Wolfram(IV)-oxid

Wolfram(IV)-oxid, auch Wolframdioxid, ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Metalloxide.

Vorkommen

In der Natur kommt Wolframdioxid nur in Form des wasserhaltigen Minerals Hydrotungstit (WO₂(OH)₂(H₂O)<ref>Vorlage:IMA-Liste</ref>) vor.

Gewinnung und Darstellung

Wolfram(IV)-oxid kann durch Reduktion von Wolfram(VI)-oxid mit Wolfram oder Wasserstoff<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1564.</ref> bzw. durch Reaktion von Wolfram mit Wasserdampf jeweils bei hohen Temperaturen gewonnen werden.

<math>\mathrm{2 \ WO_3 + W \rightarrow 3 \ WO_2}</math>

Einkristalle des Oxides lassen sich durch eine CVT-Methode (Chemical Vapor Transport) herstellen. Hierfür wird zunächst Wolfram(VI)-oxid mit elementarem Wolfram unter Zugabe einiger mg Iod in einer abgeschmolzenen und evakuierten Ampulle bei 1100 °C zum polykristallinen Oxid umgesetzt. Das gold-braune Oxid wird dann mit etwa 1 % Iod in eine neue Ampulle eingeschmolzen und diese in einen 2-Zonen-Ofen eingebracht, sodass je die Hälfte der Ampulle in einer der Zonen liegt. Während die eine Hälfte der Ampulle auf 1000 °C aufgeheizt wird, wird die andere bei 960 °C gehalten. Nach 3 Tagen Reaktionszeit (bei anfänglich eingesetzten 0,5 g Oxid) lässt man die Ampulle abkühlen und erhält nach dem Öffnen etwa 2 mm große goldene Einkristalle der Zielverbindung.<ref name="IS13">Vorlage:Literatur</ref>

<math>\mathrm{WO_2 + \ I_2 \rightleftharpoons WO_2I_{2(g)}}</math>

Eigenschaften

Wolfram(IV)-oxid ist je nach Verteilungsgrad eine braune (Pulver) bis bronzefarbene (Einkristalle)<ref name="brauer" /> diamagnetische und metallisch leitende Verbindung. Sie besitzt eine monokline Kristallstruktur ähnlich der von Rutil.<ref>Wells, A.F. (1984), Structural Inorganic Chemistry (5th ed.), Oxford: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6</ref>

Verwendung

Wolframoxide wie Wolfram(IV)-oxid sind Bestandteil von Katalysatoren für die Petrochemie und für die selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden mit NH₃ in Verbrennungsabgasen von Kraftwerken. Sie werden weiterhin in Gläsern, Glasuren und Keramiken eingesetzt.

Weblinks

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Einzelnachweise