igavene, müstiline, ruumi, materjali tulevikus - kõik need ja paljud teised epiteedid määratud erinevate allikate titaani.Avastamise ajalugu selle metalli ei olnud triviaalne: samal ajal üle valitud element puhtal kujul töötanud mitu teadlast.Protsessi õpib füüsikaliste ja keemiliste omaduste ja tuvastamise valdkondades oma taotlus ei ole valmis täna.Titanium - metalli tulevikus oma koha inimese elu ei ole veel täielikult välja kujunenud, andes kaasaegse teadlased tohutu loomingulisust ja teadus.
Feature
keemiline element titaani (Titanium) on määratud perioodilise tabeli Mendelejev sümbol Ti.Asub pool alagrupi IV rühma neljanda perioodi ja on seerianumber 22. lihtne aine titaani - metallist valge-hõbe värvi, kerge ja vastupidav.Elektroonilist konfiguratsiooni aatomiga on järgmine struktuur: 22) 2) 8) 10) 2, 1S22S22P63S23P63d24S2.Järelikult titaani on mitu võimalikku oksüdatsiooniastmeteni 2, 3, 4, kõige stabiilsed ühendid on tetravalent.
Titanium - sulami või metallist?
küsimus huvitab paljusid.Aastal 1910, Ameerika keemik Hunter oli esimene puhtast titaanist.Metal sisaldas ainult 1% lisandeid, kuid summa on tühine, ning selgus tegi võimatuks täiendavalt uurida selle omadusi.Venivus see materjal oli saavutatud tolkopod kõrgetel temperatuuridel, normaalsetel tingimustel (toatemperatuuril), proovi oli liiga nõrk.Tegelikult selles osas ei ole huvitatud teadlased, sest väljavaated selle kasutamine tundus liiga ebamäärane.Keerukust saamiseks ja uurimiseks veelgi vähendada potentsiaali selle kohaldamist.Ainult 1925, keemikud Hollandist J. de Boer ja A. van Arkel sai titaanmetalli, omadused, mis on äratanud tähelepanu insenerid ja disainerid kogu maailmas.Ajalugu uuringu selle elemendi algab 1790, sel ajal, paralleelset teineteisest sõltumatult, kahe teadlased avavad titaani osana.Igaüks neist saab ühendi (oksiid) agent, tuvastamata metalli kõige ehedamal kujul.Titanium peetakse avastaja Inglise munk mineraloogi William Gregor.Territooriumil oma kihelkonnas, mis asub edela osa Inglismaa, noor teadlane hakkasin uurima musta liiva orus Menakena.Tulemused eksperimendid magneti valiku oli geniaalne terad, mis on ühend titaan.Samal ajal saksa keemik Martin Heinrich Klaproth kindlaks uue aine mineraal rutiili.Aastal 1797 ta ka tõestanud, et avatud paralleelselt elemendid on sarnased.Titaandioksiid üle sajandi, on mõistatus paljud keemikud saada puhast metalli ei olnud võimalik isegi Berzelius.Viimased tehnoloogiate XX sajandi oluliselt kiirendanud õpib nimetatud element ning kindlaks esialgse aladel selle kasutamist.Samal ajal laiendada ajast.Piirata oma protsessi keerukust saab toota ainet nagu puhtast titaanist.Hind metallisulamitest ja piisavalt kõrge, et täna ta ei saa tõrjuda traditsiooniline rauda ja alumiiniumi.
päritolu nimi
Menakin - eesnimi titaani, mida kasutati kuni 1795.See tähendab, et tööpiirkonnas, nimetatakse uus element W. Gregory.Martin Klaproth määrab element 1797 nime "Titan".Ajal oma Prantsuse kolleegi, mida juhtis üsna mõjukas keemik AL Lavoisier pakkuda helistada äsja avastatud aine vastavalt nende põhiomadused.Saksa teadlane ei nõustu selle lähenemisviisiga, ta õigustatult uskus, et avastamise faasis on üsna raske määratleda kõik eriomadused aine ning see kajastub ka pealkiri.Kuid me peaksime tunnistama, et kasutaja valitud Klaproth perspektiivis on täielikult kooskõlas metallist - see on korduvalt rõhutanud kaasaegse teadlased.On kaks peamist teooriat nime Titan.Metal võib määrata auks haldjatest kuninganna Titania (Character germaani mütoloogia).See nimi sümboliseerib nii kerguse ja vastupidavuse asi.Enamik teadlasi on valmis kasutama kreeka mütoloogia, kus Titans kutsuti pojad vägev maa jumalanna Gaia.See versioon ütleb nime varem avatud element - uraani.
Looduse
metallide mis tehniliselt on väärtuslikud inimestele, titaani kulub neljanda koha ulatuses maapõues.Suur osa looduses iseloomustab ainult rauda, magneesiumi ja alumiiniumi.Suurim täheldatud titaani sisu basalt kest, veidi vähem kui seda kiht graniidist.In merevesi ainesisaldus on madal - ligikaudu 0,001 mg / l.Chemical element titaan on küllaltki aktiivne, nii puhas see ei ole võimalik leida.Enamikul juhtudel on ühendites hapnikuga, seeläbi valents neli.Summa titaani mineraalid varieerub 63-75 (erinevatest allikatest), samal ajal kui praeguses teadus, teadlased jätkuvalt avastada uusi vorme selle ühendid.Praktilise kasutamise olulisemad on järgmised mineraalid:
- ilmeniidist (FeTiO3).
- rutiili (TiO2).
- Titanite (CaTiSiO5).
- Perovskite (CaTiO3).
- Titanomagnetite (FeTiO3 + Fe3O4) ja nii edasi. D.
Kõik olemasolevad titaani sisaldavate maakide jaguneb lammi ja põhi.See element on nõrk migrant, ta saab reisida ainult vormis kivid või liigub poegimist mudase põhjaga liigid.Biosfääris, suurim summa titaani sisalduvad vetikad.Esindajad maismaa loomastik element koguneb kudedesse sarv, karvad.Suhe inimkeha iseloomustab titaan põrnas, neerupealised, platsenta, kilpnäärmes.
füüsikalised omadused
Titanium - värviline metall hõbedase värvusega, näeb välja nagu terasest.At 0 0C tihedus on 4,517 g / cm3.Aine on madal erikaal, mis on tüüpiline leelismetalle (kaadmium, naatriumi, liitiumi, tseesium).Tihedus titaani kulub vahepealne raua ja alumiiniumi, kuid selle täitmine on kõrgem kui mõlemad elemendid.Peamised omadused metall, mis on arvesse võetud määramisel kohaldamise ulatusega, on voolavuspiir ja kõvadus.Titanium on tugevam kui alumiinium 12 korda, raua ja vase - 4 korda, kuigi on palju lihtsam.Venivus puhta aine ja selle voolavuspiir võimaldab töötlemine kõrge ja madala temperatuuri väärtused, nagu teiste metallide puhul, t. E. plaaneriosade, sepistamine, keevitamine, veerema.Traditsioonilises titaan - selle madala soojusjuhtivusega ja seega need omadused säilivad kõrgematel temperatuuridel kuni 500 0C.Magnetväli paramagneetilisi titaani element, seda ei äratanud näiteks raud ja ei välju näiteks vask.Väga kõrge korrosiooni tulemuslikkuse rasketes keskkondades ja mehaanilised mõjud on ainulaadne.Rohkem kui 10 aastat on merevees ei muutnud välimust ja koostist titaanist plaadid.Raud sel juhul oleks täiesti hävitatud korrosiooni.
Termodünaamiline omadused titaani
- Tihedus (tavatingimustes) on 4,54 g / cm3.
- Atomic number - 22.
- Group Metallid - tulekindlad, lihtne.
- aatommass titaani - 47,0.
- Keemistemperatuur (0C) - 3260.
- molaarruumala cm3 / mol - 10,6.
- titaani sulamistemperatuuri (0C) - 1668.
- erisoojus aurumine (kJ / mol) - 422,6.
- elektriline eritakistus (20 0 C) Ohm * cm * 10-6 - 45.
keemilised omadused
suurenenud korrosioonikindlust element tekkimise tõttu pinnale väike oksiidikihi.See takistab (tavatingimustes) keemilisse reaktsiooni gaasid (hapnik, vesinik) mugavalt ümbritseva atmosfääri niisuguste elementide kuititaan metal.Selle omadused varieeruvad mõjul temperatuuril.Tänu suurenemist kuni 600 0C esineb vaheline reaktsioon hapniku, moodustades seeläbi titaanoksiidi (TiO2).Juhul imendumist õhugaase moodustatud habras ühendid, millel puudub praktiline kasutamine sel põhjusel keevitamine ja sulatades titaani toodetud vaakumis.Pööratav reaktsioon lahustumise vesinikuga metallist, see toimub aktiivsem kõrgematel temperatuuridel (400 0 C ja rohkem).Titanium, eriti peened osakesed (õhukese plaadi või juhe), põletatakse lämmastiku atmosfääris.Keemilise reaktsiooni vahel ainuvõimalik temperatuuril 700 0C moodustades seeläbi nitriidi TiN.Paljude metallide moodustavad suure kõvasulamid sageli legeeriva elemendina.Reaktsioon halogeenidega (kroom, broom, jood) siseneb ainult katalüsaatori (kõrge temperatuur) ja arvestades koostoimeid kuivainesisaldus.See tekitab väga tugeva tulekindlate sulamid.Reis lahendusi enamiku leeliste ja happed, titaani keemiliselt aktiivne, erandiks on koondunud väävelhape (pikenemisega keetmine), vesinikfluoriidhape, hot Orgaaniline (sipelghape, oksaalhape).
hoiused
kõige levinum looduses ilmenite maagi - selle varud on hinnanguliselt 800 miljonit tonni.Hoiused rutiili hoiused on palju tagasihoidlikumad, kuid üldmaht - säilitades toodangu kasv - peaks andma inimkond järgmise 120 aasta jooksul, metalli, näiteks titaani.Hind lõpptoote sõltub nõudluse ja kasvava valmistatavusele, kuid keskmiselt vahemikku 1200-1800 rubla. / Kg.Mis pidev tehniliste täiustuste oluliselt vähendada kulusid kõik tootmisprotsessid oma õigeaegne uuendamine.Suurim varude titaani maagist, Hiina ja Venemaa on ka mineraalse aluse on Jaapan, Lõuna-Aafrika, Austraalia, Kasahstan, India, Lõuna-Korea, Ukraina, Tseiloni.Hoiused erinevate tootmismahtude ja protsendid titaani maagist, geoloogilised uuringud jätkuvad pidevalt, mis võimaldab eeldada vähendada turuväärtus metallist ja selle laiemat kasutamist.Venemaa on ülekaalukalt suurim tootja titaani.
Kuidas
tootmiseks titaani kasutatakse kõige sagedamini oma süsinikdioksiidi sisaldav minimaalne kogus lisandeid.Seda saadakse rikastamine ilmenite kontsentraatidest või rutiili maagid.Elektriahjus kuumtöötlemise maagi toimub millega kaasneb teket raua ja lahutamine räbu, mis sisaldab titaandioksiidi.Sulfate või kloriidi meetodit kasutatakse raviks rauavabadest fraktsioonid.Titaanoksiidist on hall pulber (vt. Foto).Titaanmetalli saadud selle töötlemise etapil.
esimene etapp on protsess, paagutamise ja koksi räbu kokkupuude kloori aurud.Saadud vähendada TiCl4 magneesiumi või naatriumi all temperatuur 850 0C.Käsntitaan (poorne sulatatud massi), mille tulemusena saadakse keemilise reaktsiooni, puhastatud või sulatatakse plokkideks.Sõltuvalt edasiste kasutusviiside moodustatud metallisulamist või puhaste (lisandid eemaldatakse kuumutamisel kuni 1000 0 C).Tootmiseks ainete osakaal 0,01% lisandeid kasutatakse joodi meetod.See põhineb aurustumisprotsessil käsntitaani eeltöödeldud halogeen, aurude.
Rakendused
sulamistemperatuur titaan on piisavalt suur, et kergust metall on hindamatu eelis kasutades seda ehitusmaterjali.Seetõttu leiab ta suurim taotluse laevaehituses, lennunduse valmistamiseks raketid ja keemiatööstuses.Titanium kasutatakse sageli kui lisandjaotuste erinevates sulamid, millel on parendatud omadused kuumakindlus ja kõvaduse.Kõrge korrosioonikindlus ja võime taluda kõige agressiivses keskkonnas teha selle metalli on hädavajalik keemiatööstuses.Titanium (sulamid) toodetud torud, paagid, ventiilid, filtrid, mida kasutatakse destilleerimise ja transport happed ja muud keemiliselt aktiivseid aineid.Ta väitis, et luua töötavate seadmete kõrgendatud temperatuuridel.Titaanist ühendeid kasutatakse vastupidava lõikeriistad, värvid, plast ja paber, kirurgilised instrumendid, implantaadid, ehted, dekoratiivsed materjalid, mida kasutatakse toiduainetööstuses.Kõik piirkonnad raske kirjeldada.Tänapäeva meditsiin täieliku bioloogilise ohutuse sageli kasutab metallist titaanist.Hind - see on ainus tegur, mis mõjutab on laius käesoleva element.Kohus on väide, et titaani - materjali tuleviku, mis õpib inimkond siseneb uude arengufaasi.
