Właściwości chemiczne i fizyczne tytanu
Alchemik-hp
Tytan to mocny metal stosowany w ludzkich implantach, samolotach i wielu innych produktach. Oto fakty dotyczące tego przydatnego elementu:
Podstawowe fakty
- Tytan odkryto w czarnym piasku znanym jako ilmenit. Ilmenit jest mieszaniną tlenków żelaza i tlenków tytanu.
- William Gregor był proboszczem parafii Mannacan, kiedy odkrył tytan. Nazwał swój nowy metal „manakkanitem”.
- Niemiecki chemik Martin Klaproth na nowo odkrył nowy metal Gregora i nazwał go tytanem na cześć Tytanów, greckich mitologicznych istot Ziemi. Nazwa „tytan” była preferowana i ostatecznie przyjęta przez innych chemików, ale uznali Gregora za pierwotnego odkrywcę.
- Czysty metaliczny tytan został wyizolowany dopiero w 1910 roku przez Matthew Huntera – 119 lat po jego odkryciu.
- Około 95% całego tytanu jest wykorzystywane do produkcji dwutlenku tytanu, TiOdwa. Dwutlenek tytanu to niezwykle jasny biały pigment stosowany w farbach, tworzywach sztucznych, paście do zębów i papierze.
- Tytan jest stosowany w zabiegach medycznych, ponieważ jest nietoksyczny i niereaktywny w organizmie.
- Narodowe Laboratorium Los Alamos (2001)
- Crescent Chemical Company (2001)
- Podręcznik chemii Lange (1952)
- CRC Handbook of Chemistry & Physics (18th Ed.)
- Baza danych Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej ENSDF (październik 2010)
Izotopy
Znanych jest 26 izotopów tytanu od Ti-38 do Ti-63. Tytan ma pięć stabilnych izotopów o masach atomowych 46-50. Najbardziej rozpowszechnionym izotopem jest Ti-48, stanowiący 73,8% całego naturalnego tytanu.
Nieruchomości
Tytan ma temperatura topnienia 1660 +/- 10°C, temperatura wrzenia 3287°C, ciężar właściwy 4,54, z a wartościowość 2, 3 lub 4. Czysty tytan to lśniący biały metal o niskiej gęstości, wysokiej wytrzymałości i wysokiej odporności na korozję. Jest odporny na rozcieńczoną siarkę i kwasy solne , wilgotny chlor gazowy, większość kwasów organicznych i roztwory chlorków. Tytan jest plastyczny tylko wtedy, gdy nie zawiera tlenu. Tytan spala się w powietrzu i jest jedynym pierwiastkiem spalającym się w azocie.
Tytan jest dimorficzny, z heksagonalną formą powoli zmieniającą się w sześcienną formę b około 880°C. Metal łączy się z tlenem w temperaturach czerwonego upału iz chlorem w 550°C. Tytan jest tak wytrzymały jak stal, ale jest o 45% lżejszy. Metal jest o 60% cięższy niż aluminium, ale jest dwa razy mocniejszy.
Uważa się, że metaliczny tytan jest fizjologicznie obojętny. Czysty dwutlenek tytanu jest dość przejrzysty, ma wyjątkowo wysoki współczynnik załamania światła i dyspersję optyczną wyższą niż diament. Naturalny tytan staje się wysoce radioaktywny po bombardowaniu deuteronami.
Zastosowania
Tytan jest ważny do tworzenia stopów z aluminium, molibdenem, żelazem, manganem i innymi metalami. Stopy tytanu są używane w sytuacjach, w których wymagana jest lekka wytrzymałość i odporność na ekstremalne temperatury (np. zastosowania lotnicze). Tytan może być stosowany w zakładach odsalania. Metal jest często używany do elementów, które muszą być narażone na działanie wody morskiej. Anoda tytanowa pokryta platyną może być stosowana do zapewnienia katodowej ochrony przed korozją przed wodą morską.
Ponieważ jest obojętny w ciele, metal tytanowy ma zastosowanie chirurgiczne. Dwutlenek tytanu jest używany do wytwarzania sztucznych kamieni szlachetnych, chociaż powstały kamień jest stosunkowo miękki. asteryzm szafirów gwiaździstych i rubinów jest wynikiem obecności TiOdwa. Dwutlenek tytanu jest używany w farbach domowych i farbach artystycznych. Farba jest trwała i zapewnia dobre krycie. Jest doskonałym odbłyśnikiem promieniowania podczerwonego. Farba stosowana jest również w obserwatoriach słonecznych.
Pigmenty tlenku tytanu stanowią największe zastosowanie tego pierwiastka. Tlenek tytanu jest używany w niektórych kosmetykach do rozpraszania światła. Do irydyzacji szkła stosuje się tetrachlorek tytanu. Ponieważ mieszanka silnie dymi w powietrzu, jest również wykorzystywana do produkcji zasłon dymnych.
Źródła
Tytan zajmuje 9 miejsce obfity pierwiastek w skorupie ziemskiej. Prawie zawsze znajduje się w skałach magmowych. Występuje w rutylu, ilmenicie, sferze oraz wielu rudach żelaza i tytanianach. Tytan znajduje się w popiele węglowym, roślinach oraz w ludzkim ciele. Tytan znajduje się w słońcu iw meteorytach. Skały z misji Apollo 17 na Księżyc zawierały do 12,1% TiOdwa. Skały z wcześniejszych misji wykazały niższy procent dwutlenku tytanu. Pasma tlenku tytanu widoczne są w widmach gwiazd typu M. W 1946 Kroll wykazał, że tytan może być wytwarzany komercyjnie poprzez redukcję czterochlorku tytanu magnezem.