タングステン酸の化学的特性と鉱物学的特徴

タングステン酸（たんぐすてんさん）は、三酸化タングステン（酸化タングステン(VI)、WO₃）の水和物の形をとる、+6価のタングステン化合物の総称であり、タングステンを含むオキソ酸に該当する。1水和物（WO₃・H₂OあるいはH₂WO₄）や、2水和物（WO₃・2H₂OあるいはH₄WO₅）などの形態が存在する。

化学的性質と反応

固体の結晶構造は、タングステン原子に酸素原子が八面体配位した形を基本単位としている。さらに、一部の酸素が単位間で共有されるか、あるいは水分子が挿入されることで結晶構造を形成する。

基本的には水に不溶であるが、液性が塩基性を示す環境では、WO₄²⁻イオンを形成して水溶液中に溶解する。このWO₄²⁻イオンは、アルカリ金属などと結合してタングステン酸ナトリウムなどの塩を生成する特性を持つ。

鉱物としての産出

タングステンは質量数の大きな元素であり、天然に産出するタングステン酸に関連した鉱物の和名には、しばしば「重」の文字が付される傾向がある。

代表的な鉱物としては、タングステン酸カルシウムを主成分とする灰重石（CaWO₄）や、タングステン酸鉄を主成分とする鉄重石などのタングステン酸塩鉱物が挙げられる。また、これらの鉱物の風化産物として、重石華（WO₃・H₂O）、メイマカイト（WO₃・2H2O）、加水重石華（H₂WO₄）などの鉱物が知られている。

利用と歴史

実用面では、繊維製品における媒染剤として使用される例がある。また、灰重石の中には耐久性が低いものの透明度の高い石が見られることがあり、好事家が宝石として保存する場合もある。

歴史的には、1781年にスウェーデンの化学者カール・ヴィルヘルム・シェーレが灰重石から酸化タングステン(VI)の分離に成功し、これをタングステン酸と命名したことが研究の端緒となっている。