Titanio - el metal.

eterna, misterioso, espacio, material del futuro - todos estos y muchos otros epítetos asignados a las diversas fuentes de titanio.Historia del descubrimiento de este metal no era trivial: al mismo tiempo sobre el elemento seleccionado en su forma pura trabajó varios científicos.El proceso de estudio de las propiedades físicas y químicas y la identificación de áreas de su aplicación no está acabado hoy.Titanio - el metal del futuro, su lugar en la vida humana aún no está totalmente definido, dando a los investigadores modernos un enorme margen para la creatividad y la investigación.

Característica

elemento químico de titanio (Titanium) sea designado en la tabla periódica de Mendeleiev símbolo Ti.Situado en el subgrupo lado del Grupo IV del cuarto periodo y tiene un número de serie 22. El simple sustancia de titanio - de metal de color blanco plateado, ligero y duradero.La configuración electrónica del átomo tiene la siguiente estructura: 22) 2) 8) 10) 2, 1S22S22P63S23P63d24S2.En consecuencia, el titanio tiene varios estados de oxidación posibles 2, 3, 4, en los compuestos más estables que es tetravalente.

Titanio - aleación o metal?

El tema de interés para muchos.En 1910, el químico estadounidense Hunter fue el primero de titanio puro.Metal contenía sólo el 1% de impurezas, pero la cantidad es insignificante, y resultó hizo imposible seguir estudiando sus propiedades.La ductilidad de este material se logró tolkopod altas temperaturas, en condiciones normales (temperatura ambiente), la muestra era demasiado frágil.De hecho, este artículo no está científicos interesados ​​desde las perspectivas de su uso parecían demasiado vaga.La complejidad de la obtención e investigar aún más reducido el potencial de su aplicación.Sólo en 1925, los químicos de los Países Bajos J. de Boer y A. van Arkel recibieron metal de titanio, las propiedades de las cuales han atraído la atención de los ingenieros y diseñadores de todo el mundo.La historia del estudio de este elemento comienza con 1790, en este momento, en paralelo, independientemente uno de otro, los dos científicos de titanio como un elemento abierto.Cada uno de ellos recibe un (óxido) agente compuesto, no identificar el metal en estado puro.El titanio es considerado el descubridor del monje mineralogista Inglés William Gregor.En el territorio de su parroquia, ubicada en la parte suroeste de Inglaterra, un joven científico comenzó a estudiar valle de arena negro Menakena.Los resultados de los experimentos con la selección imán fue granos brillantes, que es un compuesto de titanio.Al mismo tiempo, el químico alemán Martin Heinrich Klaproth identificó la nueva sustancia del rutilo mineral.En 1797, él también demostró que los elementos paralelos abiertos son similares.El dióxido de titanio más de un siglo, es un misterio para muchos químicos para obtener el metal puro no era posible, incluso Berzelius.Las últimas tecnologías del siglo XX acelerado enormemente el proceso de estudiar dicho elemento y se identificaron áreas iniciales de su uso.Al mismo tiempo la ampliación del alcance del tiempo.Limitar el alcance de su complejidad del proceso sólo puede producir una sustancia tal como titanio puro.El precio de aleaciones de metal y lo suficientemente alta, por lo que hoy no puede desplazar el hierro y el aluminio tradicional.Origen

del nombre

Menakin - el primer nombre de titanio, que se utilizó hasta 1795.Es decir, en la jurisdicción territorial, se llama el nuevo elemento W. Gregory.Martin Klaproth asigna elemento en 1797 el nombre de "Titán".En el momento de sus colegas franceses, liderados por el químico muy influyente AL Lavoisier ofrecer a llamar a la sustancia recién descubierta de acuerdo con sus propiedades básicas.Científico alemán no estaba de acuerdo con este enfoque, que con razón, cree que la fase de descubrimiento es bastante difícil de definir todas las características propias de la sustancia y se refleja en el título.Sin embargo, debemos reconocer que Klaproth término seleccionado por el usuario está plenamente en consonancia con el metal - ha subrayado en repetidas ocasiones los científicos modernos.Hay dos teorías principales del nombre de Titán.Metal podría ser designado en honor de la reina Titania élfica (Personaje mitología germánica).Este nombre simboliza tanto la ligereza y la materia durabilidad.La mayoría de los científicos se inclinan a utilizar la mitología griega, en la que los Titanes fueron llamados los hijos de los poderosos de la diosa de la tierra Gaia.Esta versión dice que el nombre del elemento previamente abierta - uranio.

Estar en la naturaleza

de metales que técnicamente son de valor para los seres humanos, titanio ocupa el cuarto lugar en la extensión de la corteza terrestre.Gran proporción en la naturaleza se caracterizan solamente hierro, magnesio y aluminio.El más grande observado en el contenido de titanio de la concha de basalto, un poco menos de lo que en una capa de granito.En el contenido de agua de mar de la sustancia es baja - aproximadamente 0.001 mg / l.Elemento químico de titanio es bastante activo, tan puro que no se puede encontrar.En la mayoría de los casos, está presente en los compuestos con el oxígeno, por lo tanto tiene una valencia de cuatro.La cantidad de minerales de titanio varía desde 63 hasta 75 (de varias fuentes), mientras que en la etapa actual de la investigación, los científicos siguen descubriendo nuevas formas de sus compuestos.Para el uso práctico, los más importantes son los siguientes minerales:

1. ilmenita (FeTiO3).
2. rutilo (TiO2).
3. Titanita (CaTiSiO5).
4. Perovskita (CaTiO3).
5. titanomagnetita (FeTiO3 + Fe3O4) y así sucesivamente. D.

Todo el mineral que contiene titanio existente se divide en aluvial y básico.Este elemento es un migrante débil, puede viajar sólo en la forma de las piedras o en movimiento parto especies de fondo fangoso.En la biosfera, la mayor cantidad de titanio contenido en las algas.Los representantes de la fauna terrestre elemento se acumula en los tejidos de la bocina, de pelo.Para el cuerpo humano se caracteriza por la presencia de titanio en el bazo, las glándulas suprarrenales, placenta, tiroides.

propiedades físicas

titanio - de metal de color con blanco plateado en el color, se ve como el acero.A 0 0C tiene una densidad de 4,517 g / cm3.La sustancia tiene una gravedad específica baja, lo que es típico de los metales alcalinos (cadmio, sodio, litio, cesio).Densidad de titanio ocupa una posición intermedia entre el hierro y el aluminio, mientras que su rendimiento es mayor que el de ambos elementos.Las principales propiedades de los metales, que se toman en cuenta para determinar el alcance de su aplicación, son el límite elástico y la dureza.El titanio es más fuerte que el aluminio 12 veces, hierro y cobre - 4 veces, mientras que es mucho más fácil.La ductilidad de la sustancia pura y su límite elástico permite el mecanizado a valores de alta y baja temperatura, como en el caso de otros metales, t. E. por remachado, forja, soldadura, rodando.La característica distintiva de titanio - su baja conductividad térmica y, por lo tanto, estas propiedades se mantienen a temperaturas elevadas de hasta 500 0C.El campo magnético se elemento paramagnético de titanio, no es atraído como hierro, y no se expulsa como el cobre.Rendimiento muy alta contra la corrosión en ambientes hostiles e influencias mecánicas son únicos.Más de 10 años de estar en el agua del mar no cambiaron el aspecto y la composición de las placas de titanio.El hierro en este caso sería totalmente destruida por corrosión.

termodinámico propiedades de titanio

1. Densidad (en condiciones normales) es 4,54 g / cm3.Número
2. Atómica - 22.
3. Grupo Metales - refractarios, fáciles.
4. masa atómica de titanio - 47.0.
5. Punto de ebullición (0C) - 3260.
6. volumen molar cm3 / mol - 10.6.
7. punto de fusión de titanio (0C) - 1668.
8. Calor específico de la evaporación (kJ / mol) - 422.6.Resistividad eléctrica
9. (a 20 0 C) Ohm * cm * 10-6 - 45. propiedades químicas

aumentó elemento de resistencia a la corrosión debido a la formación en la superficie de la película de óxido pequeña.Impide (en condiciones normales) reacción química con gases (oxígeno, hidrógeno) situados en la atmósfera circundante de elementos tales como titanio metálico.Sus propiedades varían bajo la influencia de la temperatura.Con su incremento hasta 600 0C se produce reacción entre el oxígeno, formando de este modo un óxido de titanio (TiO2).En el caso de la absorción de los gases atmosféricos se forman compuestos frágiles que no tienen ningún uso práctico por esta razón la soldadura y la fusión del titanio producido en el vacío.Reacción reversible es la disolución del hidrógeno en el metal, se produce más activa a temperaturas más altas (400 0 C y por encima).Titanium, especialmente las partículas finas (una placa delgada o un alambre), se quema en una atmósfera de nitrógeno.La reacción química entre sólo es posible a una temperatura de 700 0C, formando así una TiN nitruro.Con muchos metales forman aleaciones de alta dureza menudo aleación elemento.La reacción con halógenos (cromo, bromo, yodo) entra sólo en presencia de un catalizador (alta temperatura) y con sujeción a las interacciones con una sustancia seca.Esto produce una muy sólidas aleaciones refractarios.Con las soluciones de la mayoría de los álcalis y ácidos sulfúricos, titanio químicamente activo, se concentra excepción (con ebullición prolongada), fluorhídrico, (ácido fórmico, ácido oxálico) orgánica caliente.Depósitos

más comunes en la naturaleza del mineral ilmenita - sus reservas se estiman en 800 millones de toneladas.Los depósitos de los depósitos de rutilo son mucho más modesto, pero el volumen total - mientras se mantiene crecimiento de la producción - debe proporcionar la humanidad en los próximos 120 años, un metal tal como titanio.El precio del producto final dependerá de la demanda y el aumento de capacidad de fabricación, sino en los rangos promedio de 1200 a 1800 rublos. / Kg.Con las mejoras técnicas continuas reducido significativamente el coste de todos los procesos de producción en sus actualizaciones oportunas.Las mayores reservas de mineral de titanio, China y Rusia también tienen base mineral son Japón, Sudáfrica, Australia, Kazajstán, India, Corea del Sur, Ucrania, Ceilán.Los depósitos de diferentes volúmenes de producción y los porcentajes de mineral de titanio, estudios geológicos continúan constantemente, lo que permite suponer disminuir el valor de mercado del metal y su aplicación más amplia.Rusia es, con mucho, el mayor productor de titanio.

Conseguir

para la producción de titanio se utiliza con mayor frecuencia el dióxido contiene una cantidad mínima de impurezas.Se obtiene por el enriquecimiento de los concentrados de ilmenita o minerales de rutilo.El horno de tratamiento térmico eléctrico de mineral se produce que se acompaña de la formación de hierro y la separación de la escoria que contiene óxido de titanio.Sulfato o cloruro de método se utiliza para el tratamiento de fracciones de hierro libre.El óxido de titanio es un polvo gris (ver. Foto).El titanio metálico obtenido por su fase de procesamiento.

La primera fase es el proceso de sinterización y el coque de escoria con la exposición a vapores de cloro.El reducido resultante TiCl4 con magnesio o sodio bajo condiciones de temperatura 850 0C.Esponja de titanio (masa fundida porosa) como resultado de una reacción química, purificado, o fundido en lingotes.Dependiendo de los usos adicionales de la aleación de metal formado o puro (impurezas se eliminan por calentamiento a 1,000 0 C).Para la producción de sustancias con una cuota de 0,01% de impurezas utilizados método de yoduro.Se basa en el proceso de evaporación de esponja de titanio pretratado con halógeno, su vapor.Aplicaciones

punto de titanio de fusión es lo suficientemente alto que la ligereza del metal es una ventaja inestimable de usarlo como material estructural.Por lo tanto, se encuentra con la mayor aplicación en la industria de la construcción naval, la industria de la aviación, la fabricación de misiles, la producción química.El titanio se utiliza a menudo como un dopante en diversas aleaciones que exhiben características mejoradas de resistencia al calor y dureza.La alta resistencia a la corrosión y la capacidad para resistir los ambientes más agresivos hacen de este metal es indispensable para la industria química.Aleaciones de titanio () produjeron tuberías, tanques, válvulas, filtros, utilizados para la destilación y el transporte de ácidos y otras sustancias químicamente activas.Afirmó para crear dispositivos que funcionen a un rendimiento elevado de la temperatura.Los compuestos de titanio utilizados para hacer herramientas de corte duraderos, pinturas, plásticos y papel, instrumentos quirúrgicos, implantes, joyería, materiales decorativos, que se utilizan en la industria alimentaria.Todas las áreas de difícil de describir.La medicina moderna para la seguridad biológica completa menudo utiliza titanio metálico.Precio - este es el único factor que influye es la amplitud de aplicación de este elemento.La justicia es la afirmación de que el titanio - un material del futuro, que está estudiando la humanidad entra en una nueva etapa de desarrollo.