Titanium - din metal

Etern, misterios, spațiu, materialul viitorului - toate acestea și multe alte epitete atribuite diferitelor surse de titan. Istoria descoperirii acestui metal nu a fost banal: în același timp, peste elementul de eliberare în formă pură a lucrat mai mulți oameni de știință. Procesul de a studia proprietățile fizice și chimice și definirea aplicării sale nu este terminat astăzi. Titan - metalul viitorului și locul ei în viața umană nu a fost încă pe deplin definit, oferind cercetătorilor moderni un domeniu de aplicare foarte mare pentru creativitate și de cercetare științifică.

trăsătură

element chimic titan (titan) este desemnat în simbolul Tabelul Periodic al D. I. Mendeleeva Ti. Situat în grupa IV subgrupă parte a patra perioadă, și are un număr de serie 22. O substanță simplă de titan - alb metalic si argintiu, ușor și durabil. configurația electronică atom are următoarea structură: +22) 2) 8) 10) 2, 1S 2S 2 2 6 2P 3P 3S 2 2 6 3d 4S 2. Prin urmare, titan are mai multe posibile stări de oxidare 2, 3, 4, în cele mai multe compus stabil este tetravalent.

Titan - aliaj sau metal?

Originea numelui

Fiind în natură

Toate titanifer de minereu existent este împărțit în bază și placer. Acest element este migrant slab, acesta poate călători doar în pietre fatare sau roci muta aluviuni de fund. În biosferă, cea mai mare cantitate de titan conținută în alge. Reprezentanții elementului faunei terestre se acumulează în țesuturile din corn, păr. Pentru o caracteristică umană corp de titan prezentă în splină, glandele suprarenale, placenta, glanda tiroidă.

proprietățile fizice

Titan - metale feroase având culoare alb-argintiu, seamănă cu oțel. La o temperatură de 0 0 C, o densitate de 4.517 g / cm 3. Substanța are o masă termică redusă, ceea ce este caracteristic metalelor alcaline (cadmiu, sodiu, litiu, cesiu). Densitate titan ocupă o poziție intermediară între fier și aluminiu, în timp ce performanța sa este mai mare decât cea a ambelor elemente. Principalele proprietăți ale metalelor, care sunt considerate în determinarea domeniului de aplicare a acesteia sunt rezistența la curgere și duritatea. Titan-aluminiu, mai puternic de 12 ori, fier si cupru - 4 ori, în timp ce este considerabil mai ușoară. Ductilitatea substanței pure și limita sa de curgere permite prelucrarea la valori de temperatură înaltă și joasă, ca și în cazul altor metale, t. E. tehnici nituit, forjare, sudura, laminare. Caracteristica distinctivă a titaniu - conductivitatea termică scăzută și, prin urmare, aceste proprietăți sunt păstrate la temperaturi ridicate de până la 500 0 C. într-un câmp magnetic este element de titan paramagnetic, nu este atras de fier, și nu este expulzată în cupru. performanță foarte mare anti-coroziune în medii dure și efecte mecanice sunt unice. Mai mult de 10 ani de a fi în apă de mare nu a schimbat aspectul și compoziția plăcii de titan. Fier, în acest caz, ar fi distrus complet corodate.

Proprietățile termodinamice ale titan

1. Densitate (la condiții normale) este 4,54 g / cm3.
2. Numărul atomic - 22.
3. Metale Group - un material refractar, lumina.
4. Greutatea atomică de titan - 47.0.
5. Punct de fierbere (0 C) - 3260.
6. volum Molar cm3 / mol - 10.6.
7. Punctul de topire a titanului (0 C) - 1668.
8. Căldura specifică a vaporizării (kJ / mol) - 422.6.
9. Rezistivitatea (la 20 0 C) ohmi * cm * 10 -6-45.

chimice

Improved element de rezistență la coroziune datorită formării pe suprafața filmului de oxid mic. Previne (în condiții normale) reacție chimică cu gaze (oxigen, hidrogen) situate în atmosfera înconjurătoare a unui element, cum ar fi titan metalic. Proprietățile sale schimba sub influența temperaturii. Atunci când este ridicată la 600 0 C, reacția dintre oxigen, având ca rezultat formarea de oxid de titan (TiO2). În cazul absorbției gazelor atmosferice se formează compuși fragile care nu au nici o utilizare practică pentru acest motiv, sudarea și topirea titanului produs în vacuum. Este un proces de reacție reversibilă a hidrogenului dizolvare în metal, apare mai activă la temperaturi mai ridicate (400 0 C și mai sus). Titan, în special particulele fine (o placă subțire sau un fir) este arsă sub atmosferă de azot. Reacția chimică între posibilă numai la o temperatură de 700 0 C, formând astfel o TiN nitrură. Cu multe forme aliaje metalice extrem de dure este adesea elementul de aliere. Reacția cu halogeni (crom, brom, iod) intră numai atunci când prezența unui catalizator (temperatură înaltă) și supuse interacțiunilor cu o substanță uscată. Acest lucru produce o foarte greu aliaje refractare. Cu soluțiile de majoritatea acizilor si titan alcali chimic excepție activă este sulfuric concentrat (fierbere prelungită), organice (acid formic, acid oxalic) fluorhidric, fierbinte.

depozit

Pentru producerea de dioxid de titan, este utilizat cel mai frecvent, care conține cantitatea minimă de impurități. Este obținut prin îmbogățirea ilmenit sau minereu rutil concentrate. Arc electric cuptor tratament termic are loc de minereu, care este însoțită de formarea de fier și separarea zgurii care conține un oxid de titan. Sulfat sau clorură de metoda utilizată pentru procesarea fracției libere de fier. Oxidul de titan este o pulbere de culoare gri (vezi. Fotografia). titan metalic se obține prin tratare graduală a acestuia.

Prima etapă este procesul de sinterizare a zgurii cu expunerea la cocs și clor vapori. Rezultat redus TiCl4 cu magneziu sau sodiu, atunci când este supus la o temperatură de 850 0 C. titan spongios (masa poroasă topit) obținut prin reacție chimică sau purificat topit în lingouri. În funcție de utilizarea ulterioară a destinațiilor, sau un aliaj metalic este format în formă pură (impuritățile sunt îndepărtate prin încălzire la 1000 0 C). Pentru producerea unei substanțe cu impurități fracție 0,01% iodură de metoda utilizată. Ea se bazează pe procesul de evaporare de burete de titan pretratate cu halogen, vaporii săi.

Domenii de aplicare

Punctul de topire a titanului este suficient de mare ca metalul este un avantaj neprețuit de ușurința de utilizare ca material structural. Prin urmare, se găsește cea mai mare cerere în industria navală, industria de aviație, rachete de fabricație, uzine chimice. Titanium frecvent este utilizat ca dopant în diferite aliaje care prezintă caracteristici îmbunătățite de rezistență la căldură și duritate. rezistență la coroziune ridicată și capacitatea de a rezista la mediile cele mai agresive fac din acest metal este indispensabil pentru industria chimică. Titan (aliaje) sunt realizate conducte, rezervoare, supape, filtre, utilizate pentru distilarea și transportul acizilor și a altor substanțe active chimic. El a cerut la crearea de dispozitive care funcționează la performanțe la temperatură ridicată. Compușii de titan folosit pentru a face instrumente de tăiere durabile, vopsele, materiale plastice și hârtie, instrumente chirurgicale, implanturi, bijuterii, materiale decorative, utilizate în industria alimentară. Toate direcțiile este greu de descris. Medicina modernă pentru securitate biologică completă folosește adesea titan metalic. Preț - acesta este singurul factor care afectează lățimea lung de aplicare a acestui element. afirmă în mod justificat că titan - material al viitorului, de învățare că omenirea va intra o nouă etapă de dezvoltare.