O tungsténio é magnético?: Um guia útil
O tungsténio é um metal interessante utilizado em muitas indústrias, como a eletrónica e a aeroespacial. Mas será que o tungsténio é magnético?
Neste guia, responderemos a esta pergunta e explicaremos porque é que o tungsténio se comporta desta forma. No final, terás uma melhor compreensão das suas propriedades magnéticas.
Propriedades químicas e físicas do tungsténio
O tungsténio é um metal raro, branco-prateado, com o qual pode contar para a sua força e resistência ao calor. Faz parte do grupo VIB da tabela periódica e tem propriedades químicas e físicas únicas.
Propriedades físicas
O tungsténio, com o símbolo W e o número atómico 74, tem o ponto de fusão mais elevado de todos os metais, 3422°C (6192°F) e um ponto de ebulição de 5927°C. É por isso que é perfeito para utilização em ambientes muito quentes.
Com um densidade de 19,3g/cm³O tungsténio é tão pesado como o ouro e muito mais pesado do que o aço. O tungsténio é extremamente duro, especialmente na sua forma de carboneto, o que o torna tão duro como o diamante e ótimo para ferramentas que precisam de resistir ao desgaste.
Embora a sua condutividade eléctrica seja relativamente baixa em comparação com outros metais, a capacidade do tungsténio para suportar temperaturas elevadas torna-o adequado para algumas aplicações eléctricas.
Com uma condutividade térmica de 170 W/m-K, tem um desempenho adequado na transferência de calor, mas não iguala a condutividade de metais como o cobre.
O tungsténio tem uma elevada resistência à tração que o torna resistente à deformação sob tensão, pelo que é perfeito para aplicações pesadas.
Propriedades químicas
No que diz respeito às propriedades químicas, o tungsténio pode existir em vários estados de oxidação, incluindo +2, +3, +4, +5 e +6; +6 é o mais estável e comum.
É altamente resistente à oxidação à temperatura ambiente, mas a temperaturas elevadas, forma trióxido de tungsténio (WO₃).
Embora o tungsténio seja resistente à maioria dos ácidos, dissolve-se em água régia - uma mistura de ácidos clorídrico e nítrico, formando compostos solúveis de tungsténio.
Ao reagir com bases fortes como o hidróxido de sódio (NaOH), o tungsténio forma sais de tungstato. O tungsténio também forma uma variedade de compostos complexos, tais como hexacarbonilo de tungsténio (W(CO)₆) e iões de tungstato (WO₄²-).
Embora menos comum, o tungsténio pode formar hidretos como o hexa-hidreto de tungsténio (WH₆). Além disso, o tungsténio é utilizado como catalisador em vários processos químicos, incluindo a refinação de petróleo e a síntese orgânica, devido às suas propriedades catalíticas.
Propriedades magnéticas e classificação
Os materiais magnéticos dividem-se em três tipos principais - ferromagnéticos, paramagnéticos e diamagnéticos. Os materiais ferromagnéticos, como o ferro, são fortemente atraídos pelos ímanes e permanecem magnetizados mesmo depois de o íman ser retirado.
Os materiais paramagnéticos são fracamente atraídos por ímanes e não permanecem magnetizados quando o íman é removido. Os materiais diamagnéticos são repelidos por ímanes.
O tungsténio é paramagnético. Tem electrões não emparelhados, pelo que é fracamente atraído por campos magnéticos. No entanto, esta atração é temporária e o tungsténio não permanece magnetizado quando o campo desaparece.
O tungsténio é magnético?
Tungsténio puro não é magnético. Não atrai ímanes nem fica magnetizado como o ferro ou o níquel.
Embora o tungsténio seja conhecido pelo seu elevado ponto de fusão, extrema dureza e densidade, estas propriedades não contribuem para o magnetismo.
Configuração Eletrónica e Comportamento Magnético do Tungsténio
O tungsténio tem a configuração eletrónica [Xe] 4f^14 5d^4 6s^2. Embora tenha electrões não emparelhados na sua orbital 5d, o que poderia conferir propriedades magnéticas, o tungsténio comporta-se sobretudo como um material diamagnético.
O tungsténio não tem a estrutura necessária para ser fortemente magnético como os materiais ferromagnéticos. Qualquer atração fraca é cancelada pelo seu comportamento de repulsão.
Suscetibilidade magnética do tungsténio
Como já foi referido, o tungsténio é classificado como um material paramagnético. Isto significa que é fracamente atraído por campos magnéticos, mas não retém o magnetismo quando o campo magnético é removido.
A suscetibilidade magnética do tungsténio é bastante baixa, o que significa que a sua atração magnética é muito fraca em comparação com materiais como o ferro. Em termos práticos, o tungsténio é considerado não magnético.
Porque é que o tungsténio tem propriedades paramagnéticas
As propriedades paramagnéticas do tungsténio devem-se à sua configuração eletrónica. Os electrões não emparelhados na sua orbital 5d podem alinhar-se com um campo magnético externo, mas este alinhamento é fraco e temporário.
Quando o campo magnético desaparece, os átomos de tungsténio voltam ao seu estado normal e o magnetismo desaparece. Este facto torna as propriedades magnéticas do tungsténio muito ténues e de curta duração.
Factores que afectam o magnetismo do tungsténio
As propriedades magnéticas do tungsténio podem ser afectadas por alguns factores diferentes, tais como os seguintes:
Temperatura
A temperatura tem um grande efeito na forma como o tungsténio responde aos campos magnéticos. De acordo com a lei de Curie, quando a temperatura aumenta, o tungsténio torna-se menos magnético.
Assim, se aumentarmos a temperatura, as suas propriedades magnéticas enfraquecem. Mas se o arrefecermos, as propriedades magnéticas do tungsténio tornam-se mais fortes porque a temperatura mais baixa ajuda o material a alinhar-se melhor com os campos magnéticos.
Campo magnético aplicado
Quando se expõe o tungsténio a um forte campo magnético, os electrões no seu interior alinham-se temporariamente, tornando-o fracamente magnético. Mas este efeito não dura muito tempo.
Quando se retira o campo magnético, o tungsténio perde o seu fraco magnetismo e volta ao normal. Assim, a força do campo magnético que aplicar afectará a quantidade de tungsténio magnetizado.
Conteúdo da pasta
Nas ligas de tungsténio, os elementos aglutinantes mantêm os diferentes metais juntos. Estes ligantes podem alterar o comportamento do tungsténio num campo magnético.
Por exemplo, o cobalto, um aglutinante comum, pode tornar o tungsténio ligeiramente mais magnético. Por outro lado, o níquel pode enfraquecer ou eliminar quaisquer propriedades magnéticas, tornando o tungsténio não magnético.
Composição
A composição do tungsténio, especialmente o número de electrões não emparelhados e a forma como estão dispostos, afecta o seu comportamento magnético. Quanto mais electrões não emparelhados o tungsténio tiver e a forma como estão alinhados, mais forte será a sua resposta magnética.
Assim, a composição exacta do tungsténio determina a forma como reage aos ímanes.
O carboneto de tungsténio é magnético?
Não, o carboneto de tungsténio não é magnético. O carboneto de tungsténio é constituído por átomos de tungsténio e de carbono. O tungsténio, por si só, tem propriedades magnéticas fracas.
Quando se combina com o carbono para formar o carboneto de tungsténio, as fortes ligações entre os átomos impedem-no de se tornar magnético. Isto significa que o carboneto de tungsténio não atrai ímanes nem fica magnetizado.
No entanto, os metais aglutinantes utilizados para fabricar carboneto de tungsténio podem afetar o seu grau de magnetismo. Metais aglutinantes como cobalto, níquel e ferro são magnéticos. Quanto mais destes metais forem utilizados, especialmente o cobalto, mais magnético será o carboneto de tungsténio.
Graus de carboneto de tungsténio e propriedades magnéticas
As propriedades magnéticas do carboneto de tungsténio podem variar consoante o grau e o teor de aglutinante. Eis como os diferentes tipos de carboneto de tungsténio se comportam magneticamente:
Carboneto de tungsténio puro: Esta classe é completamente não magnética. Uma vez que não contém quaisquer materiais aglutinantes, não reage a campos magnéticos.
Classes com teor de cobalto 6-15%: Estas qualidades são fracamente magnéticas. A pequena quantidade de cobalto adicionada à mistura torna-a ligeiramente magnética, embora não seja tão percetível.
Maior teor de cobalto (15-30%): O carboneto de tungsténio com um teor de cobalto mais elevado é mais visivelmente magnético. À medida que o teor de cobalto aumenta, o mesmo acontece com a permeabilidade magnética do material.
Ligantes de ferro ou níquel: O carboneto de tungsténio fabricado com ligantes de ferro ou níquel é menos magnético do que os fabricados com cobalto. Embora estes metais sejam magnéticos, não contribuem tão fortemente para o magnetismo geral do material como o cobalto.
Um anel de tungsténio é magnético?
Um anel de tungsténio pode ser magnético ou não, dependendo do material de que é feito. O tungsténio puro não é magnético, por isso, se o seu anel for feito de tungsténio puro, não se colará a um íman.
O tungsténio não tem as propriedades magnéticas de metais como o ferro, o níquel ou o cobalto. No entanto, a maioria dos anéis de tungsténio são feitos de ligas, o que significa que outros metais estão misturados.
Estes metais podem tornar o seu anel de tungsténio magnético:
Carboneto de Tungsténio com Cobalto: Se o seu anel tiver cobalto, será magnético. O cobalto é um metal ferromagnético, o que significa que pode atrair ímanes facilmente.
Carboneto de tungsténio com níquel: Se o anel contiver níquel, é menos magnético, mas pode ainda reagir a um íman forte.
Objectos comuns de tungsténio e magnetismo
Vejamos alguns produtos comuns de tungsténio e as suas propriedades magnéticas.
Anéis de tungsténio
A maioria dos anéis de tungsténio não é feita de tungsténio puro. São frequentemente misturados com outros metais, o que os pode tornar ligeiramente magnéticos.
Carboneto de tungsténio
O carboneto de tungsténio é uma mistura de tungsténio e carbono, geralmente unida por metais como o cobalto ou o níquel. O magnetismo depende do elemento aglutinante.
Varetas de tungsténio
As barras de tungsténio puro não são magnéticas. Se a sua vareta de tungsténio não tiver outros metais misturados, não se colará a um íman.
Pó de tungsténio
O pó de tungsténio puro não é magnético. No entanto, o pó reciclado ou contaminado pode conter pequenas quantidades de materiais magnéticos, tornando-o ligeiramente magnético.
Soldadura de tungsténio
Os eléctrodos de soldadura de tungsténio, tal como o tungsténio tioriado, podem ser um pouco magnéticos. Isto acontece devido aos materiais adicionados durante a produção, como o tório, que cria um efeito magnético.
Conclusão
O magnetismo dos produtos de tungsténio pode depender da forma como foram fabricados, dos metais que foram adicionados ou se foram reciclados e apanharam contaminantes magnéticos.
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