örök, titokzatos, tér, anyag a jövőben - mindezek és sok más jelzőket rendelt a különböző forrásokból titán.Története a felfedezés ez a fém nem triviális: egy időben nyílik a kiválasztott elem a tiszta formájában működött több tudós.A folyamat tanulmányozása fizikai és kémiai tulajdonságai és jelölése területeken történő alkalmazása nem ért véget ma.Titán - a fém a jövőben, helye az emberi élet még nem teljesen elkülönülnek egymástól, mely a modern kutatók egy hatalmas teret a kreativitás és a kutatás.
Feature
kémiai elem titán (Titanium) jelölik a periódusos rendszerben a Mengyelejev szimbólum Ti.Található az oldalon alcsoportja Group IV a negyedik periódus és a sorszám 22. Az egyszerű anyag a titán - fém fehér-ezüst színű, könnyű és tartós.Az elektronikus konfigurációja az atom szerkezete a következő: 22) 2) 8) 10) 2, 1S22S22P63S23P63d24S2.Következésképpen, titán számos lehetséges oxidációs állapotú 2, 3, 4, a leginkább stabil vegyületeket ez négy vegyértékű.
titán - ötvözet vagy fém?
A kérdés sokakat érdekelne.1910-ben, amerikai kémikus Hunter volt az első tiszta titán.Fém tartalmazott csupán 1% szennyezést, de az összeg elhanyagolható, és kiderült, lehetetlenné tette, hogy tovább tanulmányozza a tulajdonságait.A képlékenység Ezen anyag sikerült elérni tolkopod magas hőmérsékleten, normál körülmények között (szobahőmérsékleten), a minta túl gyengék.Tény, hogy ez a tétel nem érdekli a tudósok, mivel a kilátások használatát tűnt túl homályos.A komplexitás megszerzése és vizsgálja tovább csökkentette a potenciális annak alkalmazását.Csak 1925-ben, vegyészek Hollandiából J. de Boer és A. van Arkel kapott titán fém, a tulajdonságait, amelyek vonzzák a figyelmet a mérnökök és a tervezők az egész világon.A történelem a tanulmány ezen elem kezdődik: 1790, ebben az időben, párhuzamosan, egymástól függetlenül, a két tudós nyitott titán elemként.Mindegyikük kap egy vegyület (oxid) ügynök, nem jelölte ki a fém a lehető legtisztább formában.Titán tartják a felfedezője az angol szerzetes minearológus William Gregor.Területén a plébániára, található a dél-nyugati részén Angliában, egy fiatal tudós kezdett tanulni fekete homok völgyében Menakena.A kísérletek eredményei a mágnes kiválasztás volt ragyogó szemek, amely egy olyan vegyület, titán.Ugyanakkor a német vegyész Martin Heinrich Klaproth azonosított az új anyag a ásványi rutil.1797-ben ő is bizonyította, hogy a nyílt párhuzamos elemei hasonlóak.A titán-dioxid több mint egy évszázada, az rejtély, hogy sok vegyészek megszerezni tiszta fém nem lehetett még Berzelius.Legújabb technológiák a XX század nagymértékben felgyorsult a folyamat tanulmányozása az említett elem és azonosították a kezdeti területek használatát.Ugyanakkor hatályának kiterjesztése az idő.Hatáskörének korlátozása annak összetettsége a folyamat csak egyetlen anyagot gyárt, mint a tiszta titán.Az ár a fémötvözet és elég magas, így ma nem tudja kiszorítani a hagyományos vas és alumínium.
név eredete
Menakin - az első név titán, amelynek felhasználásával 1795-ig.Azaz, a területileg illetékes, az úgynevezett új elem W. Gregory.Martin Klaproth rendel eleme 1797-ben a neve "Titan".Abban az időben az ő francia kollégák által vezetett meglehetősen befolyásos vegyész AL Lavoisier-hez, hogy hívja az újonnan felfedezett anyag szerint ezek tulajdonságai.Német tudós nem ért egyet ezzel a megközelítéssel, nagyon helyesen úgy gondolta, hogy a felfedezés fázisa meglehetősen nehéz meghatározni az összes jellemző tulajdonságokkal anyag, és tükrözni kell a cím.Ugyanakkor fel kell ismernünk, hogy a felhasználó által kiválasztott Klaproth távon teljes mértékben összhangban van a fém - ez már többször hangsúlyozta, a modern tudósok.Két fő elmélet a név Titan.Fém lehetne kijelölt tiszteletére az elf királynő Titánia (Karakter germán mitológiában).Ez a név szimbolizálja mind a könnyedség és a tartósság kérdése.A legtöbb tudós hajlandó használni görög mitológia, amelyben a Titans hívták fiai a hatalmas föld istennőjének Gaia.Ez a változat azt mondja, a neve a korábban megkezdett elemet - az urán.
Mivel a természetben
fémek, amelyek technikailag amelyek értéket az emberre, titán foglalja el a negyedik helyet a mértéke a földkéregben.Nagy részét a természetben jellemzi csak vas, magnézium és alumínium.A legnagyobb megfigyelt titán tartalma bazalt shell, egy kicsit kevesebb, mint egy réteg gránit.A tengervíz tartalma az anyag alacsony - körülbelül 0,001 mg / l.Kémiai elem titán meglehetősen aktív, olyan tiszta, hogy nem található.A legtöbb esetben, jelen van a vegyületek az oxigénnel, így van egy vegyértéke négy.A titán ásványi anyagok változnak 63-75 (különböző forrásokból), míg a jelenlegi szakaszban a kutatás, a tudósok továbbra is felfedezni új formáit vegyületei.A gyakorlati használat, a legfontosabbak a következők ásványok:
- Titánvas (FeTiO3).
- Rutilos (TiO2).
- titanitot (CaTiSiO5).
- perovszkit (CaTiO3).
- Titanomagnetite (FeTiO3 + Fe3O4), és így tovább. D.
Minden meglévő titán-tartalmú érc van osztva hordalékos és alapvető.Ez az elem gyenge migráns, tud utazni csak abban a formában kövek vagy mozgó ellés sáros alján faj.A bioszférában, a legnagyobb mennyiségű titán tartalmazott algák.A képviselők a földi fauna elem halmozódik fel a szövetekben a kürt, a haj.Az emberi test jelenléte jellemez titán a lépben, a mellékvesék, a méhlepény, pajzsmirigy.
fizikai tulajdonságai
Titán - színű fém ezüstfehér színű, úgy néz ki, mint az acél.0 0C sűrűsége 4,517 g / cm3.Az anyagnak alacsony a fajsúlya, ami jellemző az alkáli fémek (kadmium, nátrium, lítium, cézium).Sűrűség titán foglal egy közbenső helyzetben között a vas és az alumínium, míg a teljesítménye is nagyobb, mint a mindkét elem.A fő tulajdonságait fémek, amelyeket figyelembe vegyék a saját hatályukat, a folyáshatár és a keménység.Titán erősebb, mint az alumínium 12-szer, a vas és a réz - 4-szer, míg ez sokkal könnyebb.A képlékenység a tiszta anyag és folyáshatár lehetővé megmunkálás magas és alacsony hőmérsékleti értékek, mint abban az esetben más fémek, T. E. szegecseléssel, kovácsolás, hegesztés, gördülő.A megkülönböztető jellemzője titán - alacsony hővezetése, és így ezek a tulajdonságok megmaradnak magasabb hőmérsékleten legfeljebb 500 0C.A mágneses mező paramágneses titán elem, ez nem vonzott, mint a vas, és nem jön ki, mint a réz.Nagyon magas korróziógátló teljesítményét a mostoha körülmények és mechanikai hatásoknak is egyedülálló.Több mint 10 éve az a tengervíz nem változott a megjelenése és összetétele a titán lemezek.Iron ebben az esetben lenne teljesen elpusztult korrózió.
Termodinamikai tulajdonságai titán
- Sűrűség (normál körülmények között) 4.54 g / cm3.
- Atomic száma - 22.
- Group Metals - tűzálló, könnyen.
- atomtömeggel titán - 47,0.
- Forráspont (0C) - 3260.
- móltérfogata cm3 / mol - 10.6.
- olvadáspontja titán (0 ° C) - 1668.
- Fajlagos párolgási hő (kJ / mol) - 422,6.
- elektromos ellenállás (20 0 C-on) Ohm * cm * 10-6 - 45.
kémiai tulajdonságok
fokozott korrózióállóságot elem képződése miatt a felszínen a kis oxidfilm.Megakadályozza (normál körülmények között) kémiai reakcióba gázok (oxigén, hidrogén) található, a környező légkör olyan elemek, mint a titán fém.A tulajdonságai változnak hatása alatt a hőmérséklet.A növekedés akár 600 0C bekövetkezik közötti reakciót oxigén, ezáltal egy titán-oxid (TiO2).Abban az esetben az abszorpciós atmoszferikus gázok képződnek törékeny vegyületek, amelyek gyakorlati használatra nem ez okból hegesztés és megolvasztjuk a titán termelt a vákuumot.Váltvaforgató reakció az oldódási hidrogén a fém, akkor fordul elő, több aktív magasabb hőmérsékleten (400 0 C felett).Titán, különösen a finom részecskék (egy vékony lemez, vagy egy huzal), elégetik nitrogénatmoszférában.A kémiai reakció között csak lehetséges hőmérsékleten 700 0C, ezáltal egy nitrid TiN.Sok fémek alkotják, nagy keménységű ötvözetek gyakran ötvözőelemnek.A reakcióelegyet halogénekkel (króm, bróm, jód) belép csak a katalizátor jelenlétében (magas hőmérséklet) és figyelemmel a kölcsönhatások egy száraz anyag.Ebből egy nagyon szilárd tűzálló ötvözetek.Oldataival legtöbb lúgok és savak, titán kémiailag aktív, kivételt koncentrált kénsavat (hosszantartó forráspontú), hidrogén-fluorid, a forró szerves (hangyasav, oxálsav).
betétek
leggyakoribb természetben ilmenite érc - a tartalékait becsülik 800 millió tonna.A betétek rutil betétek sokkal szerényebb, de a teljes tömeg - miközben a termelés növekedése - biztosítania kell az emberiség következő 120 évben, egy fém, például titán.Az ár a végtermék függ a kereslet és a növekvő gyárthatóság, de átlagosan tartományok 1200-1800 rubelt. / Kg.A folyamatos műszaki fejlesztések jelentősen csökkentette a költségeit minden termelési folyamatok időben történő fejlesztést.A legnagyobb tartalékok a titán érc, Kína és Oroszország is ásványolaj Japán, Dél-Afrika, Ausztrália, Kazahsztán, India, Dél-Korea, Ukrajna, Ceylon.Betétek a különböző termelési volumen és a százalékos titán érc, a földtani folytatódnak folyamatosan, amely lehetővé teszi, hogy vállalja csökken a piaci értéke a fém és annak szélesebb körű alkalmazását.Oroszország messze a legnagyobb gyártó titán.
Megközelítés
a termelés titán a leggyakrabban használt az ő dioxid tartalmazó minimális mennyiségű szennyeződést.Úgy kapjuk meg dúsítási ilmenite koncentrátum vagy rutil ércek.Az elektromos kemence hőkezelő érc fordul elő, amely kíséri a kialakulását a vas és szétválasztása salak tartalmazó titán-oxid.Szulfát vagy klorid módszert használják kezelésére vasmentes frakciók.Titán-oxid egy szürke por (lásd. Fotó).Titánfém nyert a feldolgozási fázisban.
Az első szakasz az a folyamat, szinterezés és koksz salak hatására klór gőzöket.A kapott csökkentett TiCl4 magnézium vagy nátrium alatt hőmérséklet 850 0C.Titán szivacs (porózus olvasztott tömeg) származó kémiai reakció, tisztított, vagy olvadt le tömbbe.Attól függően, hogy további használatának alakult fémötvözetből vagy tiszta (szennyeződések eltávolítását melegítéssel 1000 0 C).A termelés az anyagok egy részét 0,01% szennyeződést használt jodid módszer.Ez alapján a párolgási folyamat titán szivacs előkezelt halogénatom, annak gőz.
Alkalmazások
olvadáspontja titán elég magas ahhoz, hogy a világosság a fém felbecsülhetetlen előnye segítségével, mint egy szerkezeti anyag.Ezért ott találja a legnagyobb kérelmet a hajóépítő ipar, a légi közlekedési ágazat, a gyártás rakéták, vegyipari termelés.Titán gyakran használják, mint egy dópoló különböző ötvözetek, amelyek javított jellemzőit hőállóság és a keménység.A nagy korrózióállóság és képes ellenállni a legtöbb agresszív környezetben teszik ez a fém nélkülözhetetlen a vegyiparban.Titán (ötvözetek) előállított csövek, tartályok, szelepek, szűrők, használt lepárlásra és szállítási savak és egyéb kémiai hatóanyagok.Azt állította, hogy hozzon létre működő készülékek magasabb hőmérsékleten teljesítményét.A titán-vegyületeket használnak, hogy a tartós vágószerszámok, festékek, műanyagok és papír, műtéti eszközök, implantátumok, ékszerek, dekorációs anyagok, használják az élelmiszeriparban.Minden területén nehéz leírni.A modern orvostudomány a teljes biológiai biztonsági gyakran használja fém titán.Ár - ez az egyetlen tényező, amely befolyásolja a szélessége alkalmazásának ez az elem.Az igazság az állítást, hogy a titán - egy anyag a jövőben, amely tanulmányozza az emberiség belép egy új fejlődési szakaszában.
