Klasat dhe përbërja kimike e titanit. Titan - metal

PËRKUFIZIM

Titanium që ndodhet në periudhën e katërt të grupit IV të nëngrupit dytësor (B) të tabelës periodike. Emërtimi – Ti. Në formën e tij të thjeshtë, titani është një metal i bardhë argjendi.

I referohet metaleve të lehta. Refraktore. Dendësia - 4,50 g/cm3. Pikat e shkrirjes dhe të vlimit janë përkatësisht 1668 o C dhe 3330 o C.

Titani është rezistent ndaj korrozionit në ajër në temperatura të zakonshme, gjë që shpjegohet me praninë e një filmi mbrojtës të përbërjes TiO 2 në sipërfaqen e tij. Kimikisht i qëndrueshëm në shumë mjedise agresive (tretësira e sulfateve, klorureve, ujit të detit, etj.).

Gjendja e oksidimit të titanit në përbërje

Titani mund të ekzistojë në formën e një substance të thjeshtë - një metal, dhe gjendja e oksidimit të metaleve në gjendjen elementare është e barabartë me zero, meqenëse shpërndarja e densitetit të elektroneve në to është e njëtrajtshme.

Në përbërjet e tij, titani është i aftë të shfaqë gjendje oksidimi (+2) (Ti +2 H 2, Ti +2 O, Ti +2 (OH) 2, Ti +2 F 2, Ti +2 Cl 2, Ti +2 Br 2), (+3) (Ti +3 2 O 3, Ti +3 (OH) 3, Ti +3 F 3, Ti +3 Cl 3, Ti +3 2 S 3) dhe (+4) (Ti +4 F 4, Ti +4 H 4, Ti +4 Cl 4, Ti +4 Br 4).

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

Ushtrimi	Azoti shfaq valencë III dhe gjendje oksidimi (-3) në përbërjen: a) N 2 H 4 ; b) NH 3; c) NH4Cl; d) N 2 O 5
Zgjidhje	Për t'i dhënë përgjigjen e saktë pyetjes së parashtruar, ne do të përcaktojmë në mënyrë alternative valencën dhe gjendjen e oksidimit të azotit në përbërjet e propozuara. a) valenca e hidrogjenit është gjithmonë e barabartë me I. Numri i përgjithshëm i njësive të valencës së hidrogjenit është i barabartë me 4 (1 × 4 = 4). Le ta ndajmë vlerën e fituar me numrin e atomeve të azotit në molekulë: 4/2 = 2, pra, valenca e azotit është II. Ky opsion i përgjigjes është i pasaktë. b) valenca e hidrogjenit është gjithmonë e barabartë me I. Numri i përgjithshëm i njësive të valencës së hidrogjenit është i barabartë me 3 (1 × 3 = 3). Le ta ndajmë vlerën e fituar me numrin e atomeve të azotit në molekulë: 3/1 = 2, pra, valenca e azotit është III. Shkalla e oksidimit të azotit në amoniak është (-3): Kjo është përgjigja e saktë.
Përgjigju	Opsioni (b).

SHEMBULL 2

Ushtrimi	Klori ka të njëjtën gjendje oksidimi në secilin nga dy përbërësit: a) FeCl3 dhe Cl2O5; b) KClO 3 dhe Cl 2 O 5; c) NaCl dhe HClO; d) KClO 2 dhe CaCl 2.
Zgjidhje	Për t'i dhënë përgjigjen e saktë pyetjes së parashtruar, ne do të përcaktojmë në mënyrë alternative gjendjen e oksidimit të klorit në çdo çift të përbërjeve të propozuara. a) Gjendja e oksidimit të hekurit është (+3), dhe ajo e oksigjenit është (-2). Le të marrim vlerën e gjendjes së oksidimit të klorit si "x" dhe "y" në klorurin e hekurit (III) dhe oksidin e klorit, përkatësisht: y ×2 + (-2) × 5 = 0; Përgjigja është e pasaktë. b) Gjendjet e oksidimit të kaliumit dhe oksigjenit janë përkatësisht (+1) dhe (-2). Le të marrim vlerën e gjendjes së oksidimit të klorit si "x" dhe "y" në përbërjet e propozuara: 1 + x + (-2)×3 = 0; y ×2 + (-2) × 5 = 0; Përgjigja është e saktë.
Përgjigju	Opsioni (b).

Zbulimi i TiO 2 u bë pothuajse njëkohësisht dhe në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri nga anglezi W. Gregor dhe kimisti gjerman M. G. Klaproth. W. Gregor, duke studiuar përbërjen e rërës me ngjyra magnetike (Creed, Cornwall, Angli, 1789), izoloi një "tokë" (oksid) të ri të një metali të panjohur, të cilin ai e quajti menaken. Në 1795, kimisti gjerman Klaproth zbuloi një element të ri në mineralin rutile dhe e quajti atë titan; më vonë ai vërtetoi se rutili dhe toka menaken janë okside të të njëjtit element. Mostra e parë e metalit të titanit u mor në 1825 nga J. Ya. Berzelius. Një mostër e pastër e Ti u mor nga holandezët A. van Arkel dhe I. de Boer në 1925 nga dekompozimi termik i avullit të jodurit të titanit TiI 4

Vetitë fizike:

Titani është një metal i lehtë argjendi-bardhë. Plastike, e saldueshme në një atmosferë inerte.
Ka një viskozitet të lartë dhe gjatë përpunimit është i prirur për t'u ngjitur në mjetin prerës dhe për këtë arsye kërkon aplikimin e veshjeve speciale në vegël dhe lubrifikantë të ndryshëm.

Karakteristikat kimike:

Në temperatura të zakonshme, ai mbulohet me një film pasivues mbrojtës të oksidit dhe është rezistent ndaj korrozionit, por kur grimcohet në pluhur digjet në ajër. Pluhuri i titanit mund të shpërthejë (pika e ndezjes 400°C). Kur nxehet në ajër në 1200°C, titani digjet me formimin e fazave okside me përbërje të ndryshueshme TiOx.
Titani është rezistent ndaj solucioneve të holluara të shumë acideve dhe alkaleve (përveç HF, H 3 PO 4 dhe H 2 SO 4 të përqendruar), megjithatë, ai reagon lehtësisht edhe me acide të dobëta në prani të agjentëve kompleksues, për shembull, me acidin hidrofluorik HF formon një anion kompleks 2-.
Kur nxehet, titani ndërvepron me halogjenet. Me azot mbi 400°C, titani formon nitridin TiN x (x=0.58-1.00). Kur titani ndërvepron me karbonin, formohet karbidi i titanit TiC x (x=0.49-1.00).
Titani thith hidrogjenin, duke formuar komponime me përbërje të ndryshueshme TiHx. Kur nxehen, këto hidride dekompozohen, duke lëshuar H2.
Titani formon lidhje me shumë metale.
Në komponimet, titani shfaq gjendje oksidimi +2, +3 dhe +4. Gjendja më e qëndrueshme e oksidimit është +4.

Lidhjet më të rëndësishme:

Dioksid titaniumi, TiO 2 . Pluhur i bardhë, i verdhë kur nxehet, dendësia 3,9-4,25 g/cm 3 . Amfoterike. Në H 2 SO 4 të koncentruar tretet vetëm me ngrohje të zgjatur. Kur shkrihet me sodë Na 2 CO 3 ose potas K 2 CO 3, oksidi TiO 2 formon titanate:
TiO 2 + K 2 CO 3 = K 2 TiO 3 + CO 2
Hidroksidi i titanit (IV)., TiO(OH) 2 *xH 2 O, precipitohet nga tretësirat e kripërave të titanit, duke e kalcinuar me kujdes fitohet oksid TiO 2. Hidroksidi i titanit (IV) është amfoterik.
Tetraklorur titani, TiCl 4 , në kushte normale, është një lëng i verdhë që tymos fort në ajër, gjë që shpjegohet me hidrolizën e fortë të TiCl 4 nga avujt e ujit dhe formimin e pikave të vogla të HCl dhe një suspension të hidroksidit të titanit. Uji i vluar hidrolizohet në acid titanik(??). Kloruri i titanit (IV) karakterizohet nga formimi i produkteve shtesë, për shembull TiCl 4 *6NH 3, TiCl 4 *8NH 3, TiCl 4 *PCl 3, etj. Kur kloruri i titanit (IV) tretet në HCl, formohet acidi kompleks H2, i cili është i panjohur në gjendje të lirë; kripërat e tij Me 2 kristalizohen mirë dhe janë të qëndrueshme në ajër.
Nga reduktimi i TiCl 4 me hidrogjen, alumin, silic dhe agjentë të tjerë të fortë reduktues, fitohen triklorur titani dhe diklorur TiCl 3 dhe TiCl 2 - substanca të ngurta me veti të forta reduktuese.
Nitridi i titanit- përfaqëson fazën intersticiale me një rajon të gjerë homogjeniteti, kristale me një rrjetë kub të përqendruar në fytyrë. Përgatitja - nitrimi i titanit në 1200 °C ose metoda të tjera. Përdoret si një material rezistent ndaj nxehtësisë për të krijuar veshje rezistente ndaj konsumit.

Aplikacion:

Në formën e lidhjeve. Metali përdoret në industrinë kimike (reaktorë, tubacione, pompa), lidhje të lehta dhe osteoproteza. Është materiali më i rëndësishëm strukturor në aeroplanët, raketat dhe ndërtimin e anijeve.
Titani është një aditiv aliazh në disa lloje çeliku.
Nitinol (nikel-titan) është një aliazh me memorie të formës, i përdorur në mjekësi dhe teknologji.
Aluminidet e titanit janë shumë rezistente ndaj oksidimit dhe rezistent ndaj nxehtësisë, gjë që përcaktoi përdorimin e tyre në aviacionin dhe prodhimin e automobilave si materiale strukturore.
Në formën e lidhjeve Dioksidi i bardhë i titanit përdoret në bojëra (për shembull, titan i bardhë), si dhe në prodhimin e letrës dhe plastikës. Aditiv ushqimor E171.
Komponimet organo-titanium (p.sh. tetrabutoksititani) përdoren si katalizator dhe ngurtësues në industrinë kimike dhe të bojës dhe llakut.
Përbërjet inorganike të titanit përdoren në industrinë kimike të elektronikës dhe tekstil me fije qelqi si aditivë.

Matigorov A.V.
Universiteti Shtetëror HF Tyumen

E përjetshme, misterioze, kozmike - të gjitha këto dhe shumë epitete të tjera i janë caktuar titanit në burime të ndryshme. Historia e zbulimit të këtij metali nuk ishte e parëndësishme: disa shkencëtarë punuan njëkohësisht për izolimin e elementit në formën e tij të pastër. Procesi i studimit të vetive fizike, kimike dhe përcaktimit të fushave të zbatimit të tij sot. Titani është metali i së ardhmes; vendi i tij në jetën e njeriut ende nuk është përcaktuar përfundimisht, gjë që u jep studiuesve modernë hapësirë ​​të madhe për kreativitet dhe kërkime shkencore.

Karakteristike

Elementi kimik është caktuar në tabelën periodike të D.I. Mendeleev me simbolin Ti. Ndodhet në një nëngrup dytësor të grupit IV të periudhës së katërt dhe ka një numër serie 22. Titani është një metal i bardhë-argjendi, i lehtë dhe i qëndrueshëm. Konfigurimi elektronik i atomit ka strukturën e mëposhtme: +22)2)8)10)2, 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 2 4S 2. Prandaj, titani ka disa gjendje të mundshme oksidimi: 2, 3, 4; në përbërjet më të qëndrueshme është tetravalent.

Titani - aliazh apo metal?

Kjo pyetje u intereson shumë njerëzve. Në vitin 1910, kimisti amerikan Hunter mori për herë të parë titan të pastër. Metali përmbante vetëm 1% papastërti, por sasia e tij rezultoi e papërfillshme dhe nuk bëri të mundur studimin e mëtejshëm të vetive të tij. Plasticiteti i substancës që rezulton u arrit vetëm nën ndikimin e temperaturave të larta; në kushte normale (temperatura e dhomës), mostra ishte shumë e brishtë. Në fakt, shkencëtarët nuk ishin të interesuar për këtë element, pasi perspektivat për përdorimin e tij dukeshin shumë të pasigurta. Vështirësia në marrjen dhe kërkimin e ka ulur më tej potencialin e tij për përdorim. Vetëm në vitin 1925, kimistët nga Holanda I. de Boer dhe A. Van Arkel morën metal titan, vetitë e të cilit tërhoqën vëmendjen e inxhinierëve dhe projektuesve në mbarë botën. Historia e studimit të këtij elementi fillon në 1790, ishte në këtë kohë që, paralelisht, në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri, dy shkencëtarë zbuluan titanin si një element kimik. Secili prej tyre merr një përbërës (oksid) të substancës, i paaftë për të izoluar metalin në formën e tij të pastër. Zbuluesi i titanit konsiderohet të jetë murgu mineralog anglez William Gregor. Në territorin e famullisë së tij, që ndodhet në pjesën jugperëndimore të Anglisë, shkencëtari i ri filloi të studionte rërën e zezë të Luginës Menacan. Rezultati ishte lëshimi i kokrrave me shkëlqim, të cilat ishin një përbërje titani. Në të njëjtën kohë, në Gjermani, kimisti Martin Heinrich Klaproth izoloi një substancë të re nga minerali rutile. Në 1797, ai vërtetoi gjithashtu se elementët e hapur paralelisht janë të ngjashëm. Dioksidi i titanit ka qenë një mister për shumë kimistë për më shumë se një shekull; edhe Berzelius nuk ishte në gjendje të merrte metal të pastër. Teknologjitë më të fundit të shekullit të 20-të kanë përshpejtuar ndjeshëm procesin e studimit të këtij elementi dhe kanë përcaktuar drejtimet fillestare të përdorimit të tij. Në të njëjtën kohë, fusha e aplikimit po zgjerohet vazhdimisht. Shtrirja e tij mund të kufizohet vetëm nga kompleksiteti i procesit të marrjes së një substance të tillë si titani i pastër. Çmimi i lidhjeve dhe metalit është mjaft i lartë, kështu që sot ai nuk mund të zëvendësojë hekurin dhe aluminin tradicional.

origjina e emrit

Menakin ishte emri i parë për titan, i cili u përdor deri në 1795. Pikërisht kështu e quajti W. Gregor elementi i ri, bazuar në përkatësinë e tij territoriale. Martin Klaproth i caktoi elementit emrin "titanium" në 1797. Në këtë kohë, kolegët e tij francezë, të udhëhequr nga kimisti mjaft autoritar A.L. Lavoisier, propozuan emërtimin e substancave të reja të zbuluara në përputhje me vetitë e tyre themelore. Shkencëtari gjerman nuk ishte dakord me këtë qasje; ai besonte mjaft arsyeshëm se në fazën e zbulimit është mjaft e vështirë të përcaktohen të gjitha karakteristikat e qenësishme të një substance dhe t'i pasqyrojnë ato në emër. Sidoqoftë, duhet pranuar se termi i zgjedhur në mënyrë intuitive nga Klaproth korrespondon plotësisht me metalin - kjo është theksuar vazhdimisht nga shkencëtarët modernë. Ekzistojnë dy teori kryesore për origjinën e emrit titanium. Metali mund të ishte caktuar në këtë mënyrë për nder të mbretëreshës së kukudhëve Titania (një personazh nga mitologjia gjermane). Ky emër simbolizon lehtësinë dhe forcën e substancës. Shumica e shkencëtarëve janë të prirur të përdorin versionin e mitologjisë së lashtë greke, në të cilën djemtë e fuqishëm të perëndeshës së tokës Gaia quheshin titanë. Ky version mbështetet edhe nga emri i elementit të zbuluar më parë - uraniumi.

Të qenit në natyrë

Nga metalet që janë teknikisht të vlefshëm për njerëzit, titani renditet i katërti për sa i përket bollëkut në koren e tokës. Vetëm hekuri, magnezi dhe alumini kanë përqindje të lartë në natyrë. Përmbajtja më e lartë e titanit u vu re në guaskën e bazaltit, pak më pak në shtresën e granitit. Në ujin e detit përmbajtja e kësaj substance është e ulët - afërsisht 0,001 mg/l. Elementi kimik titan është mjaft aktiv, kështu që është e pamundur ta gjesh atë në formën e tij të pastër. Më shpesh është i pranishëm në përbërjet me oksigjen dhe ka një valencë prej katër. Numri i mineraleve që përmbajnë titan varion nga 63 në 75 (në burime të ndryshme), ndërsa në fazën e tanishme të kërkimit, shkencëtarët vazhdojnë të zbulojnë forma të reja të përbërjeve të tij. Për përdorim praktik, mineralet e mëposhtme kanë rëndësi më të madhe:

1. Ilmenite (FeTiO 3).
2. Rutile (TiO 2).
3. Titanite (CaTiSiO 5).
4. Perovskite (CaTiO 3).
5. Magnetit titani (FeTiO 3 + Fe 3 O 4), etj.

Të gjitha xehet ekzistuese që përmbajnë titan ndahen në xehe placer dhe bazë. Ky element është një migrant i dobët; ai mund të udhëtojë vetëm në formën e gurëve të thyer ose lëvizjes së shkëmbinjve të poshtëm të baltë. Në biosferë, sasia më e madhe e titanit gjendet në algat. Në përfaqësuesit e faunës tokësore, elementi grumbullohet në indet dhe flokët me brirë. Trupi i njeriut karakterizohet nga prania e titanit në shpretkë, gjëndrat mbiveshkore, placentë dhe gjëndrën tiroide.

Vetitë fizike

Titani është një metal me ngjyra me ngjyrë të bardhë argjendi që i ngjan çelikut në pamje. Në një temperaturë prej 0 0 C dendësia e tij është 4,517 g/cm 3 . Substanca ka një peshë specifike të ulët, e cila është tipike për metalet alkaline (kadmium, natrium, litium, cezium). Për sa i përket densitetit, titani zë një pozicion të ndërmjetëm midis hekurit dhe aluminit, ndërsa karakteristikat e tij të performancës janë më të larta se ato të të dy elementëve. Vetitë kryesore të metaleve që merren parasysh gjatë përcaktimit të fushës së zbatimit të tyre janë fortësia. Titani është 12 herë më i fortë se alumini, 4 herë më i fortë se hekuri dhe bakri, por është shumë më i lehtë. Plasticiteti i tij dhe forca e rendimentit e lejojnë atë të përpunohet në temperatura të ulëta dhe të larta, siç është rasti me metalet e tjera, d.m.th., me anë të thumbave, falsifikimit, saldimit dhe rrotullimit. Një karakteristikë dalluese e titanit është përçueshmëria e tij e ulët termike dhe elektrike, ndërsa këto veti ruhen në temperatura të larta, deri në 500 0 C. Në një fushë magnetike, titani është një element paramagnetik, ai nuk tërhiqet si hekuri dhe nuk shtyhet jashtë. si bakri. Performanca shumë e lartë kundër korrozionit në mjedise agresive dhe nën stres mekanik është unike. Më shumë se 10 vjet ekspozim ndaj ujit të detit nuk ndryshoi pamjen dhe përbërjen e pllakës së titanit. Në këtë rast, hekuri do të shkatërrohej plotësisht nga korrozioni.

Vetitë termodinamike të titanit

1. Dendësia (në kushte normale) është 4,54 g/cm 3 .
2. Numri atomik - 22.
3. Grupi i metaleve - zjarrdurues, i lehtë.
4. Masa atomike e titanit është 47.0.
5. Pika e vlimit (0 C) - 3260.
6. Vëllimi molar cm 3 /mol - 10,6.
7. Pika e shkrirjes së titanit (0 C) është 1668.
8. Nxehtësia specifike e avullimit (kJ/mol) - 422.6.
9. Rezistenca elektrike (në 20 0 C) Ohm*cm*10 -6 - 45.

Vetitë kimike

Rritja e rezistencës ndaj korrozionit të elementit shpjegohet me formimin e një filmi të vogël oksidi në sipërfaqe. Ai parandalon (në kushte normale) gazrat (oksigjen, hidrogjen) që gjenden në atmosferën përreth të një elementi të tillë si metali titani. Vetitë e tij ndryshojnë nën ndikimin e temperaturës. Kur rritet në 600 0 C, ndodh një reaksion me oksigjenin, duke rezultuar në formimin e oksidit të titanit (TiO 2). Me rastin e përthithjes së gazeve atmosferike, formohen komponime të brishta që nuk kanë zbatim praktik, për këtë arsye saldimi dhe shkrirja e titanit kryhet në kushte vakum. Një reagim i kthyeshëm është procesi i shpërbërjes së hidrogjenit në metal; ai ndodh më aktivisht me rritjen e temperaturës (nga 400 0 C dhe më lart). Titani, veçanërisht grimcat e tij të vogla (pllakë e hollë ose tela), digjet në një atmosferë azoti. Reaksioni kimik është i mundur vetëm në një temperaturë prej 700 0 C, duke rezultuar në formimin e nitridit të TiN. Formon lidhje të forta me shumë metale dhe shpesh është një element aliazh. Ai reagon me halogjenet (krom, brom, jod) vetëm në prani të një katalizatori (temperaturë e lartë) dhe i nënshtrohet ndërveprimit me një substancë të thatë. Në këtë rast, formohen lidhje shumë të forta, zjarrduruese. Titani nuk është kimikisht aktiv me tretësirat e shumicës së alkaleve dhe acideve, me përjashtim të acidit sulfurik të koncentruar (me zierje të zgjatur), acidit hidrofluorik dhe acideve organike të nxehtë (acidi formik, acidi oksalik).

Vendi i lindjes

Xherorët e ilmenitit janë më të zakonshmet në natyrë - rezervat e tyre vlerësohen në 800 milion ton. Depozitat e depozitave të rutilit janë shumë më modeste, por vëllimi i përgjithshëm - duke ruajtur rritjen e prodhimit - duhet t'i sigurojë njerëzimit një metal të tillë si titani për 120 vitet e ardhshme. Çmimi i produktit të përfunduar do të varet nga kërkesa dhe rritja e nivelit të prodhueshmërisë së prodhimit, por mesatarisht varion në intervalin nga 1200 në 1800 rubla/kg. Në kushtet e përmirësimit të vazhdueshëm teknik, kostoja e të gjitha proceseve të prodhimit zvogëlohet ndjeshëm me modernizimin e tyre në kohë. Kina dhe Rusia kanë rezervat më të mëdha; Japonia, Afrika e Jugut, Australia, Kazakistani, India, Koreja e Jugut, Ukraina dhe Ceiloni gjithashtu kanë baza të burimeve minerale. Depozitat ndryshojnë në vëllimet e prodhimit dhe përqindjen e titanit në xehe; studimet gjeologjike janë në vazhdim, gjë që bën të mundur supozimin e uljes së vlerës së tregut të metalit dhe përdorimit më të gjerë të tij. Rusia është deri tani prodhuesi më i madh i titanit.

Faturë

Për të prodhuar titan, dioksidi i titanit përdoret më shpesh, i cili përmban një sasi minimale të papastërtive. Përftohet nga pasurimi i koncentrateve të ilmenitit ose xeheve të rutilit. Në një furrë me hark elektrik, minerali trajtohet me nxehtësi, i cili shoqërohet me ndarjen e hekurit dhe formimin e skorjes që përmban oksid titani. Metoda e acidit sulfurik ose e klorurit përdoret për të trajtuar fraksionin pa hekur. Oksidi i titanit është një pluhur gri (shih foton). Metali i titanit përftohet nga përpunimi i tij hap pas hapi.

Faza e parë është procesi i shkrirjes së skorjeve me koks dhe ekspozimi ndaj avullit të klorit. TiCl 4 që rezulton reduktohet me magnez ose natrium kur ekspozohet në një temperaturë prej 850 0 C. Sfungjeri i titanit (masa e shkrirë poroze) e marrë si rezultat i një reaksioni kimik pastrohet ose shkrihet në shufra. Në varësi të drejtimit të mëtejshëm të përdorimit, formohet një aliazh ose metal i pastër (papastërtitë hiqen duke u ngrohur në 1000 0 C). Për të prodhuar një substancë me një fraksion papastërtie prej 0.01%, përdoret metoda e jodit. Ai bazohet në procesin e avullimit të avujve të tij nga një sfungjer titani i para-trajtuar me halogjen.

Fushat e aplikimit

Pika e shkrirjes së titanit është mjaft e lartë, e cila, duke pasur parasysh lehtësinë e metalit, është një avantazh i paçmuar i përdorimit të tij si një material strukturor. Prandaj, gjen përdorim më të madh në ndërtimin e anijeve, industrinë e aviacionit, prodhimin e raketave dhe prodhimin kimik. Titani përdoret shpesh si një aditiv aliazh në lidhje të ndryshme që kanë karakteristika të rritura të fortësisë dhe rezistencës ndaj nxehtësisë. Vetitë e larta kundër korrozionit dhe aftësia për t'i bërë ballë mjediseve më agresive e bëjnë këtë metal të domosdoshëm për industrinë kimike. Tubacionet, kontejnerët, valvulat mbyllëse dhe filtrat e përdorur në distilimin dhe transportin e acideve dhe substancave të tjera kimikisht aktive janë bërë nga titani (aliazhet e tij). Është në kërkesë kur krijoni pajisje që funksionojnë në temperatura të ngritura. Përbërjet e titanit përdoren për të bërë mjete prerëse të qëndrueshme, bojëra, plastikë dhe letër, instrumente kirurgjikale, implante, bizhuteri, materiale përfunduese dhe përdoren në industrinë ushqimore. Të gjitha drejtimet janë të vështira për t'u përshkruar. Mjekësia moderne shpesh përdor metal titan për shkak të sigurisë së plotë biologjike. Çmimi është i vetmi faktor që deri tani ndikon në gjerësinë e aplikimit të këtij elementi. Është e drejtë të thuhet se titani është materiali i së ardhmes, duke studiuar të cilin njerëzimi do të kalojë në një fazë të re zhvillimi.

Zirkoni dhe hafniumi formojnë komponime në gjendjen e oksidimit +4; titani është gjithashtu i aftë të formojë komponime në gjendjen e oksidimit +3.

Komponimet me gjendje oksidimi +3. Përbërjet e titanit (III) fitohen nga reduktimi i përbërjeve të titanit (IV). Për shembull:

1200 ºС 650 ºС

2TiO 2 + H 2 ¾ ® Ti 2 O 3 + H 2 O; 2TiCl 4 + H 2 ¾® 2TiCl 3 + 2HCl

Përbërjet e titanit (III) kanë ngjyrë vjollcë. Oksidi i titanit është praktikisht i patretshëm në ujë dhe shfaq veti themelore. Oksid, klorur, kripëra Ti 3+ - agjentë të fortë reduktues:

4Ti +3 Cl 3 + O 2 + 2H 2 O = 4Ti +4 OCl 2 + 4HCl

Për komponimet e titanit (III), reagimet e disproporcionit janë të mundshme:

2Ti +3 Cl 3 (t) ¾® Ti +4 Cl 4 (g) + Ti +2 Cl 2 (t)

Me ngrohje të mëtejshme, kloruri i titanit (II) gjithashtu shpërpjesëtohet:

2Ti +2 Cl 2 (t) = Ti 0 (t) + Ti +4 Cl 4 (g)

Komponimet me gjendje oksidimi +4. Oksidet e titanit (IV), zirkonit (IV) dhe hafniumit (IV) janë substanca refraktare, kimikisht mjaft inerte. Ato shfaqin vetitë e oksideve amfoterike: ato reagojnë ngadalë me acidet gjatë zierjes së zgjatur dhe ndërveprojnë me alkalet gjatë shkrirjes:

TiO2 + 2H2SO4 = Ti(SO4) 2 + 2H2O;

TiO 2 + 2NaOH = Na 2 TiO 3 + H 2 O

Oksidi i titanit TiO 2 përdoret më gjerësisht; përdoret si mbushës në prodhimin e bojrave, gomës dhe plastikës. Oksidi i zirkonit ZrO 2 përdoret për prodhimin e pjatave dhe pllakave zjarrduruese.

Hidroksidet titani(IV), zirkoniumi(IV) dhe hafniumi(IV) janë komponime amorfe me përbërje të ndryshueshme - EO 2 ×nH 2 O. Substancat e sapofituara janë mjaft reaktive dhe treten në acide, hidroksidi i titanit është gjithashtu i tretshëm në alkale. Sedimentet e vjetra janë jashtëzakonisht inerte.

Halidet(kloride, bromide dhe jodide) Ti(IV), Zr(IV) dhe Hf(IV) kanë strukturë molekulare, janë të paqëndrueshme dhe reaktive dhe hidrolizohen lehtësisht. Kur nxehen, jodidet dekompozohen për të formuar metale, të cilat përdoren për të marrë metale me pastërti të lartë. Për shembull:

TiI 4 = Ti + 2I 2

Fluoridet e titanit, zirkonit dhe hafniumit janë polimerikë dhe reaktivë të ulët.

Kripërat elementet e nëngrupit të titanit në gjendje oksidimi +4 janë të pakët në numër dhe hidrolitikisht të paqëndrueshëm. Zakonisht, kur oksidet ose hidroksidet reagojnë me acidet, nuk formohen kripëra të ndërmjetme, por derivate okso- ose hidrokso-. Për shembull:

TiO 2 + 2H 2 SO 4 = TiOSO 4 + H 2 O; Ti(OH) 4 + 2HCl = TiOCl 2 + H 2 O

Janë përshkruar një numër i madh i komplekseve anionike të titanit, zirkonit dhe hafniumit. Më të qëndrueshmet në tretësira dhe që formohen lehtësisht janë komponimet fluori:

EO2 + 6HF = H2 [EF6] + 2H2O; EF 4 + 2KF = K 2 [EF 6 ]

Titani dhe analogët e tij karakterizohen nga komponime koordinuese në të cilat roli i ligandit luhet nga anioni i peroksidit:

E(SO 4) 2 + H 2 O 2 = H 2 [E(O 2) (SO 4) 2 ]

Në këtë rast, tretësirat e përbërjeve të titanit (IV) marrin një ngjyrë të verdhë-portokalli, e cila bën të mundur zbulimin analitik të kationeve të titanit (IV) dhe peroksidit të hidrogjenit.

Hidridet (EN 2), karbitet (ES), nitridet (EN), silicidet (ESi 2) dhe boridet (EV, EV 2) janë komponime me përbërje të ndryshueshme, të ngjashme me metalin. Komponimet binare kanë veti të vlefshme, gjë që u lejon atyre të përdoren në teknologji. Për shembull, një aliazh prej 20% HfC dhe 80% TiC është një nga më zjarrduruesit, m.p. 4400 ºС.

1941 Temperatura e vlimit 3560 Ud. nxehtësia e shkrirjes 18,8 kJ/mol Ud. nxehtësia e avullimit 422,6 kJ/mol Kapaciteti molar i nxehtësisë 25,1 J/(K mol) Vëllimi molar 10,6 cm³/mol Rrjetë kristalore e një lënde të thjeshtë Struktura e rrjetës gjashtëkëndor
e mbushur ngushtë (α-Ti) Parametrat e rrjetës a=2.951 s=4.697 (α-Ti) Qëndrimi c/a 1,587 Debye temperatura 380 Karakteristika të tjera Përçueshmëri termike (300 K) 21,9 W/(m K) Numri CAS 7440-32-6

YouTube enciklopedik

1 / 5

✪ Titanium / Titanium. Kimia është bërë e thjeshtë

✪ Titani - METALI MË I FORTË NË TOKË!

✪ Kimi 57. Element titan. Elementi i merkurit - Akademia e Shkencave Argëtuese

✪ Prodhimi i titanit. Titani është një nga metalet më të fortë në botë!

✪ Iridiumi është metali më i rrallë në Tokë!

Titra

Pershendetje te gjitheve! Alexander Ivanov është me ju dhe ky është projekti "Kimi - e thjeshtë". Dhe tani do të argëtohemi pak me titan! Kështu duken disa gramë titani të pastër, të cilat u morën shumë kohë më parë në Universitetin e Mançesterit, kur ai nuk ishte ende një universitet. Ky mostër është nga i njëjti muze. Ky është minerali kryesor nga i cili titani është nxjerrë duket si. Ky është Rutile. Në total, dihen më shumë se 100 minerale që përmbajnë titan Në vitin 1867, gjithçka që njerëzit dinin për titanin u fut në një libër shkollor në 1 faqe Deri në fillim të shekullit të 20-të, asgjë nuk kishte ndryshuar Në vitin 1791, kimisti dhe mineralologu anglez William Gregor zbuloi një element të ri në mineralin menakinite dhe e quajti atë "menakin" Pak më vonë, në 1795, kimisti gjerman Martin Klaproth zbuloi një element të ri kimik në një mineral tjetër - rutile. Titan mori atë. emri nga Klaproth, i cili e quajti atë për nder të mbretëreshës kukudhësh Titania. Megjithatë, sipas një versioni tjetër, emri i elementit vjen nga titanët, bijtë e fuqishëm të perëndeshës së tokës - Gays Megjithatë, në 1797 doli se Gregor dhe Klaproth zbuluan të njëjtin element kimik. Por emri mbeti i njëjtë me atë të dhënë nga Klaproth. Por as Gregor dhe as Klaproth nuk mundën të merrnin titanin metalik. Ata morën një pluhur kristalor të bardhë, i cili ishte dioksid titani. Për herë të parë metalik titani është marrë nga shkencëtari rus D.K. Kirilov në vitin 1875 Por siç ndodh pa mbulimin e duhur, puna e tij nuk u vu re.Pas kësaj, titani i pastër u përftua nga suedezët L. Nilsson dhe O. Peterson, si dhe francezi Moissan. Dhe vetëm në vitin 1910 kimisti amerikan M. Hunter përmirësoi metodat e mëparshme të marrjes së titanit dhe mori disa gram titan të pastër 99%. Prandaj në shumicën e librave është Hunter ai që tregohet si shkencëtari që mori titan metalik. Askush nuk parashikoi një të ardhme të madhe për titanin, që sa më pak papastërtitë në përbërjen e tij e bënë atë shumë të brishtë dhe të brishtë, gjë që nuk lejonte përpunimin e provës mekanike Prandaj, disa përbërës të titanit gjetën përdorimin e tyre të gjerë më herët se vetë metali Tetrakloridi i titanit u përdor në Luftën e Parë Botërore për të krijuar ekrane tymi në ajër të hapur. tetrakloridi i titanit hidrolizohet duke formuar oksiklorur titani dhe oksid titani Tymi i bardhë që shohim janë grimcat e oksikloridit dhe oksidit të titanit. Fakti që këto janë grimca mund të vërtetohet nëse hedhim disa pika tetraklorur titani në ujë. Tetraklorur titani aktualisht është përdoret për të përftuar titani metalik. Metoda për marrjen e titanit të pastër nuk ka ndryshuar për njëqind vjet. Së pari, dioksidi i titanit shndërrohet në tetraklorur titani duke përdorur klorin, për të cilin folëm më herët. Më pas, duke përdorur terminë e magnezit, nga titani fitohet metali titan. tetrakloridi, i cili formohet ne forme sfungjeri.Ky proces kryhet ne temperaturen 900°C ne retorte celiku. Per shkak te kushteve te renda te reaksionit, per fat te keq nuk kemi mundesi te tregojme kete proces Rezultati është një sfungjer titani, i cili shkrihet në një metal kompakt.Për të përftuar titan ultra të pastër përdorin metodën e rafinimit të jodit, të cilën do ta përshkruajmë në detaje në videon për zirkonin.Siç e keni vënë re tashmë, tetrakloridi i titanit është transparent Lëng pa ngjyrë në kushte normale.Por nëse marrim triklorur titan, atëherë ky është një ngurtë vjollce.Vetëm një atom klori më pak në molekulë dhe tashmë një gjendje tjetër.Trikloruri i titanit është higroskopik. Prandaj, ju mund të punoni me të vetëm në një atmosferë inerte. Triklorur titani tretet mirë në acid klorhidrik. Ky është procesi që po vëzhgoni tani. Në tretësirë ​​formohet një jon kompleks. 3– Unë do t'ju tregoj se çfarë janë jonet komplekse heren tjeter. Ndërkohë, thjesht tmerrohu :) Nëse tretësirës që rezulton i shtoni pak acid nitrik, formohet nitrat titani dhe lirohet një gaz kafe, që është ajo që ne në të vërtetë shohim. Ka një reagim cilësor ndaj joneve të titanit. Le të hedhim peroksid hidrogjeni.Siç mund ta shihni ndodh një reaksion me formimin e një përbërjeje me ngjyrë të ndezur Ky është acidi supratitanik.Në vitin 1908 në SHBA filloi të përdoret dioksidi i titanit për prodhimin e të bardhës, i cili zëvendësoi të bardhën, e cila bazohej në plumb dhe zink.Titani i bardhë tejkalonte shumë cilësinë e plumbit dhe analogëve të zinkut. Gjithashtu, oksidi i titanit u përdor për prodhimin e smaltit, i cili përdorej për veshjet e metalit dhe drurit në ndërtimin e anijeve Aktualisht, dioksidi i titanit përdoret në industrinë ushqimore. si bojë e bardhë - ky është aditiv E171, i cili mund të gjendet në shkopinj gaforre, drithëra mëngjesi, majonezë, çamçakëz, produkte qumështi etj. Dioksidi i titanit përdoret edhe në kozmetikë - është pjesë e kremit mbrojtës nga dielli “All që shkëlqen nuk është flori” - këtë thënie e kemi njohur që në fëmijëri Dhe në lidhje me kishën moderne dhe titanin, funksionon në kuptimin e mirëfilltë Dhe duket se çfarë mund të jetë e përbashkët midis kishës dhe titanit? Ja çfarë: të gjitha kupolat moderne të kishave që shkëlqejnë me ar në fakt nuk kanë asnjë lidhje me arin. Në fakt, të gjitha kupolat janë të veshura me nitrid titani. Stërvitjet e metalit janë gjithashtu të veshura me nitrid titani. Vetëm në vitin 1925 u përftua titan me pastërti të lartë, i cili bëri të mundur studimin e vetive fizike dhe kimike Dhe dolën të ishin fantastike. Doli se titani, duke qenë pothuajse gjysma e peshës së hekurit, është më i fortë në forcë se shumë çeliqe. Gjithashtu, megjithëse titani është një herë e gjysmë më i rëndë se alumini, është gjashtë herë më i fortë se ai dhe ruan forcën e tij deri në 500°C. -për shkak të përçueshmërisë së lartë elektrike dhe jomagneticitetit, titani është me interes të madh në inxhinierinë elektrike. Titani ka rezistencë të lartë ndaj korrozionit. Për shkak të për vetitë e tij, titani është bërë një material për teknologjinë hapësinore. Në Rusi, në Verkhnyaya Salda, ekziston korporata VSMPO-AVISMA, e cila prodhon titan për industrinë globale të hapësirës ajrore. Nga titani Verkhnyaya Salda ata bëjnë Boeing, Airbus, Rolls-Royces , pajisje të ndryshme kimike dhe shumë mbeturina të tjera të shtrenjta.Megjithatë, secili prej jush mund të blejë një lopatë ose levë prej titani të pastër! Dhe nuk është shaka! Dhe kështu reagon pluhuri i imët i titanit me oksigjenin atmosferik. Falë një djegie kaq shumëngjyrëshe, titani ka gjetur aplikim në piroteknikën. Dhe kjo është e gjitha, abonohuni, falni një gisht, mos harroni të mbështesni projektin dhe tregojini miqtë tuaj! Mirupafshim!

Histori

Zbulimi i TiO 2 u bë pothuajse njëkohësisht dhe në mënyrë të pavarur nga një anglez W. Gregor?! dhe kimisti gjerman M. G. Klaproth. W. Gregor, duke studiuar përbërjen e rërës me ngjyra magnetike (Creed, Cornwall, Angli), izoloi një "tokë" (oksid) të ri të një metali të panjohur, të cilin ai e quajti menaken. Në 1795, kimisti gjerman Klaproth zbuloi një element të ri në mineralin rutile dhe e quajti atë titan. Dy vjet më vonë, Klaproth vërtetoi se rutili dhe toka menaken janë okside të të njëjtit element, gjë që shkaktoi emrin "titan" të propozuar nga Klaproth. Dhjetë vjet më vonë, titani u zbulua për herë të tretë. Shkencëtari francez L. Vauquelin zbuloi titanin në anatase dhe vërtetoi se rutili dhe anataza janë okside identike të titanit.

Mostra e parë e titanit metalik u mor në 1825 nga J. Ya. Berzelius. Për shkak të aktivitetit të lartë kimik të titanit dhe vështirësisë së pastrimit të tij, një kampion i pastër Ti u mor nga holandezët A. van Arkel dhe I. de Boer në 1925 nga dekompozimi termik i avullit të jodurit të titanit TiI 4 .

origjina e emrit

Metali mori emrin e tij për nder të titanëve, personazheve nga mitologjia e lashtë greke, fëmijëve të Gaias. Emri i elementit u dha nga Martin Klaproth në përputhje me pikëpamjet e tij mbi nomenklaturën kimike, në krahasim me shkollën franceze të kimisë, ku ata u përpoqën të emërtonin një element nga vetitë e tij kimike. Meqenëse vetë studiuesi gjerman vuri në dukje pamundësinë e përcaktimit të vetive të një elementi të ri vetëm nga oksidi i tij, ai zgjodhi një emër për të nga mitologjia, në analogji me uraniumin që kishte zbuluar më parë.

Të qenit në natyrë

Titani është në vendin e 10-të për nga prevalenca në natyrë. Përmbajtja në koren e tokës është 0,57% në masë, në ujin e detit - 0,001 mg/l. Në shkëmbinjtë ultramafikë 300 g/t, në shkëmbinjtë bazë - 9 kg/t, në shkëmbinjtë acidikë 2,3 kg/t, në argjila dhe rreshpe 4,5 kg/t. Në koren e tokës, titani është pothuajse gjithmonë katërvalent dhe është i pranishëm vetëm në përbërjet e oksigjenit. Nuk gjendet në formë të lirë. Në kushtet e motit dhe reshjeve, titani ka një afinitet gjeokimik me Al 2 O 3 . Ai është i përqendruar në boksitet e kores së motit dhe në sedimentet argjilore detare. Titani transportohet në formën e fragmenteve mekanike të mineraleve dhe në formën e koloideve. Deri në 30% TiO 2 ndaj peshës grumbullohet në disa argjila. Mineralet e titanit janë rezistente ndaj motit dhe formojnë përqendrime të mëdha në vendosës. Janë të njohura më shumë se 100 minerale që përmbajnë titan. Më të rëndësishmit prej tyre janë: rutili TiO 2, ilmeniti FeTiO 3, titanomagnetiti FeTiO 3 + Fe 3 O 4, perovskiti CaTiO 3, titaniti CaTiSiO 5. Ekzistojnë xeherore primare të titanit - ilmenit-titanomagnetit dhe minerale placer - rutile-ilmenite-zirkon.

Vendi i lindjes

Depozitat e titanit ndodhen në Afrikën e Jugut, Rusi, Ukrainë, Kinë, Japoni, Australi, Indi, Ceilon, Brazil, Korenë e Jugut dhe Kazakistan. Në vendet e CIS, vendet kryesore në rezervat e eksploruara të xeheve të titanit janë të zëna nga Federata Ruse (58.5%) dhe Ukraina (40.2%). Depozita më e madhe në Rusi është Yaregskoye.

Rezervat dhe prodhimi

Që nga viti 2002, 90% e titanit të minuar u përdor për të prodhuar dioksid titani TiO2. Prodhimi botëror i dioksidit të titanit ishte 4.5 milion ton në vit. Rezervat e konfirmuara të dioksidit të titanit (me përjashtim të Rusisë) janë rreth 800 milion ton. Që nga viti 2006, sipas Shërbimit Gjeologjik të SHBA-së, për sa i përket dioksidit të titanit dhe pa Rusinë, rezervat e xeheve të ilmenitit arrijnë në 603-673 milion ton, dhe xeheroret rutil - 49. 7-52,7 milion ton. Kështu, me ritmin aktual të prodhimit, rezervat e vërtetuara të titanit në botë (me përjashtim të Rusisë) do të zgjasin për më shumë se 150 vjet.

Rusia ka rezervat e dyta më të mëdha të titanit në botë, pas Kinës. Baza e burimeve minerale të titanit në Rusi përbëhet nga 20 depozita (nga të cilat 11 janë parësore dhe 9 aluviale), të shpërndara në mënyrë të barabartë në të gjithë vendin. Më i madhi nga depozitat e eksploruara (Yaregskoye) ndodhet 25 km nga qyteti i Ukhta (Republika Komi). Rezervat e depozitës vlerësohen në 2 miliardë tonë xehe me një përmbajtje mesatare të dioksidit të titanit prej rreth 10%.

Prodhuesi më i madh në botë i titanit është kompania ruse VSMPO-AVISMA.

Faturë

Si rregull, materiali fillestar për prodhimin e titanit dhe përbërjeve të tij është dioksidi i titanit me një sasi relativisht të vogël papastërtish. Në veçanti, mund të jetë një koncentrat rutil i marrë nga pasurimi i xeheve të titanit. Sidoqoftë, rezervat e rutilit në botë janë shumë të kufizuara, dhe më shpesh përdoret i ashtuquajturi rutil sintetik ose skorje titanium, e marrë nga përpunimi i koncentrateve të ilmenitit. Për të marrë skorje titani, koncentrati i ilmenitit zvogëlohet në një furrë me hark elektrik, ndërsa hekuri ndahet në fazën metalike (gize), dhe oksidet dhe papastërtitë e pa-reduktuara të titanit formojnë fazën e skorjes. Skorja e pasur përpunohet duke përdorur metodën e klorurit ose acidit sulfurik.

Koncentrati i mineralit të titanit i nënshtrohet acidit sulfurik ose përpunimit pirometalurgjik. Produkti i trajtimit me acid sulfurik është pluhuri i dioksidit të titanit TiO 2. Duke përdorur metodën pirometalurgjike, minerali shkrihet me koks dhe trajtohet me klor, duke prodhuar avull tetraklorur titani TiCl 4:

T i O 2 + 2 C + 2 C l 2 → T i C l 4 + 2 C O (\displaystyle (\mathsf (TiO_(2)+2C+2Cl_(2)\shigjeta djathtas TiCl_(4)+2CO)))

Avujt që rezultojnë TiCl 4 reduktohen me magnez në 850 °C:

T i C l 4 + 2 M g → 2 M g C l 2 + T i (\shfaqja e stilit (\mathsf (TiCl_(4)+2Mg\shigjeta djathtas 2MgCl_(2)+Ti)))

Për më tepër, i ashtuquajturi proces FFC Cambridge, i quajtur sipas zhvilluesve të tij Derek Fray, Tom Farthing dhe George Chen, dhe Universiteti i Kembrixhit, ku u krijua, tani ka filluar të fitojë popullaritet. Ky proces elektrokimik lejon reduktimin e drejtpërdrejtë dhe të vazhdueshëm të titanit nga oksidi i tij në një përzierje të shkrirë të klorurit të kalciumit dhe gëlqeres së gjallë. Ky proces përdor një banjë elektrolitike të mbushur me një përzierje të klorurit të kalciumit dhe gëlqeres, me një anodë sakrifikuese (ose neutrale) grafit dhe një katodë të bërë nga një oksid i reduktueshëm. Kur rryma kalon nëpër banjë, temperatura arrin shpejt ~1000-1100°C dhe shkrirja e oksidit të kalciumit dekompozohet në anodë në oksigjen dhe kalcium metalik:

2 C a O → 2 C a + O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CaO\shigjeta djathtas 2Ca+O_(2))))

Oksigjeni që rezulton oksidon anodën (në rastin e përdorimit të grafitit) dhe kalciumi migron në shkrirje në katodë, ku redukton titanin nga oksidi:

O 2 + C → C O 2 (\displaystyle (\mathsf (O_(2)+C\shigjeta djathtas CO_(2)))) T i O 2 + 2 C a → T i + 2 C a O (\displaystyle (\mathsf (TiO_(2)+2Ca\shigjeta djathtas Ti+2CaO)))

Oksidi i kalciumit që rezulton shpërndahet përsëri në oksigjen dhe kalcium metalik, dhe procesi përsëritet derisa katoda të shndërrohet plotësisht në një sfungjer titani ose oksidi i kalciumit të shterohet. Në këtë proces, kloruri i kalciumit përdoret si një elektrolit për të dhënë përçueshmëri elektrike në shkrirjen dhe lëvizshmërinë e joneve aktive të kalciumit dhe oksigjenit. Kur përdorni një anodë inerte (për shembull, oksid kallaji), në vend të dioksidit të karbonit, oksigjeni molekular lëshohet në anodë, i cili ndot më pak mjedisin, por procesi në këtë rast bëhet më pak i qëndrueshëm dhe, përveç kësaj, në disa kushte. , dekompozimi i klorurit bëhet energjikisht më i favorshëm, në vend të oksidit të kalciumit, duke rezultuar në çlirimin e klorit molekular.

"Sfungjeri" i titanit që rezulton shkrihet dhe pastrohet. Titani rafinohet duke përdorur metodën e jodurit ose elektrolizën, duke ndarë Ti nga TiCl4. Për të marrë shufra titani, përdoret përpunimi i harkut, rrezeve elektronike ose plazmës.

Vetitë fizike

Titani është një metal i lehtë argjendi-bardhë. Ekziston në dy modifikime kristalore: α-Ti me një rrjetë gjashtëkëndore të mbushur ngushtë (a=2.951 Å; c=4.679 Å; z=2; grup hapësinor C6 mmc), β-Ti me paketim kub në qendër të trupit (a=3,269 Å; z=2; grup hapësinor im3m), temperatura e tranzicionit α↔β është 883 °C, ΔH e tranzicionit është 3,8 kJ/mol. Pika e shkrirjes 1660±20 °C, pika e vlimit 3260 °C, dendësia e α-Ti dhe β-Ti përkatësisht e barabartë me 4.505 (20 °C) dhe 4.32 (900 °C) g/cm³, dendësia atomike 5.71⋅10 22 në /cm³ [ ] . Plastike, e saldueshme në një atmosferë inerte. Rezistenca 0.42 µOhm m në 20 °C

Ka një viskozitet të lartë, gjatë përpunimit është i prirur për t'u ngjitur në mjetin prerës dhe për këtë arsye kërkon aplikimin e veshjeve speciale në vegël dhe lubrifikantë të ndryshëm.

Në temperatura të zakonshme mbulohet me një shtresë mbrojtëse pasivizuese të oksidit TiO 2, duke e bërë atë rezistent ndaj korrozionit në shumicën e mjediseve (përveç alkalinit).

Pluhuri i titanit tenton të shpërthejë. Pika e ndezjes - 400 °C. Gërshetat e titanit janë të rrezikshme nga zjarri.

Titani, së bashku me çelikun, tungstenin dhe platinin, është shumë i qëndrueshëm në vakum, gjë që, së bashku me lehtësinë e tij, e bën atë shumë premtues gjatë projektimit të anijes kozmike.

Vetitë kimike

Titani është rezistent ndaj tretësirave të holluara të shumë acideve dhe alkaleve (përveç H 3 PO 4 dhe H 2 SO 4 të koncentruar).

Ai reagon lehtësisht edhe me acide të dobëta në prani të agjentëve kompleksues, për shembull, ai ndërvepron me acidin hidrofluorik për shkak të formimit të një anioni kompleks 2-. Titani është më i ndjeshëm ndaj korrozionit në mjedise organike, pasi në prani të ujit një film i dendur pasiv i oksideve të titanit dhe hidridit formohet në sipërfaqen e një produkti titani. Rritja më e dukshme në rezistencën ndaj korrozionit të titanit është e dukshme kur përmbajtja e ujit në një mjedis agresiv rritet nga 0,5 në 8,0%, gjë që konfirmohet nga studimet elektrokimike të potencialeve të elektrodës së titanit në tretësirat e acideve dhe alkaleve në përzierje ujore-organike. media.

Kur nxehet në ajër në 1200 °C, Ti ndizet me një flakë të bardhë të shndritshme me formimin e fazave okside me përbërje të ndryshueshme TiOx. Hidroksidi TiO(OH) 2 · xH 2 O precipitohet nga tretësirat e kripërave të titanit, dhe kalcinimi i kujdesshëm i të cilit prodhon oksid TiO 2. Hidroksidi TiO(OH) 2 xH 2 O dhe dioksidi TiO 2 janë amfoterikë.

Aplikacion

Në formë të pastër dhe në formë aliazhesh

• Titani në formën e lidhjeve është materiali më i rëndësishëm strukturor në aeroplanët, raketat dhe ndërtimin e anijeve.
• Metali përdoret në: industrinë kimike (reaktorët, tubacionet, pompat, pajisjet e tubacioneve), industrinë ushtarake (blindat e blinduara, armaturën dhe pengesat e zjarrit në aviacion, trupat e nëndetëseve), proceset industriale (fabrikat e shkripëzimit, proceset e pulpës dhe letrës), industria e automobilave , industria bujqësore, industria ushqimore, bizhuteritë e shpimit, industria mjekësore (proteza, osteoproteza), instrumente dentare dhe endodontike, implante dentare, mallra sportive, bizhuteri, telefona celularë, aliazhe të lehta etj.
• Derdhja e titanit kryhet në furrat me vakum në kallëpe grafiti. Përdoret gjithashtu derdhja e dyllit të humbur në vakum. Për shkak të vështirësive teknologjike, ai përdoret në kasting artistik në një masë të kufizuar. Skulptura e parë monumentale e hedhur prej titani në praktikën botërore është monumenti i Yuri Gagarin në sheshin me emrin e tij në Moskë.
• Titani është një aditiv aliazh në shumë çeliqe të aliazhuara dhe në shumicën e lidhjeve speciale [ cilet?] .
• Nitinol (nikel-titan) është një aliazh i kujtesës së formës që përdoret në mjekësi dhe teknologji.
• Aluminidet e titanit janë shumë rezistente ndaj oksidimit dhe rezistent ndaj nxehtësisë, gjë që, nga ana tjetër, përcaktoi përdorimin e tyre në aviacionin dhe prodhimin e automobilave si materiale strukturore.
• Titani është një nga materialet më të zakonshme marrëse që përdoret në pompat me vakum të lartë.

Në formën e lidhjeve

• Dioksidi i bardhë i titanit (TiO 2 ) përdoret në bojëra (p.sh. titan i bardhë) dhe në prodhimin e letrës dhe plastikës. Aditiv ushqimor E171.
• Komponimet organo-titanium (për shembull, tetrabutoxytitanium) përdoren si katalizator dhe ngurtësues në industrinë kimike dhe bojë.
• Përbërjet inorganike të titanit përdoren në industrinë kimike të elektronikës dhe tekstil me fije qelqi si aditivë ose veshje.
• Karbidi i titanit, diboridi i titanit, karbonitridi i titanit janë përbërës të rëndësishëm të materialeve super të forta për përpunimin e metaleve.
• Nitridi i titanit përdoret për veshjen e instrumenteve, kupolave ​​të kishave dhe në prodhimin e bizhuterive të kostumeve, pasi ka një ngjyrë të ngjashme me arin.
• Titanati i bariumit BaTiO 3, titanati i plumbit PbTiO 3 dhe një numër titanatesh të tjerë janë ferroelektrikë.

Ka shumë lidhje titani me metale të ndryshme. Elementet aliazh ndahen në tre grupe, në varësi të efektit të tyre në temperaturën e transformimit polimorfik: stabilizues beta, stabilizues alfa dhe forcues neutralë. Të parat ulin temperaturën e transformimit, të dytat e rrisin atë, të tretat nuk ndikojnë në të, por çojnë në forcimin e tretësirës së matricës. Shembuj të stabilizuesve alfa: alumini, oksigjeni, karboni, azoti. Stabilizues beta: molibden, vanadium, hekur, krom, nikel. Ngurtësuesit neutralë: zirkon, kallaj, silikon. Stabilizuesit beta, nga ana tjetër, ndahen në beta-izomorfikë dhe beta-eutektoid-formues.

Lidhja më e zakonshme e titanit është aliazh Ti-6Al-4V (në klasifikimin rus - VT6).

Analiza e tregjeve të konsumit

Pastërtia dhe shkalla e titanit të ashpër (sfungjeri i titanit) zakonisht përcaktohet nga ngurtësia e tij, e cila varet nga përmbajtja e papastërtive. Markat më të zakonshme janë TG100 dhe TG110 [ ] .

Veprim fiziologjik

Siç u përmend më lart, titani përdoret gjithashtu në stomatologji. Një tipar dallues i përdorimit të titanit nuk është vetëm forca e tij, por edhe aftësia e vetë metalit për t'u shkrirë me kockën, gjë që bën të mundur sigurimin e natyrës kuazi-monolitike të bazës së dhëmbit.

Izotopet

Titani natyror përbëhet nga një përzierje e pesë izotopeve të qëndrueshme: 46 Ti (7.95%), 47 Ti (7.75%), 48 Ti (73.45%), 49 Ti (5.51%), 50 Ti (5. 34%).

Janë të njohur izotopet radioaktive artificiale 45 Ti (T ½ = 3,09 h), 51 Ti (T ½ = 5,79 min) dhe të tjerë.

Shënime

1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Peshat atomike të elementeve 2011 (IUPAC Technical Raport) (Anglisht) // Kimi e pastër dhe e aplikuar. - 2013. - Vëll. 85, nr. 5 . - F. 1047-1078. - DOI: 10.1351/PAC-REP-13-03-02.
2. Ekipi redaktues: Zefirov N. S. (kryeredaktor). Enciklopedia Kimike: në 5 vëllime - Moskë: Enciklopedia Sovjetike, 1995. - T. 4. - F. 590-592. - 639 f. - 20,000 kopje. - ISBN 5-85270-039-8.
3. Titanium- artikull nga Enciklopedia Fizike
4. J.P. Riley dhe Skirrow G. Oqeanografia Kimike V. 1, 1965
5. Depozita e titanit.
6. Depozita e titanit.
7. Ilmenite, rutile, titanomagnetit - 2006
8. Titanium (i papërcaktuar) . Qendra informative dhe analitike "Mineral". Marrë më 19 nëntor 2010. Arkivuar më 21 gusht 2011.
9. Korporata VSMPO-AVISMA
10. Koncz, St. Szanto, St. Waldhauser, H., Der Sauerstoffgehalt von Titan-jodidstäben, Naturwiss. 42 (1955) fq.368-369
11. Titani është metali i së ardhmes (rusisht).
12. Titanium - artikull nga Enciklopedia Kimike
13. Ndikimi i ujit në procesin e pasivimit të titanit - 26 shkurt 2015 - Kimia dhe teknologjia kimike në jetë (i papërcaktuar) . www.chemfive.ru. Marrë më 21 tetor 2015.
14. Arti i derdhjes në shekullin e 20-të
15. Në tregun botëror të titanit, çmimet janë stabilizuar gjatë dy muajve të fundit (rishikim)

Lidhjet

• Titani në Bibliotekën Popullore të Elementeve Kimike

H Ai Li Bëhuni B C N O F Ne Na Mg Al Si P S