veșnică, misterios, spațiu, materiale de viitor - toate aceste și multe alte epitete atribuite diferitelor surse de titan.Istoria descoperirii acestui metal nu a fost banal: în același timp, pe elementul selectat în forma sa pură a lucrat mai multe oameni de stiinta.Procesul de a studia proprietățile fizice și chimice și identificarea domeniilor de aplicare a acesteia nu este terminat azi.Titan - metalul viitorului, locul său în viața umană nu sunt încă pe deplin definit, care cercetatorii moderni un domeniu de aplicare foarte mare pentru creativitate și de cercetare.
Caracteristică
titan element chimic (Titanium) este desemnat în tabelul periodic al simboluri Mendeleev Ti.Situat în subgrupul partea din grupa IV a patra perioadă și are un număr de serie 22. Substanța simplu de titan - din metal de culoare alb-argintiu, lumina și durabil.Configurația electronică a atomului are următoarea structură: 22) 2) 8) 10) 2, 1S22S22P63S23P63d24S2.În consecință, titan are mai multe posibile stări de oxidare 2, 3, 4, în compușii cei mai stabile, este tetravalent.
titan - din aliaj sau metal?
Problema de interes pentru mulți.În 1910, chimistul american Hunter a fost primul titan pur.Metal conține doar 1% din impurități, dar suma este neglijabilă, și sa dovedit a făcut imposibilă pentru a studia în continuare proprietățile sale.Ductilitatea acest material a fost realizat tolkopod temperaturi ridicate, în condiții normale (temperatura camerei), eșantionul a fost prea fragil.De fapt, acest produs nu este oamenii de știință interesați, deoarece perspectivele de utilizare a acestuia părea prea vag.Complexitatea de a obține și de a investiga în continuare redus potențialul aplicării sale.Numai în 1925, chimisti din Olanda J. de Boer și A. van Arkel a primit de metal de titan, din care proprietățile au atras atenția ingineri si designeri din întreaga lume.Istoria studiului a acestui element începe cu 1,790, în acest moment, în paralel, independent unul de altul, cele două oameni de știință titan deschis ca un element.Fiecare dintre ele primește un compus (oxid) agent, faptul că nu a identifica metalul în cea mai pură formă.Titan este considerat descoperitorul a călugăr mineralog englez William Gregor.Pe teritoriul parohia sa, situata in sud-vestul Angliei, un om de stiinta tineri a început să studieze negru vale nisip Menakena.Rezultatele experimentelor cu selectarea magnet fost boabe strălucitoare, care este un compus cu titan.Totodată chimist german Martin Heinrich Klaproth identificat noua substanță din rutil mineral.În 1797, el a demonstrat, de asemenea, că elemente paralele deschise sunt similare.Dioxidul de titan de peste un secol, este un mister pentru multi chimisti pentru a obține metal pur nu a fost posibil, chiar Berzelius.Cele mai noi tehnologii ale secolului XX accelerat foarte mult procesul de a studia elementului spus și a identificat domeniile inițiale de utilizare a acestuia.Totodată extinderea domeniului de aplicare al timpului.Limita sfera de complexitatea sa a procesului poate produce doar o substanță precum titan pur.Prețul de aliaje metalice și suficient de mare, așa că astăzi el nu poate înlocui de fier tradiționale și aluminiu.Origine
a numelui
Menakin - primul nume de titan, care a fost utilizat până în 1795.Aceasta este, în jurisdicția teritorială, numit noul element de W. Gregory.Martin Klaproth atribuie elementului în 1797 numele de "Titan".La momentul de colegii săi francezi, în frunte cu chimist destul de influent AL Lavoisier oferă pentru a apela substanța nou descoperit, în conformitate cu proprietățile lor de bază.Om de știință german nu a fost de acord cu această abordare, el a crezut în mod corect că faza de descoperire este destul de dificil să se definească toate caracteristicile specifice la substanța și să fie reflectate în titlu.Cu toate acestea, trebuie să recunoaștem că pe termen selectat de utilizator Klaproth este pe deplin în conformitate cu metalul - a subliniat în mod repetat oamenii de stiinta moderni.Exista doua teorii principale ale Titan nume.Metal ar putea fi desemnat în cinstea Titania regina elfilor (Caracter mitologia germanică).Acest nume simbolizează atât luminozitate și materie durabilitate.Majoritatea oamenilor de stiinta sunt înclinate să folosească mitologia greacă, în care titanii erau numiți fiii lui puternici zeiței pământului Gaia.Această versiune spune ca numele elementului deschis anterior - uraniu.
Fiind în natură
de metale care punct de vedere tehnic sunt de valoare pentru oameni, titan ocupă locul patru în gradul de scoarța terestră.Proporție mare în natură se caracterizează numai fier, magneziu și aluminiu.Cea mai mare observată în conținut de titan de coajă bazalt, un pic mai puțin decât într-un strat de granit.În conținutul de apă de mare de substanță este redus - aproximativ 0,001 mg / l.Element chimic titan este destul de activ, atât de pură nu poate fi găsit.In cele mai multe cazuri, aceasta este prezentă în structura compușilor cu oxigenul, astfel are o valență de patru.Cantitatea de minerale de titan variază de 63-75 (din diverse surse), în timp ce în stadiul actual al cercetărilor, oamenii de stiinta continua sa descopere noi forme de compusii sai.Pentru utilizare practică, cele mai importante sunt următoarele: minerale
- ilmenit (FeTiO3).
- Rutil (TiO2).
- titanite (CaTiSiO5).
- perovskit (CaTiO3).
- titanomagnetic (FeTiO3 + Fe3O4), și așa mai departe. D.
All minereu cu conținut de titan existent este împărțit în aluvionare și de bază.Acest element este un migrant slab, el poate călători doar în formă de pietre sau mutarea fătare specii de fund de noroi.În biosferei, cea mai mare cantitate de titan conținută în alge.Reprezentanții elementului faunei terestre se acumulează în țesuturile corn, parul.Pentru corpul uman caracterizat prin prezența de titan în splină, glandele suprarenale, placenta, tiroida.Proprietățile fizice
titan - de metal de culoare alb-argintiu cu culoare, arata ca de oțel.La 0 0C are o densitate de 4.517 g / cm3.Substanța are o greutate specifică scăzută, ceea ce este tipic a metalelor alcaline (cadmiu, sodiu, litiu, cesiu).Densitatea de titan ocupă o poziție intermediară între fier și aluminiu, în timp ce performanța sa este mai mare decât cea a ambele elemente.Principalele proprietăți ale metalelor, care sunt luate în considerare la determinarea domeniului de aplicare a acestora, sunt de curgere și duritatea.Titan este mai puternic decât aluminiul 12 de ori, fier si cupru - de 4 ori, în timp ce este mult mai ușor.Ductilitatea substanței pure și limita randament permite prelucrarea la valori de temperatură înaltă și joasă, ca și în cazul altor metale, T. E. prin nituire, forjare, sudura, fier.Caracteristica distinge de titan - conductivitatea foc mic și, prin urmare, aceste proprietăți sunt reținute la temperaturi ridicate de până la 500 0C.Câmpul magnetic este elementul titan paramagnetic, aceasta nu este atras de fier, și nu este ejectat ca cuprul.Performanță foarte mare anti-coroziune în medii dure și influențe mecanice sunt unice.Mai mult de 10 ani de a fi în apa de mare nu sa schimbat aspectul și compoziția plăcilor de titan.Fier în acest caz, ar fi distrus în totalitate prin coroziune.
termodinamic proprietăți de titan
- Densitate (în condiții normale) este 4,54 g / cm3.Numărul
- Atomică - 22.
- Grupa Fier - refractare, ușor.
- masă atomică de titan - 47,0.
- Punct de fierbere (0 ° C) - 3260.
- volum molar cm3 / mol - 10.6.
- punct de topire de titan (0C) - 1668.
- căldură specifică de evaporare (kJ / mol) - 422.6.Rezistivitate electrică
- (la 20 0 C) Ohm * cm * 10'6 - 45.
proprietățile chimice
crescut element de rezistență la coroziune datorită formării pe suprafața filmului de oxid mic.Acesta previne (în condiții normale) reacție chimică cu gaze (oxigen, hidrogen) situate în atmosfera înconjurătoare de elemente, cum ar fi de metal de titan.Proprietatile sale varia sub influența temperaturii.Cu creșterea sa până la 600 0C apar reacții între oxigen, formând astfel un oxid de titan (TiO2).În cazul absorbției gazelor atmosferice se formează compuși fragile care au nici un folos practic pentru acest motiv, sudare și topirea de titan produs în vid.Reacție reversibilă este dizolvarea hidrogenului în metalul, aceasta apare mai activă la temperaturi mai mari (400 0 C și mai sus).Titan, în special particulele fine (o placă subțire sau un fir), este ars într-o atmosferă de azot.Reacția chimică dintre posibilă numai la o temperatură de 700 0C, formând astfel un TiN nitrură.Cu multe metale a forma aliaje cu duritate ridicată de aliere de multe ori elementul.Reacția cu halogeni (crom, brom, iod) se introduc numai în prezența unui catalizator (temperatură înaltă) și subiectul interacțiunilor cu o substanță uscată.Acest lucru produce o aliaje refractare foarte solide.Cu soluții de cele mai multe baze și acizi, de titan sulfuric chimic activ, excepție este concentrată (cu fierbere prelungita), fluorhidric, organic (acidul formic, acidul oxalic) fierbinte.Depozitele
mai frecvente în ilmenit minereu natură - rezervele sale sunt estimate la 800 de milioane de tone.Depozitele de depozite rutil sunt mult mai modeste, dar volumul total - menținând în același timp creșterea producției - ar trebui să ofere omenirii în următorii 120 de ani, un metal cum ar fi titan.Prețul produsului final va depinde de cererea și creșterea tehnologizare, dar pe intervale medii de la 1200 la 1800 ruble. / Kg.Cu îmbunătățirile tehnice continue a redus semnificativ costul tuturor proceselor de producție în upgrade-uri lor în timp util.Cele mai mari rezerve de minereu de titan, China și Rusia au, de asemenea, baza de minerale sunt Japonia, Africa de Sud, Australia, Kazahstan, India, Coreea de Sud, Ucraina, Ceylon.Depozite de diferite volumelor de producție și procentele de minereu de titan, studii geologice continuă în mod constant, ceea ce face posibil să-și asume reduce valoarea de piață a metalului și aplicarea mai larg.Rusia este de departe cel mai mare producător de titan.
Obținerea
pentru producerea de titan este folosit cel mai adesea dioxid său conține o cantitate minimă de impurități.Se obține prin îmbogățire de concentrate ilmenit sau a minereurilor rutil.Electric cuptor tratament termic al minereului apare care este însoțită de formarea de fier și separarea zgurii care conține oxid de titan.Procedeul sulfat sau clorura este utilizat pentru tratamentul fracțiunilor-fier liber.Oxid de titan este o pulbere de culoare gri (a se vedea. Photo).De metal de titan obținut prin faza de procesare.
Prima etapă este procesul de sinterizare și cocs zgură cu vapori de clor expunerea la.Rezultat redus TiCI4 cu magneziu sau sodiu sub temperatura 850 0C.Burete de titan (masă poroasă topit) rezultă dintr-o reacție chimică, purificat, sau topit în lingouri.În funcție de alte utilizări ale aliaj metalic format sau pur (impurități se elimină prin încălzire la 1000 0 C).Pentru producerea de substanțe cu o pondere de 0,01% din impurități utilizate metode iodură.Ea se bazează pe procesul de evaporare de burete de titan pretratate cu halogen, vaporii săi.Aplicații
punct de topire de titan este destul de mare ca luminozitatea de metal este un avantaj inestimabil de folosind-o ca un material structural.Prin urmare, el găsește cea mai mare cerere în industria construcțiilor navale, industria aviatică, fabricarea de rachete, produse chimice.Titan este adesea folosit ca un dopant în diverse aliaje care prezintă caracteristici îmbunătățite de rezistență la căldură și duritate.Rezistența la coroziune și capacitatea de a rezista la cele mai agresive medii face acest metal este indispensabil pentru industria chimică.Titan (aliaje) produs tevi, rezervoare, supape, filtre, utilizate pentru distilarea și transportul acizilor și a altor substanțe active chimic.El a susținut pentru a crea dispozitive care funcționează la performanță ridicată temperatură.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 zonele de greu de descris.Medicina moderna pentru siguranța biologică completă folosește adesea titan de metal.Preț - acesta este singurul factor care influențează este lățimea de aplicare a acestui element.Dreptatea este afirmația că titanul - un material de viitor, care studiaza omenirea intră într-o nouă etapă de dezvoltare.
