिता को लागू वोल्टेज द्वारा बदला जा सकता है।[9][10][1]
- प्रकाश उत्प्रेरक जल विभाजन।[11][12][13][14]
- उत्कृष्ट धातु की जगह सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोमिकी के लिए क्रियाधार।[15][16][17][18]
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 J. Christian, R.P. Singh Gaur, T. Wolfe and J. R. L. Trasorras (2011): Tungsten Chemicals and their Applications. Brochure by International Tungsten Industry Association.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 Lassner, Erik and Wolf-Dieter Schubert (1999). Tungsten: Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds. New York: Kluwer Academic. ISBN 978-0-306-45053-2.
- ↑ H. A. Wriedt (1898): "The O-W (oxygen-tungsten) system". Bulletin of Alloy Phase Diagrams., volume 10, pages 368–384. doi:10.1007/BF02877593
- ↑ 4.0 4.1 A. Shengelaya, K. Conder, and K. A. Müller (2020): "Signatures of Filamentary Superconductivity up to 94 K in Tungsten Oxide WO2.90". Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, volume 33, pages 301–306. doi:10.1007/s10948-019-05329-9
- ↑ S. Reich and Y. Tsabba (1999): "Possible nucleation of a 2D superconducting phase on WO single crystals surface doped with Na". European Physical Journal B, volume 9, pages = 1–4. doi:10.1007/s100510050735 S2CID 121476634
- ↑ 6.0 6.1 6.2 Patnaik, Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049439-8. Retrieved 2009-06-06.
- ↑ Merck (2006): "Tungsten trioxide." The Merck Index, volume 14.
- ↑ David E Williams, Simon R Aliwell, Keith F. E. Pratt, Daren J. Caruana, Roderic L. Jones, R. Anthony Cox, Graeme M. Hansford. and John Halsall (2002): "Modelling the response of a tungsten oxide semiconductor as a gas sensor for the measurement of ozone". Measurement Science and Technology. volume 13. pages 923–931. doi:10.1088/0957-0233/13/6/314
- ↑ Lee, W. J.; Fang, Y. K.; Ho, Jyh-Jier; Hsieh, W. T.; Ting, S. F.; Huang, Daoyang; Ho, Fang C. (2000). "Effects of surface porosity on tungsten trioxide(WO3) films' electrochromic performance". Journal of Electronic Materials. 29 (2): 183–187. Bibcode:2000JEMat..29..183L. doi:10.1007/s11664-000-0139-8. S2CID 98302697.
- ↑ K. J. Patel, M. S. Desai, C. J. Panchal, H. N. Deota, and U. B. Trivedi (2013): "All-Solid-Thin Film Electrochromic Devices Consisting of Layers ITO / NiO / ZrO2 / WO3 / ITO". Journal of Nano-Electronics and Physics, volume 5, issue 2, article 02023.
- ↑ Yugo Miseki, Hitoshi Kusama, Hideki Sugihara, and Kazuhiro Sayama (2010): "Cs-Modified WO3 Photocatalyst Showing Efficient Solar Energy Conversion for O2 Production and Fe (III) Ion Reduction under Visible Light". Journal of Physical Chemistry Letters, volume 1, issue 8, pages 1196–1200. doi:10.1021/jz100233w
- ↑ É. Karácsonyi, L. Baia, A. Dombi, V. Danciu, K. Mogyorósi, L. C. Pop, G. Kovács, V. Coşoveanu, A. Vulpoi, S. Simon, Zs. Pap (2013): "The photocatalytic activity of TiO2/WO3/noble metal (Au or Pt) nanoarchitectures obtained by selective photodeposition". Catalysis Today, volume 208, pages 19-27. doi:10.1016/j.cattod.2012.09.038
- ↑ István Székely, Gábor Kovács, Lucian Baia, Virginia Danciu, Zsolt Pap (2016): "Synthesis of Shape-Tailored WO3 Micro-/Nanocrystals and the Photocatalytic Activity of WO3/TiO2 Composites". Materials, volume 9, issue 4, pages 258-271. doi:10.3390/ma9040258
- ↑ Lucian Baia, Eszter Orbán, Szilvia Fodor, Boglárka Hampel, Endre Zsolt Kedves, Kata Saszet, István Székely, Éva Karácsonyi, Balázs Réti, Péter Berki, Adriana Vulpoi, Klára Magyari, Alexandra Csavdári, Csaba Bolla, Veronica Coșoveanu, Klára Hernádi, Monica Baia, András Dombi, Virginia Danciu, Gábor Kovácz, Zsolt Pap (2016): "Preparation of TiO2/WO3 composite photocatalysts by the adjustment of the semiconductors' surface charge". Materials Science in Semiconductor Processing, volume 42, part 1, pages 66-71. doi:10.1016/j.mssp.2015.08.042
- ↑ G. Ou (2018). "Tuning Defects in Oxides at Room Temperature by Lithium Reduction". Nature Communications. 9 (1302): 1302. Bibcode:2018NatCo...9.1302O. doi:10.1038/s41467-018-03765-0. PMC 5882908. PMID 29615620.
- ↑ S. Hurst (2011). "Utilizing Chemical Raman Enhancement: A Route for Metal Oxide Support Based Biodetection". The Journal of Physical Chemistry C. 115 (3): 620–630. doi:10.1021/jp1096162.
- ↑ W. Liu (2018). "Improved Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Sensitivity on Metallic Tungsten Oxide by the Synergistic Effect of Surface Plasmon Resonance Coupling and Charge Transfer". The Journal of Physical Chemistry Letters. 9 (14): 4096–4100. doi:10.1021/acs.jpclett.8b01624. PMID 29979872. S2CID 49716355.
- ↑ C. Zhou (2019). "Electrical tuning of the SERS enhancement by precise defect density control" (PDF). ACS Applied Materials & Interfaces. 11 (37): 34091–34099. doi:10.1021/acsami.9b10856. PMID 31433618. S2CID 201278374.
