večen, skrivnosten, prostor, material prihodnosti - vse te in še mnoge druge epiteta dodeljene različnim virom titana.Zgodovina odkritju te kovine ni trivialno: hkrati preko izbranega elementa v čisti obliki delali več znanstvenike.Proces študij fizikalne in kemijske lastnosti in identifikacija področij njene uporabe se še danes ni končana.Titanium - kovina prihodnosti, njeno mesto v človeškem življenju še ni popolnoma definiran, kar sodobni raziskovalci, veliko možnosti za ustvarjalnost in raziskave.
Feature
kemijski titanov element (Titan), ki je imenovan v periodnem sistemu simbol Mendelejev Ti.Nahaja se v stranskem podskupini skupine IV četrto obdobje in ima serijsko številko 22. preprosta snov iz titana - kovinska barva belo-srebrna, svetlo in trajen.Elektronska konfiguracija atoma ima naslednjo strukturo: 22) 2) 8) 10) 2, 1S22S22P63S23P63d24S2.Zato titanov ima več možnih oksidacijska stanja 2, 3, 4, v najbolj stabilnih spojinah so ji tetravalentna.
Titanium - zlitine ali kovinska?
Vprašanje pomena za mnoge.Leta 1910 je ameriški kemik Hunter prvi čisti titan.Metal je vseboval le 1% nečistoč, vendar je znesek zanemarljiv, in se je izkazalo, je bilo nemogoče, da nadalje preuči njegove lastnosti.Od razteznosti tega materiala smo dosegli tolkopod visokih temperaturah, pri normalnih pogojih (sobna temperatura), je bil vzorec prešibka.V bistvu se ta postavka ne zanima znanstveniki, saj so možnosti za njegovo uporabo je zdelo preveč nejasen.Kompleksnost pridobitev in nadaljnjo preiskavo zmanjšati potencial njene uporabe.Šele leta 1925, kemiki iz nizozemska J. de Boer in A. van Arkel prejeli titanov kovina, lastnosti, ki so pritegnila pozornost inženirji in oblikovalci po vsem svetu.Zgodovina proučevanje tega elementa se začne z 1790, v tem času, vzporedno, neodvisno drug od drugega, sta znanstveniki odprt titana kot element.Vsak od njih prejme spojine (oksid) sredstvo, v nasprotnem primeru za identifikacijo kovine v najčistejši obliki.Titanium se šteje, da je odkril angleški menih mineralog William Gregor.Na območju njegove župnije, ki se nahaja v jugozahodnem delu Anglije, mlad znanstvenik začel študirati črn pesek dolino Menakena.Rezultati poskusov z izbiro magneta je briljantno zrna, ki je spojina titana.Hkrati nemški kemik Martin Heinrich Klaproth identificirati nove snovi iz mineralne rutil.Leta 1797, se je izkazalo tudi, da so odprte vzporedni elementi podobna.Titanov dioksid več kot stoletje, je skrivnost za mnoge kemikov za pridobivanje čiste kovine ni bilo mogoče niti Berzelius.Najnovejše tehnologije XX stoletja močno pospešila proces preučevanja omenjeni element in opredelil začetne področja njegove uporabe.Hkrati razširitev obsega časa.Omejiti obseg njene zahtevnosti postopka, lahko proizvajajo samo snov kot čistega titana.Cena kovinskih zlitin in dovolj visoka, tako da je danes on ne more izpodriniti tradicionalni železa in aluminija.
izvor imena
Menakin - prvo ime titana, ki je bil v uporabi do leta 1795.To pomeni, da v krajevni pristojnosti, ki se imenuje nov element W. Gregory.Martin Klaproth dodeli element je leta 1797 ime "Titan".Ob njegovih francoskih kolegov, ki jih precej vplivnih kemik AL Lavoisier vodstvom ponujajo, da pokličete na novo odkrili snov, v skladu z njihovimi osnovnimi lastnostmi.Nemški znanstvenik se ni strinjal s tem pristopom, je upravičeno verjel, da je faza odkritje zelo težko določiti vse lastnosti značilne za snov in se odraža v naslovu.Vendar pa moramo priznati, da je uporabnik izbran Klaproth izraz je popolnoma v skladu s kovino - to je že večkrat poudaril, sodobnih znanstvenikov.Obstajata dve glavni teorije ime Titan.Metal se lahko določi v čast vilinska kraljica Titanija (Character germanski mitologiji).To ime simbolizira tako lahkotnost in trpežnost zadevo.Večina znanstvenikov so nagnjeni k uporabi grško mitologijo, v kateri so bile Titans imenovano sinove mogočni ozemljitvene boginje Gaia.Ta različica pravi, da ime prej odprtega elementa - urana.
Biti v naravi
kovin, ki tehnično so pomembne za ljudi, titan zaseda četrto mesto v obsegu zemeljske skorje.Velik delež v naravi značilna le železa, magnezija in aluminija.Največji opazili pri vsebnosti titana bazalt lupine, malo manj kot njim v plast granita.Vsebnosti morsko vodo snovi je nizka - približno 0,001 mg / l.Kemijski element titanov je zelo aktivna, tako čista, da ni mogoče najti.V večini primerov je prisotna v spojinah s kisikom, s čimer ima valenco štiri.Znesek titana mineralov giblje 63-75 (iz različnih virov), medtem ko je na sedanji stopnji raziskav, znanstveniki še vedno odkrivajo nove oblike njegovih spojin.Za praktično uporabo, so najpomembnejši naslednji minerali:
- ilmenitu (FeTiO3).
- Rutil (TiO2).
- titanit (CaTiSiO5).
- Perovskitna (CaTiO3).
- Titanomagnetite (FeTiO3 + Fe3O4) in tako naprej. D.
vse obstoječe rude, ki vsebuje titan je razdeljen na aluvialni in osnovno.Ta element je šibek migrant, lahko potujejo le v obliki kamnov ali premikanjem telijo blatno dno vrst.V biosferi, največja količina titana vsebuje alg.Predstavniki kopensko favno element kopiči v tkivih rogov, dlake.Za človeško telo označen s prisotnostjo titana v vranici, nadledvične žleze, placente, ščitnice.
fizikalne lastnosti
Titanium - obarvana kovina srebrno-bele barve, izgleda kot jeklo.Na 0 ima 0C gostoto 4,517 g / cm3.Snov ima nizko specifično težo, ki je značilna za alkalnih kovin (kadmij, natrij, litij, cezija).Gostota titanov zavzema vmesni položaj med železom in aluminija, medtem ko je izvedba višja od obeh elementov.Glavne lastnosti kovin, ki se upoštevajo pri določanju obsega njihove uporabe, so tečenja in trdnost.Titanium je močnejši od aluminija 12-krat, železa in bakra - 4-krat, medtem ko je veliko lažje.Od razteznosti čisto snov in njene meje elastičnosti dovoli obdelavo pri visokih in nizkih vrednostih temperature, kot v primeru drugih kovin, t. E. Z kovičenje, kovanje, varjenje, valjanje.Registracijska značilnost titana - nizka toplotna prevodnost, in zato so te lastnosti obdrži pri povišanih temperaturah do 500 0C.Magnetno polje se paramagnetne titanov element, da se ne privlači kot železo, in ni izvržen kot baker.Zelo visoka zmogljivost protikorozijska v težkih okoljih in mehanskimi vplivi so edinstveni.Več kot 10 let pa v morski vodi ni spremenila videz in sestavo titanovih plošč.Železa v tem primeru bi bila popolnoma uniči koroziji.
termodinamske lastnosti titanovega
- Gostota (pri normalnih pogojih) je 4,54 g / cm3.
- atomsko število - 22.
- Skupina Kovine - ognjevzdržnih, enostavno.
- atomska masa titana - 47.0.
- Vrelišče (0C) - 3260.
- molska prostornina cm3 / mol - 10.6.
- tališče titana (0C) - 1668.
- Specifična toplota uparjanja (kJ / mol) - 422,6.
- električna upornost (pri 20 0 C) Ohm * cm * 10-6 - 45.
kemijske lastnosti
poveča odpornost na korozijo element zaradi oblikovanja na površini tankega oksida filma.To preprečuje, da bi (v normalnih pogojih) kemijsko reakcijo s plini (kisik, vodik), ki se nahajajo v okoliško atmosfero takih elementov, kot so titan kovine.Njegove lastnosti razlikujejo pod vplivom temperature.Ker je povečanje do 600 0C pride do reakcije med kisikom, pri čemer se tvori titanov oksid (TiO2).Pri absorpciji atmosferskimi plini nastajajo krhke spojine, ki imajo praktično uporabo tega razloga varjenje in taljenje titana, proizvedenega v vakuumu.Reverzibilna reakcija je raztapljanje vodikom kovine, se pojavi bolj aktiven pri višjih temperaturah (400 0 C in več).Titan, zlasti drobni delci (tanke plošče ali žice), se sežge v atmosferi dušika.Kemična reakcija med možna samo pri temperaturi 700 0C, pri čemer se tvori nitrida kositra.V mnogih kovine tvorita visoke trdote zlitine pogosto legirni element.Reakcijo s halogeni (krom, brom, jod) vstopi le v prisotnosti katalizatorja (visoka temperatura) in pod interakcije s suho snovjo.To povzroči zelo trdne, odporne zlitine.Z raztopinami večini bazami in kislinami, titanov kemično aktivni, se izjema koncentrirano žveplovo (s podaljšanim vreliščem), fluorovodikova, vroče Organsko (mravljinčno kislino, oksalno kislino).
depoziti
v naravi najpogostejša ilmenita rude - njene rezerve so ocenjene na 800 milijonov ton.Depoziti rutila depoziti so veliko bolj skromna, vendar je skupna prostornina - hkrati pa ohranja rast proizvodnje - morala zagotoviti človeštvo v naslednjih 120 letih, kovine, kot so titana.Cena končnega produkta, bo odvisno od povpraševanja in večje izdelovalnost, vendar v povprečju znaša od 1200 do 1800 rubljev. / Kg.Z nenehnimi tehničnimi izboljšavami občutno zmanjšali stroške vseh proizvodnih procesih v svojih pravočasne nadgradnje.Največje rezerve titana rude, Kitajska in Rusija imajo tudi mineralna osnova so Japonska, Južna Afrika, Avstralija, Kazahstan, Indija, Južna Koreja, Ukrajina, Cejlon.Depoziti različnih obsegom proizvodnje in odstotki titanovega rude, geološke raziskave se nadaljujejo ves čas, zaradi česar je mogoče domnevati, zmanjšanje tržne vrednosti kovin in njegovo širšo uporabo.Rusija je daleč največji proizvajalec titana.
Getting
za proizvodnjo titana se najbolj pogosto uporablja svoj dioksida, ki vsebuje minimalno količino nečistoč.To je mogoče doseči z obogatitvijo ilmenitu koncentratov ali rutila rud.Električni peči toplotna obdelava rude pojavi, ki spremljajo tvorbi železa in ločevanja žlindre, ki vsebuje titanov oksid.Sulfat ali klorid metoda se uporablja za zdravljenje frakcij železa bolezni.Titanov oksid je siv prah (gl. Fotografijo).Titanov kovine pridobljeni s fazi obdelave.
Prva faza je proces sintranja in koksa žlindre z izpostavljenostjo klorovih hlapov.Nastalo zmanjša TiCI4 z magnezijem ali natrija pod temperaturi 850 0C.Titanov goba (poroznega taljenega masa), ki izhajajo iz kemijske reakcije, prečiščena ali pretopiti v ingote.Odvisno od nadaljnje uporabe tvori kovinsko zlitino ali čistega (nečistoče odstranimo s segrevanjem do 1000 0 ° C).Za proizvodnjo snovi z deležem 0,01% nečistoč uporabljenih jodida metodo.Temelji na procesu uparjanja titanovega gobo, predhodno zdravljene s halogenom, njeno paro.
Aplikacije
tališče titana je dovolj visoka, da je lahkotnost kovine neprecenljivo prednost, da jo uporabljajo kot strukturni material.Zato se mu zdi najbolj uporabo v ladjedelništvu, letalsko industrijo, proizvodnjo raket, kemične proizvodnje.Titanov se pogosto uporablja kot dopantom v različnih zlitin, ki kažejo izboljšane lastnosti toplotne odpornosti in trdnosti.Visoka odpornost proti koroziji in odpornost na najbolj agresivnih okoljih bo ta kovina je nujno potreben za kemično industrijo.Titanove (zlitine) proizvaja cevi, cisterne, ventili, filtri, ki se uporabljajo za destilacijo in prevoz kislin in drugih kemično aktivnih snovi.Trdil je, da ustvarite naprav, ki delujejo pri povišani uspešnosti temperature.Titanovega spojine uporabljajo za izdelavo trajnih orodij za rezanje, barve, plastika in papir, kirurški instrumenti, vsadki, nakit, dekorativni materiali, ki se uporabljajo v živilski industriji.Vsa območja težko opisati.Sodobna medicina za celoten biološki varnosti pogosto uporablja kovinskega titana.Cena - to je edini dejavnik, ki vpliva je širina uporabe tega elementa.Pravosodje je trditev, da je titanov - material prihodnosti, ki študira človeštvo vstopa v novo fazo razvoja.
