Titāna ķīmiskās un fizikālās īpašības
Alķīmiķis-hp
Titāns ir spēcīgs metāls, ko izmanto cilvēku implantos, lidmašīnās un daudzos citos izstrādājumos. Šeit ir fakti par šo noderīgo elementu:
Pamatfakti
- Titāns tika atklāts melnās smiltīs, kas pazīstamas kā ilmenīts. Ilmenīts ir dzelzs oksīdu un titāna oksīdu maisījums.
- Viljams Gregors bija Mannakanas draudzes mācītājs, kad viņš atklāja titānu. Viņš savu jauno metālu nosauca par 'manaccanite'.
- Vācu ķīmiķis Martins Klaprots no jauna atklāja Gregora jauno metālu un nosauca to par titānu titāniem, grieķu mitoloģiskajām Zemes būtnēm. Nosaukumam “titāns” tika dota priekšroka, un to galu galā pieņēma citi ķīmiķi, taču par sākotnējo atklājēju atzina Gregoru.
- Tīru titānu metālu izolēja tikai 1910. gadā Metjū Hanters — 119 gadus pēc tā atklāšanas.
- Aptuveni 95% no visa titāna tiek izmantoti titāna dioksīda, TiO ražošanādivi. Titāna dioksīds ir īpaši spilgti balts pigments, ko izmanto krāsās, plastmasā, zobu pastā un papīrā.
- Titānu izmanto medicīniskās procedūrās, jo tas nav toksisks un nereaģē organismā.
- Losalamos Nacionālā laboratorija (2001)
- Crescent Chemical Company (2001)
- Langes ķīmijas rokasgrāmata (1952)
- CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmata (18. izdevums)
- Starptautiskās Atomenerģijas aģentūras ENSDF datu bāze (2010. gada oktobris)
Izotopi
Ir zināmi 26 titāna izotopi, sākot no Ti-38 līdz Ti-63. Titānam ir pieci stabili izotopi ar atomu masu 46-50. Visizplatītākais izotops ir Ti-48, kas veido 73,8% no visa dabiskā titāna.
Īpašības
Titānam ir a kušanas punkts 1660 +/- 10°C, viršanas temperatūra 3287°C, īpatnējais svars 4,54, ar valence 2, 3 vai 4. Tīrs titāns ir spīdīgs balts metāls ar zemu blīvumu, augstu izturību un augstu izturību pret koroziju. Tas ir izturīgs pret atšķaidītu sērskābi un sālsskābes , mitra hlora gāze, lielākā daļa organisko skābju un hlorīda šķīdumi. Titāns ir elastīgs tikai tad, ja tajā nav skābekļa. Titāns deg gaisā un ir vienīgais elements, kas deg slāpeklī.
Titāns ir dimorfs, un sešstūra a forma lēnām mainās uz kubisko b formu ap 880°C. Metāls savienojas ar skābekli sarkanā karstuma temperatūrā un ar hloru 550 ° C temperatūrā. Titāns ir tikpat stiprs kā tērauds, taču tas ir par 45% vieglāks. Metāls ir par 60% smagāks par alumīniju, taču tas ir divreiz stiprāks.
Titāna metāls tiek uzskatīts par fizioloģiski inertu. Tīrs titāna dioksīds ir pietiekami dzidrs, ar ārkārtīgi augstu refrakcijas indeksu un optisko dispersiju, kas ir augstāka nekā dimantam. Dabīgais titāns kļūst ļoti radioaktīvs, bombardējot ar deuteroniem.
Lietojumi
Titāns ir svarīgs sakausēšanai ar alumīniju, molibdēnu, dzelzi, mangānu un citiem metāliem. Titāna sakausējumus izmanto situācijās, kad nepieciešama viegla izturība un spēja izturēt galējās temperatūras (piemēram, kosmosa lietojumos). Titānu var izmantot atsāļošanas iekārtās. Metālu bieži izmanto komponentiem, kas jāpakļauj jūras ūdens iedarbībai. Titāna anodu, kas pārklāts ar platīnu, var izmantot, lai nodrošinātu katoda aizsardzību pret koroziju no jūras ūdens.
Tā kā titāna metāls organismā ir inerts, to var izmantot ķirurģiski. Titāna dioksīdu izmanto mākslīgo dārgakmeņu izgatavošanai, lai gan iegūtais akmens ir salīdzinoši mīksts. Zvaigžņu safīru un rubīnu asterisms ir TiO klātbūtnes rezultātsdivi. Titāna dioksīdu izmanto mājas krāsās un mākslinieku krāsās. Krāsa ir noturīga un nodrošina labu pārklājumu. Tas ir lielisks infrasarkanā starojuma atstarotājs. Krāsu izmanto arī saules observatorijās.
Titāna oksīda pigmenti veido lielāko elementa izmantojumu. Titāna oksīds tiek izmantots dažos kosmētikas līdzekļos, lai izkliedētu gaismu. Titāna tetrahlorīds tiek izmantots stikla apūdeņošanai. Tā kā savienojums spēcīgi izgaro gaisā, to izmanto arī dūmu aizsegu ražošanai.
Avoti
Titāns ir 9. vietā bagātīgs elements zemes garozā. Gandrīz vienmēr tas ir atrodams magmatiskos iežos. Tas sastopams rutilā, ilmenītā, sfēnā un daudzās dzelzs rūdās un titanātos. Titāns ir atrodams ogļu pelnos, augos un cilvēka organismā. Titāns ir atrodams saulē un meteorītos. Ieži no Apollo 17 misijas uz Mēnesi saturēja līdz 12,1% TiOdivi. Iepriekšējo misiju ieži uzrādīja mazāku titāna dioksīda procentuālo daudzumu. Titāna oksīda joslas ir redzamas M tipa zvaigžņu spektros. 1946. gadā Kroll parādīja, ka titānu var ražot komerciāli, reducējot titāna tetrahlorīdu ar magniju.