Titânio - o metal.

eterno, misterioso, espaço, material do futuro - todos estes e muitos outros epítetos atribuídos às várias fontes de titânio.Histórico da descoberta deste metal não era trivial: ao mesmo tempo sobre o elemento seleccionado na sua forma pura trabalhou vários cientistas.O processo de estudar as propriedades físicas e químicas e identificação de aspectos da sua aplicação não está terminado hoje.Titanium - o metal do futuro, o seu lugar na vida humana ainda não totalmente definido, dando pesquisadores modernos uma enorme margem para a criatividade ea investigação.

Característica

titânio elemento químico (Titanium) é designado na tabela periódica de Mendeleev símbolo Ti.Localizado no subgrupo lado do Grupo IV do quarto período e tem um número de série 22. A substância simples de titânio - metal de cor branco-prateada, leve e durável.A configuração electrónica do átomo tem a seguinte estrutura: 22) 2) 8) 10) 2, 1S22S22P63S23P63d24S2.Por conseguinte, o titânio tem vários estados de oxidação possíveis 2, 3, 4, nos compostos mais estáveis, é tetravalente.

Titanium - ligas de aço ou metal?

O tema de interesse para muitos.Em 1910, o químico americano Hunter foi o primeiro titânio puro.Metal contido apenas 1% de impurezas, mas a quantidade é insignificante, e descobriu-se tornado impossível para estudar ainda mais suas propriedades.A ductilidade do material foi conseguida tolkopod altas temperaturas, sob condições normais (temperatura ambiente), a amostra foi demasiado frágil.Na verdade, este item não é cientistas interessados ​​uma vez que as perspectivas para a sua utilização pareceu demasiado vago.A complexidade da obtenção e investigar mais reduziu o potencial da sua aplicação.Só em 1925, os químicos da Holanda J. de Boer e A. van Arkel recebeu de metal titânio, cujas propriedades têm atraído a atenção de engenheiros e designers de todo o mundo.A história do estudo deste elemento começa com 1790, neste momento, em paralelo, de forma independente um do outro, os dois cientistas titânio aberto como um elemento.Cada um deles recebe um composto (óxido) agente, deixando de identificar o metal na sua forma mais pura.Titanium é considerado o descobridor do Inglês monge mineralogista William Gregor.No território da sua paróquia, localizada na parte sudoeste da Inglaterra, um jovem cientista começou a estudar preto vale areia Menakena.Os resultados das experiências com a selecção íman grãos era brilhante, que é um composto de titânio.Ao mesmo tempo químico alemão Martin Heinrich Klaproth identificou a nova substância mineral do rútilo.Em 1797, ele também provou que elementos paralelos abertos são semelhantes.O dióxido de titânio mais de um século, é um mistério para muitos químicos para obter metal puro não era possível mesmo Berzelius.As mais recentes tecnologias do século XX acelerou enormemente o processo de estudar o referido elemento e identificou áreas iniciais de seu uso.Ao mesmo tempo, expandir o âmbito do tempo.Limitar o âmbito da sua complexidade do processo só pode produzir uma substância tal como o titânio puro.O preço de ligas metálicas e alta o suficiente, por isso hoje ele não pode deslocar o tradicional ferro e alumínio.Origem

do nome

Menakin - o primeiro nome de titânio, que foi usado até 1795.Ou seja, na jurisdição territorial, chamou o novo elemento W. Gregory.Martin Klaproth atribui elemento, em 1797, o nome "Titan".Na época de seus colegas franceses, liderados por bastante influente químico AL Lavoisier oferecer para chamar a substância recém-descoberto de acordo com as suas propriedades básicas.Cientista alemão não concordou com esta abordagem, ele acreditava, com razão, que a fase de descoberta é bastante difícil de definir todas as características peculiares à substância e ser refletida no título.No entanto, devemos reconhecer que Klaproth termo selecionado pelo usuário está em plena sintonia com o metal - ele tem repetidamente sublinhado os cientistas modernos.Existem duas principais teorias do nome Titan.Metal poderia ser designado em honra da rainha élfica Titania (Personagem mitologia germânica).Este nome simboliza tanto leveza e durabilidade assunto.A maioria dos cientistas estão inclinados a usar a mitologia grega, em que os Titãs foram chamados os filhos dos poderosos da deusa da terra Gaia.Esta versão diz que o nome do elemento anteriormente aberto - urânio.

estar na natureza

de metais que, tecnicamente, são de valor para os seres humanos, titânio ocupa o quarto lugar no âmbito da crosta terrestre.Grande parte na natureza são caracterizados apenas ferro, de magnésio e de alumínio.A maior observada no teor de titânio de concha basalto, um pouco menos do que numa camada de granito.No teor de água do mar da substância é baixo - aproximadamente 0,001 mg / L.Titânio elemento químico é bastante ativo, tão puro que não pode ser encontrado.Na maioria dos casos, ele está presente nos compostos com a oxigénio, portanto, tem uma valência de quatro.A quantidade de minerais de titânio varia 63-75 (a partir de várias fontes), enquanto que no atual estágio da pesquisa, os cientistas continuam a descobrir novas formas de seus compostos.Para utilização prática, as mais importantes são os seguintes minerais:

1. ilmenite (FeTiO3).
2. rutilo (TiO2).
3. Titanite (CaTiSiO5).
4. Perovskite (CaTiO3).
5. Titanomagnetite (FeTiO3 + Fe3O4) e assim por diante. D.

Todo o minério contendo titânio existentes é dividido em aluvião e de base.Este elemento é um migrante fraco, ele pode viajar apenas na forma de pedras ou em movimento parto espécies fundo lamacento.Na biosfera, a maior quantidade de titânio contido em algas.Os representantes do elemento fauna terrestre acumula nos tecidos do chifre, cabelo.Para o corpo humano, caracterizado por a presença do titânio no baço, glândulas supra-renais, placenta, da tiróide.

propriedades físicas

titânio - metal colorido com branco-prateado na cor, se parece com aço.A 0 0C tem uma densidade de 4,517 g / cm3.A substância tem uma gravidade específica baixa, o que é típico dos metais alcalinos (cádmio, sódio, lítio, césio).Densidade de titânio ocupa uma posição intermediária entre o ferro e o alumínio, enquanto que o seu desempenho é maior do que a de ambos os elementos.As principais propriedades dos metais, que são levados em consideração para determinar o âmbito da sua aplicação, são a força de rendimento e dureza.O titânio é mais forte do que o alumínio 12 vezes, ferro e cobre - 4 vezes, enquanto que é muito mais fácil.A ductilidade da substância pura e permitir que o seu limite de rendimento usinagem a valores de alta e baixa temperatura, como no caso de outros metais, t. E. por rebitagem, forjamento, soldadura, rolando.A característica distintiva de titânio - a sua baixa condutividade de calor e, assim, estas propriedades são mantidas a temperaturas elevadas até 500 0C.O campo magnético é titânio elemento paramagnético, não é atraído como ferro, e não é ejectado como o cobre.Muito alto desempenho anti-corrosão em ambientes agressivos e influências mecânicas são únicas.Mais de 10 anos de estar na água do mar não altera a aparência e a composição das placas de titânio.Ferro, neste caso, seria totalmente destruído pela corrosão.

termodinâmica propriedades do titânio

1. Densidade (em condições normais) é 4,54 g / cm3.Número
2. Atomic - 22.
Metals Group -
3. refratários, fácil.
4. massa atômica de titânio - 47,0.
5. Ponto de ebulição (0C) - 3260.
6. volume molar cm3 / mol - 10.6.
7. ponto de fusão de titânio (0C) - 1668.
8. Calor específico de evaporação (kJ / mol) - 422,6.
9. resistividade eléctrica (a 20 0 C) Ohm * cm * 10-6 - 45. propriedades químicas

elemento aumentou a resistência à corrosão devido à formação na superfície da película de óxido pequena.Ela impede que (sob condições normais) reacção química com gases (oxigénio, hidrogénio) localizados na atmosfera circundante de elementos tais como o titânio metálico.As suas propriedades variam sob a influência da temperatura.Com o seu aumento de até 600 0C ocorre reacção entre o oxigénio, formando desse modo um óxido de titânio (TiO2).No caso da absorção de gases atmosféricos são formados compostos frágeis que não têm qualquer utilização prática para este motivo soldadura e a fusão do titânio produzido no vácuo.Reacção reversível, é a dissolução do hidrogénio no metal, que ocorre mais activo a temperaturas mais elevadas (400 0 C e acima).O titânio, especialmente as partículas finas (uma placa fina ou um fio), é queimado numa atmosfera de azoto.A reacção química entre só é possível a uma temperatura de 0 ° C 700, formando assim uma lata de nitreto.Com muitos metais formar ligas de alta dureza, muitas vezes liga elemento.A reacção com cromo, halogéneos (bromo, iodo) entra apenas na presença de um catalisador (alta temperatura) e sujeitos a interacções com uma substância seca.Isso produz um muito sólidas ligas refratárias.Com a maioria das soluções de ácidos e álcalis, sulfúrico titânio quimicamente activa, exceção é concentrada (com ponto de ebulição prolongada), fluorídrico, (ácido fórmico, ácido oxálico) orgânico quente.Depósitos

mais comuns na natureza minério ilmenita - suas reservas estão estimadas em 800 milhões de toneladas.Os depósitos de depósitos de rutilo são muito mais modesto, mas o volume total - mantendo ao mesmo tempo o crescimento da produção - deve fornecer a humanidade nos próximos anos 120, um metal tal como o titânio.O preço do produto final irá depender da procura cada vez maior e de fabricação, mas em média varia de 1200 a 1800 rublos. / Kg.Com as melhorias técnicas contínuas reduziu significativamente o custo de todos os processos de produção em suas atualizações em tempo hábil.As maiores reservas de minério de titânio, China e Rússia também tem base mineral são o Japão, África do Sul, Austrália, Cazaquistão, Índia, Coreia do Sul, Ucrânia, Ceilão.Depósitos de diferentes volumes de produção e percentagens de minério de titânio, levantamentos geológicos continuam constantemente, o que faz com que seja possível assumir diminuir o valor de mercado do metal e sua aplicação mais ampla.A Rússia é, de longe, o maior produtor de titânio.

Obtendo

para a produção de titânio é mais frequentemente usado seu dióxido contendo uma quantidade mínima de impurezas.Obtém-se por enriquecimento de concentrados de ilmenita ou minérios de rutilo.O tratamento térmico forno eléctrico de minério ocorre a qual é acompanhada pela formação de ferro e separação de escórias contendo óxido de titânio.Sulfato ou cloreto método é utilizado para o tratamento de fracções não-ferro.Óxido de titânio é um pó cinzento (ver. Foto).Metal titânio obtidos por sua fase de processamento.

A primeira fase é o processo de sinterização e de coque de escória com exposição a vapores de cloro.O resultante é reduzido com magnésio ou TiCl4 de sódio sob a temperatura de 850 0C.Esponja de titânio (massa fundida poroso) resultante de uma reacção química, purificada, ou derretidos em lingotes.Dependendo das outras utilizações da liga de metal formado ou puro (impurezas são removidos por aquecimento a 1000 C 0).Para a produção de substâncias com uma quota de 0,01% de impurezas utilizadas método iodeto.Ele baseia-se no processo de evaporação de esponja de titânio pré-tratada com halogénio, o seu vapor.Aplicações

ponto de fusão de titânio é alta o suficiente para que a leveza do metal é uma vantagem inestimável de usá-lo como material estrutural.Portanto, ele encontra a maior aplicação na indústria da construção naval, a indústria da aviação, o fabrico de mísseis, produção química.O titânio é frequentemente utilizado como um agente dopante, em várias ligas que apresentam características melhoradas de resistência ao calor e dureza.A alta resistência à corrosão e capacidade de suportar os ambientes mais agressivos tornam este metal é indispensável para a indústria química.Ligas de titânio () produzidos tubos, tanques, válvulas, filtros, utilizados para o transporte e destilação de ácidos e outras substâncias quimicamente activas.Ele alegou para criar dispositivos que operam com desempenho de temperatura elevada.Os compostos de titânio usado para fazer ferramentas de corte duráveis, tintas, plásticos e papel, instrumentos cirúrgicos, implantes, jóias, materiais decorativos, utilizados na indústria de alimentos.Todas as áreas de difícil de descrever.A medicina moderna para a segurança biológica completa, muitas vezes usa de metal titânio.Preço - este é o único fator que influencia é a amplitude de aplicação deste elemento.A justiça é a afirmação de que o titânio - um material do futuro, que está estudando a humanidade entra em um novo estágio de desenvolvimento.