Mis on titaani kõrgeim oksüdatsiooniaste. Titaani, tsirkooniumi ja hafniumi ühendid

TiO 2 avastamise tegid peaaegu samaaegselt ja sõltumatult inglane W. Gregor ja saksa keemik M. G. Klaproth. W. Gregor, uurides magnetilise raudliiva koostist (Creed, Cornwall, Inglismaa, 1789), eraldas tundmatust metallist uue "maa" (oksiidi), mida nimetas menakeniks. 1795. aastal avastas saksa keemik Klaproth mineraalses rutiilis uue elemendi ja nimetas selle titaaniks ning tegi hiljem kindlaks, et rutiil ja menakenmuld on sama elemendi oksiidid. Esimese metallilise titaani proovi sai 1825. aastal J. Ya. Berzelius. Puhta Ti proovi said hollandlased A. van Arkel ja J. de Boer 1925. aastal titaanjodiidi TiI 4 aurude termilise lagundamise teel.

Füüsikalised omadused:

Titaan on kerge, hõbevalge metall. Plastik, keevitatud inertses atmosfääris.
Sellel on kõrge viskoossus, töötlemise ajal kipub see lõikeriista külge kleepuma ja seetõttu on tööriistale vaja spetsiaalseid katteid, erinevaid määrdeaineid.

Keemilised omadused:

Normaaltemperatuuril on see kaetud kaitsva passiveeriva oksiidkilega, korrosioonikindel, kuid pulbriks purustatuna põleb õhu käes. Titaani tolm võib plahvatada (leekpunkt 400°C). Õhus kuumutamisel temperatuurini 1200 °C põleb titaan läbi muutuva koostisega TiO x oksiidifaaside moodustumisega.
Titaan on vastupidav paljude hapete ja leeliste (välja arvatud HF, H 3 PO 4 ja kontsentreeritud H 2 SO 4) lahjendatud lahustele, kuid see reageerib kergesti isegi nõrkade hapetega kompleksimoodustajate juuresolekul, näiteks vesinikfluoriidhappega HF moodustab kompleksaniooni 2-.
Kuumutamisel interakteerub titaan halogeenidega. Lämmastikuga üle 400°C moodustab titaan nitriidi TiN x (x=0,58-1,00). Kui titaan interakteerub süsinikuga, tekib titaankarbiid TiC x (x=0,49-1,00).
Titaan neelab vesinikku, moodustades muutuva koostisega ühendeid TiH x . Kuumutamisel lagunevad need hüdriidid H 2 eraldumisega.
Titaan moodustab paljude metallidega sulameid.
Ühendites on titaanil oksüdatsiooniaste +2, +3 ja +4. Kõige stabiilsem oksüdatsiooniaste on +4.

Kõige olulisemad ühendused:

Titaan dioksiid, TiO 2 . Valge pulber, kuumutamisel kollane, tihedus 3,9-4,25 g/cm 3 . Amfotereen. Kontsentreeritud H2SO4-s lahustub see ainult pikaajalisel kuumutamisel. Sulandumisel sooda Na 2 CO 3 või kaaliumkloriidiga K 2 CO 3 moodustab TiO 2 oksiid titanaadid:
TiO 2 + K 2 CO 3 \u003d K 2 TiO 3 + CO 2
Titaan(IV)hüdroksiid, TiO(OH) 2 *xH 2 O, sadestatakse titaanisoolade lahustest, seda kaltsineeritakse hoolikalt, et saada TiO 2 oksiid. Titaan(IV)hüdroksiid on amfoteerne.
Titaantetrakloriid, TiCl 4 , normaaltingimustes - kollakas, tugevalt suitsev vedelik õhus, mis on seletatav TiCl 4 tugeva hüdrolüüsiga veeauruga ning pisikeste HCl tilkade ja titaanhüdroksiidi suspensiooni moodustumisega. Keev vesi hüdrolüüsib titaanhappeks(??). Titaan(IV)kloriidi iseloomustab liitumisproduktide moodustumine, näiteks TiCl 4 *6NH 3, TiCl 4 *8NH 3, TiCl 4 *PCl 3 jne. Titaan(IV)kloriidi lahustamisel HCl-s moodustub komplekshape H2, mis on vabas olekus tundmatu; selle Me 2 soolad kristalliseeruvad hästi ja on õhu käes stabiilsed.
TiCl 4 redutseerimine vesiniku, alumiiniumi, räni ja teiste tugevate redutseerivate ainetega saadakse titaantrikloriid ja dikloriid TiCl 3 ja TiCl 2 - tugevate redutseerivate omadustega tahked ained.
Titaannitriid- on interstitsiaalne faas, millel on lai homogeensus, kristallid, millel on kuubikujuline näokeskne võre. Saada - titaani nitrideerimisel temperatuuril 1200 ° C või muudel meetoditel. Seda kasutatakse kuumuskindla materjalina kulumiskindlate kattekihtide loomiseks.

Rakendus:

sulamite kujul. Metalli kasutatakse keemiatööstuses (reaktorid, torustikud, pumbad), kergsulamites, osteoproteesides. See on kõige olulisem konstruktsioonimaterjal lennuki-, raketi- ja laevaehituses.
Titaan on mõne terase klassi legeeriv lisand.
Nitinool (nikkel-titaan) on kujumälusulam, mida kasutatakse meditsiinis ja tehnoloogias.
Titaanaluminiidid on väga oksüdatsiooni- ja kuumakindlad, mis omakorda määras nende kasutamise lennunduses ja autotööstuses konstruktsioonimaterjalina.
Ühenduste kujul Valget titaandioksiidi kasutatakse värvides (näiteks titaanvalge), samuti paberi ja plasti tootmisel. Toidu lisaaine E171.
Orgaanilisi taaniühendeid (nt tetrabutoksütitaan) kasutatakse katalüsaatorina ja kõvendina keemia- ja värvitööstuses.
Anorgaanilisi titaaniühendeid kasutatakse keemia-, elektroonika-, klaaskiutööstuses lisandina.

Matigorov A.V.
HF Tjumeni Riiklik Ülikool

Tsirkoonium ja hafnium moodustavad ühendeid oksüdatsiooniastmes +4, titaan on samuti võimeline moodustama ühendeid oksüdatsiooniastmes +3.

Ühendid oksüdatsiooniastmega +3. Titaan(III)ühendid saadakse titaan(IV)ühendite redutseerimisel. Näiteks:

1200 ºС 650 ºС

2TiO2 + H2¾® Ti2O3 + H2O; 2TiCl4 + H2¾® 2TiCl3 + 2HCl

Titaan(III) ühendid on lillad. Titaanoksiid praktiliselt ei lahustu vees, sellel on põhilised omadused. Oksiid, kloriid, Ti 3+ soolad on tugevad redutseerijad:

4Ti +3 Cl 3 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4Ti +4 OCl 2 + 4HCl

Titaan(III) ühendite puhul on võimalikud disproportsioonireaktsioonid:

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

Edasisel kuumutamisel muudab titaan(II)kloriid samuti ebaproportsionaalseks:

2Ti +2 Cl 2 (t) \u003d Ti 0 (t) + Ti +4 Cl 4 (g)

Ühendid oksüdatsiooniastmega +4. Titaan (IV), tsirkoonium (IV) ja hafnium (IV) oksiidid on tulekindlad, keemiliselt üsna inertsed ained. Neil on amfoteersete oksiidide omadused: pikaajalisel keemisel reageerivad nad aeglaselt hapetega ja sulamise ajal leelistega:

TiO2 + 2H2SO4 \u003d Ti (SO 4) 2 + 2H 2O;

TiO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 TiO 3 + H 2 O

Titaanoksiid TiO 2 leiab kõige laiemat rakendust, seda kasutatakse täiteainena värvide, kummi ja plastide tootmisel. Tsirkooniumoksiidi ZrO 2 kasutatakse tulekindlate tiiglite ja plaatide valmistamiseks.

Hüdroksiidid titaan (IV), tsirkoonium (IV) ja hafnium (IV) - muutuva koostisega amorfsed ühendid - EO 2 × nH 2 O. Värskelt saadud ained on üsna reaktiivsed ja lahustuvad hapetes, titaanhüdroksiid lahustub ka leelistes. Vananenud setted on äärmiselt inertsed.

Haliidid(kloriidid, bromiidid ja jodiidid) Ti(IV), Zr(IV) ja Hf(IV) on molekulaarse struktuuriga, lenduvad ja reaktsioonivõimelised ning kergesti hüdrolüüsitavad. Kuumutamisel lagunevad jodiidid metallideks, mida kasutatakse kõrge puhtusastmega metallide tootmisel. Näiteks:

TiI 4 = Ti + 2I 2

Titaan-, tsirkoonium- ja hafniumfluoriidid on polümeersed ja halvasti reageerivad.

soola titaani alarühma elemendid oksüdatsiooniastmes +4 on vähesed ja hüdrolüütiliselt ebastabiilsed. Tavaliselt ei teki oksiidide või hüdroksiidide reageerimisel hapetega mitte keskmised soolad, vaid okso- või hüdroksoderivaadid. Näiteks:

TiO2 + 2H2SO4 \u003d TiOSO4 + H2O; Ti (OH) 4 + 2HCl \u003d TiOСl 2 + H 2 O

Kirjeldatud on suurt hulka titaani, tsirkooniumi ja hafniumi anioonseid komplekse. Kõige stabiilsemad lahustes ja kergesti moodustuvates fluoriidiühendites:

EO2 + 6HF \u003d H2 [EF 6] + 2H2O; EF 4 + 2KF \u003d K 2 [EF 6]

Titaani ja selle analooge iseloomustavad koordineerivad ühendid, milles peroksiidi anioon mängib ligandi rolli:

E (SO 4) 2 + H 2 O 2 \u003d H 2 [E (O 2) (SO 4) 2]

Sel juhul omandavad titaan(IV) ühendite lahused kollakasoranži värvi, mis võimaldab analüütiliselt tuvastada titaan(IV) katioone ja vesinikperoksiidi.

Hüdriidid (EN 2), karbiidid (ES), nitriidid (EN), silitsiidid (ESi 2) ja boriidid (EV, EV 2) on muutuva koostisega, metallitaolised ühendid. Binaarsetel ühenditel on väärtuslikud omadused, mis võimaldavad neid tehnoloogias kasutada. Näiteks 20% HfC ja 80% TiC sulam on üks kõige tulekindlamaid, st. 4400 ºС.

MÄÄRATLUS

Titaan asub perioodilise tabeli teise (B) alagrupi IV rühma neljandal perioodil. Nimetus - Ti. Lihtsa aine kujul on titaan hõbevalge metall.

Viitab kergmetallidele. Tulekindel. Tihedus - 4,50 g/cm 3. Sulamis- ja keemistemperatuurid on vastavalt 1668 o C ja 3330 o C.

Titaan on normaaltemperatuuril õhuga kokkupuutel korrosioonikindel, mis on seletatav TiO 2 koostisega kaitsva kile olemasoluga selle pinnal. Keemiliselt stabiilne paljudes agressiivsetes keskkondades (sulfaatide, kloriidide, merevee jne lahused).

Titaani oksüdatsiooniaste ühendites

Titaan võib eksisteerida lihtsa aine - metalli kujul ja metallide oksüdatsiooniaste elementaarses olekus on null, kuna elektrontiheduse jaotus neis on ühtlane.

Oma ühendites on titaanil oksüdatsiooniastmed (+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) ja (+4) (Ti +4 F4, Ti +4 H4, Ti +4 Cl4, Ti +4 Br4).

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

Harjutus	Valents III ja oksüdatsiooniaste (-3) lämmastik näitab ühendis: a) N 2 H 4; b) NH3; c) NH4CI; d) N2O5
Otsus	Esitatud küsimusele õige vastuse andmiseks määrame vaheldumisi lämmastiku valentsi ja oksüdatsiooniastme kavandatavates ühendites. a) vesiniku valents on alati võrdne I-ga. Vesiniku valentsiühikute koguarv on 4 (1 × 4 = 4). Jagage saadud väärtus molekulis olevate lämmastikuaatomite arvuga: 4/2 \u003d 2, seega on lämmastiku valents II. See vastus on vale. b) vesiniku valents on alati võrdne I-ga. Vesiniku valentsiühikute koguarv on 3 (1 × 3 = 3). Jagame saadud väärtuse molekulis olevate lämmastikuaatomite arvuga: 3/1 \u003d 2, seega on lämmastiku valents III. Lämmastiku oksüdatsiooniaste ammoniaagis on (-3): See on õige vastus.
Vastus	Valik (b).

NÄIDE 2

Harjutus	Klooril on mõlemas kahes ühendis sama oksüdatsiooniaste: a) FeCl3 ja Cl205; b) KClO3 ja Cl205; c) NaCl ja HClO; d) KClO 2 ja CaCl 2.
Otsus	Esitatud küsimusele õige vastuse andmiseks määrame vaheldumisi kloori oksüdatsiooniastme igas pakutud ühendite paaris. a) Raua oksüdatsiooniaste on (+3) ja hapnikul - (-2). Võtame kloori oksüdatsiooniastme väärtuseks "x" ja "y" vastavalt raud(III)kloriidis ja klooroksiidis: y × 2 + (-2) × 5 = 0; Vastus on vale. b) Kaaliumi ja hapniku oksüdatsiooniaste on vastavalt (+1) ja (-2). Võtame kloori oksüdatsiooniastme väärtuseks "x" ja "y" pakutud ühendites: 1 + x + (-2) × 3 = 0; y × 2 + (-2) × 5 = 0; Vastus on õige.
Vastus	Valik (b).

Igavene, salapärane, kosmiline – kõik need ja paljud teised epiteetid on erinevates allikates omistatud titaanile. Selle metalli avastamise ajalugu ei olnud triviaalne: samal ajal töötasid mitmed teadlased elemendi puhtal kujul eraldamisega. Füüsikaliste, keemiliste omaduste uurimise ja kasutusvaldkondade määramise protsess tänapäeval. Titaan on tulevikumetall, selle koht inimelus pole veel lõplikult kindlaks määratud, mis annab tänapäeva teadlastele tohutult ruumi loovuseks ja teaduslikuks uurimistööks.

Iseloomulik

Keemiline element on D. I. Mendelejevi perioodilisuse tabelis tähistatud sümboliga Ti. See asub neljanda perioodi IV rühma teiseses alarühmas ja kannab seerianumbrit 22. titaan on valge-hõbedane metall, kerge ja vastupidav. Aatomi elektrooniline konfiguratsioon on järgmise struktuuriga: +22)2)8)10)2, 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 2 4S 2. Vastavalt sellele on titaanil mitu võimalikku oksüdatsiooniastet: 2, 3, 4; kõige stabiilsemates ühendites on see neljavalentne.

Titaan - sulam või metall?

See küsimus huvitab paljusid. 1910. aastal sai Ameerika keemik Hunter esimese puhta titaani. Metall sisaldas ainult 1% lisandeid, kuid samal ajal osutus selle kogus tühiseks ega võimaldanud selle omadusi edasi uurida. Saadud aine plastilisus saavutati ainult kõrgete temperatuuride mõjul, tavatingimustes (toatemperatuuril) oli proov liiga habras. Tegelikult see element teadlasi ei huvitanud, kuna selle kasutamise väljavaated tundusid liiga ebakindlad. Raskused hankimisel ja uurimisel vähendasid veelgi selle rakendamise potentsiaali. Alles 1925. aastal said Hollandi keemikud I. de Boer ja A. Van Arkel titaanmetalli, mille omadused äratasid inseneride ja disainerite tähelepanu üle maailma. Selle elemendi uurimise ajalugu algab 1790. aastal, täpselt sel ajal avastavad kaks teadlast paralleelselt, üksteisest sõltumatult, titaani keemilise elemendina. Igaüks neist saab mingi aine ühendi (oksiidi), mis ei suuda metalli puhtal kujul isoleerida. Titaani avastaja on inglise mineraloog munk William Gregor. Oma kihelkonna territooriumil, mis asub Inglismaa edelaosas, asus noor teadlane uurima Menakeni oru musta liiva. Tulemuseks olid läikivad terad, mis olid titaaniühend. Samal ajal eraldas keemik Martin Heinrich Klaproth Saksamaal mineraalsest rutiilist uue aine. 1797. aastal tõestas ta ka, et paralleelselt avatud elemendid on sarnased. Titaandioksiid on olnud paljude keemikute jaoks mõistatus juba üle sajandi ja isegi Berzeliusel ei õnnestunud saada puhast metalli. 20. sajandi uusimad tehnoloogiad kiirendasid oluliselt nimetatud elemendi uurimist ja määrasid kindlaks selle kasutamise esialgsed suunad. Samal ajal laieneb rakendusala pidevalt. Ainult sellise aine nagu puhta titaani saamise protsessi keerukus võib piirata selle ulatust. Sulamite ja metalli hind on üsna kõrge, nii et tänapäeval ei suuda see traditsioonilist rauda ja alumiiniumi välja tõrjuda.

nime päritolu

Menakin on titaani eesnimi, mida kasutati kuni 1795. aastani. Nii nimetas W. Gregor uut elementi territoriaalse kuuluvuse järgi. Martin Klaproth annab elemendile 1797. aastal nime "titaan". Sel ajal tegid tema prantsuse kolleegid eesotsas üsna maineka keemiku A. L. Lavoisier'ga ettepaneku nimetada äsja avastatud aineid nende põhiomaduste järgi. Saksa teadlane ei nõustunud selle lähenemisviisiga, ta uskus üsna põhjendatult, et avastamise etapis on üsna raske kindlaks teha kõiki ainele omaseid omadusi ja kajastada neid nimes. Siiski tuleb tunnistada, et Klaprothi intuitiivselt valitud termin vastab täielikult metallile - seda on tänapäeva teadlased korduvalt rõhutanud. Nimetuse titaan päritolu kohta on kaks peamist teooriat. Metalli oleks võinud tähistada haldjate kuninganna Titania (germaani mütoloogia tegelane) auks. See nimi sümboliseerib nii aine kergust kui ka tugevust. Enamik teadlasi kaldub kasutama Vana-Kreeka mütoloogia kasutamise versiooni, milles maajumalanna Gaia võimsaid poegi nimetati titaanideks. Selle versiooni kasuks räägib ka varem avastatud elemendi uraan nimi.

Looduses olemine

Inimestele tehniliselt väärtuslikest metallidest on titaan maakoore sisalduselt neljas. Ainult rauda, ​​magneesiumi ja alumiiniumi iseloomustab looduses suur protsent. Suurim titaanisisaldus on basaldikestas, veidi vähem graniidikihis. Merevees on selle aine sisaldus madal - ligikaudu 0,001 mg / l. Keemiline element titaan on üsna aktiivne, seetõttu ei leia seda puhtal kujul. Kõige sagedamini esineb see hapnikuga ühendites, samas kui selle valents on neli. Titaani sisaldavate mineraalide arv varieerub 63-st 75-ni (erinevates allikates), samal ajal kui praeguses uurimisetapis jätkavad teadlased selle ühendite uute vormide avastamist. Praktilisel kasutamisel on kõige olulisemad järgmised mineraalid:

1. Ilmeniit (FeTiO 3).
2. Rutiil (TiO 2).
3. Titaniit (CaTiSiO 5).
4. Perovskiit (CaTiO 3).
5. Titanomagnetiit (FeTiO 3 + Fe 3 O 4) jne.

Kõik olemasolevad titaani sisaldavad maagid jagunevad maagiks ja aluseliseks. See element on nõrk rändaja, see võib liikuda ainult kivimikildude või liikuvate mudase põhjakivimite kujul. Biosfääris leidub kõige rohkem titaani vetikates. Maapealse fauna esindajatel koguneb element sarvkudedesse, juustesse. Inimkeha iseloomustab titaani olemasolu põrnas, neerupealistes, platsentas, kilpnäärmes.

Füüsikalised omadused

Titaan on hõbevalge värvusega värviline metall, mis näeb välja nagu teras. Temperatuuril 0 0 C on selle tihedus 4,517 g / cm 3. Aine erikaal on madal, mis on tüüpiline leelismetallidele (kaadmium, naatrium, liitium, tseesium). Titaan on tiheduse poolest raua ja alumiiniumi vahepealsel positsioonil, samas kui selle jõudlus on kõrgem kui mõlemal elemendil. Metallide peamised omadused, mida nende kasutusala määramisel arvesse võetakse, on kõvadus. Titaan on 12 korda tugevam kui alumiinium, 4 korda tugevam kui raud ja vask, olles samas palju kergem. Plastilisus ja selle voolavuspiir võimaldavad töödelda madalal ja kõrgel temperatuuril, nagu teistegi metallide puhul, st neetida, sepistada, keevitada, valtsida. Titaani eripäraks on selle madal soojus- ja elektrijuhtivus, samas kui need omadused säilivad kõrgetel temperatuuridel, kuni 500 0 C. Magnetväljas on titaan paramagnetiline element, see ei tõmbu külge nagu raud ega suruta. välja nagu vask. Väga kõrge korrosioonivastane jõudlus agressiivses keskkonnas ja mehaanilise pinge all on ainulaadne. Rohkem kui 10 aastat merevees olemist ei muutnud titaanplaadi välimust ja koostist. Sel juhul hävitaks raud korrosiooni tõttu täielikult.

Titaani termodünaamilised omadused

1. Tihedus (tavalistes tingimustes) on 4,54 g/cm 3 .
2. Aatomnumber on 22.
3. Metallide rühm - tulekindlad, kerged.
4. Titaani aatommass on 47,0.
5. Keemistemperatuur (0 C) - 3260.
6. Molaarmaht cm 3 / mol - 10,6.
7. Titaani sulamistemperatuur (0 C) on 1668.
8. Aurustumise erisoojus (kJ / mol) - 422,6.
9. Elektritakistus (temperatuuril 20 0 C) Ohm * cm * 10 -6 - 45.

Keemilised omadused

Elemendi suurenenud korrosioonikindlus on seletatav väikese oksiidkile moodustumisega pinnale. See takistab (tavalistes tingimustes) gaase (hapnik, vesinik) ümbritsevas atmosfääris elemendi, näiteks titaanmetalli, sattumist. Selle omadused muutuvad temperatuuri mõjul. Kui see tõuseb 600 0 C-ni, toimub interaktsioonireaktsioon hapnikuga, mille tulemusena moodustub titaanoksiid (TiO 2). Atmosfäärigaaside neeldumisel tekivad rabedad liitekohad, millel pole praktilist rakendust, mistõttu keevitatakse ja titaani sulatatakse vaakumtingimustes. Pöörduv reaktsioon on vesiniku lahustumisprotsess metallis, see toimub aktiivsemalt temperatuuri tõusuga (alates 400 0 C ja üle selle). Titaan, eriti selle väikesed osakesed (õhuke plaat või traat), põleb lämmastiku atmosfääris. Koostoime keemiline reaktsioon on võimalik ainult temperatuuril 700 0 C, mille tulemusena tekib TiN-nitriid. Moodustab paljude metallidega ülikõvad sulamid, sageli legeeriva elemendina. See reageerib halogeenidega (kroom, broom, jood) ainult katalüsaatori juuresolekul (kõrge temperatuur) ja kokkupuutel kuivainega. Sel juhul moodustuvad väga kõvad tulekindlad sulamid. Enamiku leeliste ja hapete lahustes ei ole titaan keemiliselt aktiivne, välja arvatud kontsentreeritud väävelhape (pikaajaliselt keev), vesinikfluoriid, kuum orgaaniline (sipelghape, oksaalhape).

Sünnikoht

Ilmeniidi maagid on looduses levinumad – nende varusid hinnatakse 800 miljonile tonnile. Rutiili maardlad on palju tagasihoidlikumad, kuid kogumaht - säilitades toodangu kasvu - peaks varustama inimkonda järgmiseks 120 aastaks sellise metalliga nagu titaan. Valmistoote hind sõltub nõudlusest ja valmistatavuse taseme tõusust, kuid keskmiselt jääb see vahemikku 1200-1800 rubla/kg. Pideva tehnilise täiustamise tingimustes väheneb kõigi tootmisprotsesside maksumus nende õigeaegse moderniseerimisega oluliselt. Suurimad varud on Hiinal ja Venemaal, maavarabaasil on ka Jaapan, Lõuna-Aafrika, Austraalia, Kasahstan, India, Lõuna-Korea, Ukraina, Tseilon. Maardlad erinevad tootmismahtude ja titaani osakaalu poolest maagis, käimas on geoloogilised uuringud, mis võimaldab eeldada metalli turuväärtuse langust ja selle laiemat kasutamist. Venemaa on vaieldamatult suurim titaani tootja.

Kviitung

Titaani tootmiseks kasutatakse kõige sagedamini titaandioksiidi, mis sisaldab minimaalselt lisandeid. Seda saadakse ilmeniidikontsentraatide või rutiilimaakide rikastamisega. Elektrikaarahjus toimub maagi kuumtöötlus, millega kaasneb raua eraldumine ja titaanoksiidi sisaldava räbu moodustumine. Rauavaba fraktsiooni töötlemiseks kasutatakse sulfaat- või kloriidmeetodit. Titaanoksiid on hall pulber (vt fotot). Titaanmetall saadakse selle etapiviisilise töötlemise teel.

Esimene faas on räbu paagutamine koksiga ja kokkupuude klooriauruga. Saadud TiCl 4 redutseeritakse magneesiumi või naatriumiga temperatuuril 850 0 C. Keemilise reaktsiooni tulemusena saadud titaankäsn (poorne sulatatud mass) puhastatakse või sulatatakse valuplokkideks. Olenevalt edasisest kasutussuunast tekib sulam või puhas metall (lisandid eemaldatakse kuumutades 1000 0 C-ni). 0,01% lisandisisaldusega aine tootmiseks kasutatakse jodiidi meetodit. See põhineb selle aurude aurustamise protsessil titaankäsnast, mida on eelnevalt töödeldud halogeeniga.

Rakendused

Titaani sulamistemperatuur on üsna kõrge, mis on metalli kergust arvestades hindamatu eelis selle kasutamisel konstruktsioonimaterjalina. Seetõttu leiab see suurima rakenduse laevaehituses, lennutööstuses, rakettide tootmises ja keemiatööstuses. Titaani kasutatakse üsna sageli legeeriva lisandina erinevates sulamites, millel on suurenenud kõvadus ja kuumakindlus. Kõrged korrosioonivastased omadused ja võime taluda enamikku agressiivseid keskkondi muudavad selle metalli keemiatööstuses asendamatuks. Titaanist (selle sulamitest) valmistatakse torujuhtmeid, mahuteid, ventiile, filtreid, mida kasutatakse hapete ja muude keemiliselt aktiivsete ainete destilleerimisel ja transportimisel. See on nõutav kõrgendatud temperatuuriindikaatorite tingimustes töötavate seadmete loomisel. Titaaniühendeid kasutatakse vastupidavate lõikeriistade, värvide, plasti ja paberi, kirurgiainstrumentide, implantaatide, ehete, viimistlusmaterjalide valmistamiseks ning neid kasutatakse toiduainetööstuses. Kõiki suundi on raske kirjeldada. Kaasaegne meditsiin kasutab täieliku bioloogilise ohutuse tõttu sageli titaanmetalli. Hind on ainus tegur, mis siiani mõjutab selle elemendi kasutusala. On aus öelda, et titaan on tuleviku materjal, mille uurimisel liigub inimkond uude arenguetappi.

1941 Keemistemperatuur 3560 Oud. sulamissoojus 18,8 kJ/mol Oud. aurustumissoojus 422,6 kJ/mol Molaarne soojusmahtuvus 25,1 J/(K mol) Molaarne maht 10,6 cm³/mol Lihtaine kristallivõre Võre struktuur kuusnurkne
tihedalt pakitud (α-Ti) Võre parameetrid a = 2,951 c = 4,697 (α-Ti) Suhtumine c/a 1,587 Temperatuur Debye 380 Muud omadused Soojusjuhtivus (300 K) 21,9 W/(m K) Ei CAS-i 7440-32-6

Entsüklopeediline YouTube

1 / 5

✪ Titaan / Titaan. Keemia on lihtne

✪ Titaan on KÕIGE TUGEVAIM METALL MAA peal!

✪ Keemia 57. Element on titaan. Elavhõbeda element - Meelelahutusteaduste Akadeemia

✪ Titaani tootmine. Titaan on üks tugevamaid metalle maailmas!

✪ Iriidium – kõige haruldasem metall Maal!

Subtiitrid

Tere! Aleksandr Ivanov on teiega ja see on projekt “Keemia on lihtne” Ja nüüd valgustame seda veidi titaaniga! Nii näevad välja paar grammi puhast titaani,mis saadi ammu Manchesteri ülikoolist,kui see polnud veel ülikool.See näidis on sealtsamast muuseumist.Nii on see põhimineraal millest pärit titaan ekstraheeritakse välja näeb.See on rutiil.sisaldavad titaani 1867. aastal mahtus kõik, mida inimesed titaanist teadsid, ühele leheküljele õpikusse 20. sajandi alguseks ei muutunud tegelikult midagi 1791. aastal avastas inglise keemik ja mineraloog William Gregor uue elemendi mineraalis menakiniidis ja nimetas seda "menakiiniks" Veidi hiljem, aastal 1795, avastas saksa keemik Martin Klaproth teises mineraalis - rutiilis - uue keemilise elemendi. Titaan sai oma nime Klaprothi järgi, kes andis sellele nime päkapikkude kuninganna Titania.Teise versiooni järgi pärineb elemendi nimi aga maajumalanna vägevate poegade titaanide – geide – järgi 1797. aastal aga selgus, et Gregor ja Klaproth avastasid sama keemilise elemendi Aga nimi jäi alles see mille Klaproth andis.Aga ei Gregor ega Klaproth ei saanud metallilist titaani.Said valge kristallilise pulbri,mis oli titaandioksiid.Metallilise titaani sai esimest korda vene teadlane D.K. Kirilov aastal 1875 Aga kuna see juhtub ilma korraliku katteta, siis tema tööd ei märgatud.Pärast seda said puhta titaani rootslased L. Nilsson ja O. Peterson, samuti prantslane Moissan. Ja alles 1910. aastal Ameerika keemik M. Hunter täiustas varasemaid titaani tootmismeetodeid ja sai mitu grammi puhast 99% titaani, mistõttu on enamikus raamatutes just Hunter see, kes näitab, kuidas metallilise titaani saanud teadlane ei ennustanud titaanile suurt tulevikku, kuna vähimadki lisandid. oma koostises muutis selle väga hapraks ja hapraks, mis ei võimaldanud mehaanilist töötlemist Seetõttu leidsid mõned titaaniühendid oma laialdase kasutuse juba enne metalli ennast Titaantetrakloriidi kasutati esimeses maailmasõjas suitsuekraanide loomiseks Vabas õhus titaan tetrakloriid hüdrolüüsib, moodustades titaanoksükloriidid ja titaanoksiid. Valge suits, mida näeme, on oksükloriidide ja titaanoksiidi osakesed Mis need osakesed täpselt on Kinnitust saame, kui tilgutame vette paar tilka titaantetrakloriidi.Metallilise titaani saamiseks kasutatakse praegu titaantetrakloriidi.Puhta titaani saamise meetod pole saja aastaga muutunud.Kõigepealt muudetakse titaandioksiid klooriga titaantetrakloriidiks. , millest varem juttu oli.Siis saadakse magneesiumtermia abil titaantetrakloriidist titaanmetall, mis moodustub käsna kujul.See protsess viiakse läbi temperatuuril 900°C terasretortides Tänu karmides reaktsioonitingimustes pole meil kahjuks võimalust seda protsessi näidata.Selle tulemusel saadakse titaankäsn,mis sulatatakse kompaktseks metalliks.Ülipuhta titaani saamiseks kasutatakse jodiidi rafineerimismeetodit,mis teeme arutlege tsirkooniumi kohta üksikasjalikult videos.Nagu olete juba märganud, on titaantetrakloriid tavatingimustes läbipaistev värvitu vedelik.Aga kui me võtame titaantrikloriidi, on see tahke lilla asi. Molekulis on vaid üks klooriaatom vähem ja juba erinev olek Titaantrikloriid on hügroskoopne. Seetõttu saate sellega töötada ainult inertses atmosfääris Titaantrikloriid lahustub hästi vesinikkloriidhappes. Nüüd jälgite seda protsessi. Lahuses tekib kompleksioon 3 Mis on kompleksioonid, räägin teile mõni teine ​​kord järgmine kord. Seniks olge lihtsalt õudne :) Kui saadud lahusele lisada veidi lämmastikhapet siis tekib titaannitraat ja eraldub pruun gaas mida me tegelikult näeme.Titaanioonidele toimub kvalitatiivne reaktsioon.Tilgame vesinikperoksiidi Nagu näete, tekib reaktsioon erksavärvilise ühendi moodustumisega See on pertitaanhape 1908. aastal kasutati USA-s valge tootmiseks titaandioksiidi, mis asendas valge, mis põhines pliil ja tsingil. Titaanvalge oli kvaliteedilt palju parem kui plii ja tsingi kolleegid. Samuti kasutati titaanoksiidi emaili tootmiseks, mida kasutati laevaehituses metalli- ja puidukatteks Praegu kasutatakse titaandioksiidi toiduainetööstuses valge värvainena – see on lisand E171, mida leidub krabipulkades, hommikuhelvestes, majoneesis, nätsudes, piimatoodetes jne. Samuti kasutatakse titaandioksiidi kosmeetikas - ta satub sos päikesekaitsekreem "Kõik, mis sädeleb, pole kuld" - me teame seda ütlust lapsepõlvest Ja tänapäeva kiriku ja titaaniga seoses see sõna otseses mõttes toimib Ja tundub, mis võib olla ühist kirikul ja titaanil? Ja mis: kõik kaasaegsed kirikute kuplid, mis säravad kullast, pole tegelikult kullaga midagi pistmist. Tegelikult on kõik kuplid kaetud titaannitriidiga. Samuti on metallipuurid kaetud titaannitriidiga. Alles 1925. aastal kõrge -saadi puhtus titaan,mis võimaldas seda uurida.füüsikalised ja keemilised omadused Ja need osutusid fantastilisteks Selgus et titaan, olles rauast peaaegu kaks korda kergem, ületab tugevuselt paljusid teraseid.Samuti kuigi titaan on poolteist korda raskem kui alumiinium, on temast kuus korda tugevam ja säilitab oma tugevuse kuni 500 ° C. - oma kõrge elektrijuhtivuse ja mittemagnetismi tõttu pakub titaan suurt huvi elektrotehnikas Titaanil on kõrge korrosioonikindlus Tänu oma omadustele on titaanist saanud kosmosetehnoloogia materjal Venemaal Verhnjaja Saldas tegutseb korporatsioon VSMPO-AVISMA, mis toodab titaani maailma kosmosetööstusele Verkhne Salda titaanist valmistatakse Boeinge, Airbuse, Rolls -Ro jääkuubikud, mitmesugused keemiaseadmed ja palju muud kallist rämpsu. Küll aga saab igaüks endale soetada endale puhtast titaanist valmistatud labida või raudkangi! Ja see pole nali! Ja nii reageerib peeneks hajutatud titaanipulber õhuhapnikuga Tänu sellisele värvilisele põlemisele on titaan leidnud rakendust pürotehnikas Ja ongi kõik, tellige, pange sõrm püsti, ärge unustage projekti toetada ja rääkige oma sõpradele! Kuni!

Lugu

TiO 2 avastamise tegi peaaegu samaaegselt ja iseseisvalt üks inglane W. Gregor?! ja saksa keemik M. G. Klaproth. W. Gregor, uurides magnetilise raudliiva koostist (Creed, Cornwall, Inglismaa), eraldas tundmatust metallist uue "maa" (oksiidi), mida nimetas menakeniks. 1795. aastal avastas saksa keemik Klaproth mineraalses rutiilis uue elemendi ja nimetas selle titaaniks. Kaks aastat hiljem tegi Klaproth kindlaks, et rutiil ja menakenmuld on sama elemendi oksiidid, mille taha jäi Klaprothi pakutud nimetus "titaan". 10 aasta pärast avastati titaan kolmandat korda. Prantsuse teadlane L. Vauquelin avastas anataasi koostises titaani ja tõestas, et rutiil ja anataas on identsed titaanoksiidid.

Esimese metallilise titaani proovi sai 1825. aastal J. Ya. Berzelius. Titaani kõrge keemilise aktiivsuse ja selle puhastamise keerukuse tõttu said hollandlased A. van Arkel ja I. de Boer 1925. aastal titaanjodiidi auru TiI 4 termilisel lagundamisel titaani puhta proovi.

nime päritolu

Metall sai oma nime titaanide, Vana-Kreeka mütoloogia tegelaste, Gaia laste auks. Elemendi nime andis Martin Klaproth vastavalt oma seisukohtadele keemilise nomenklatuuri kohta, erinevalt Prantsuse keemiakoolkonnast, kus nad püüdsid elementi nimetada selle keemiliste omaduste järgi. Kuna saksa teadlane ise märkis, et uue elemendi omadusi ei ole võimalik määrata ainult selle oksiidi järgi, valis ta sellele nimetuse mütoloogiast analoogselt tema poolt varem avastatud uraaniga.

Looduses olemine

Titaan on looduses sisalduselt 10. kohal. Maakoore sisaldus on 0,57 massiprotsenti, merevees - 0,001 mg / l. Ultraaluselistes kivimites 300 g/t, aluselistes kivimites 9 kg/t, happelistes kivimites 2,3 kg/t, savides ja kildades 4,5 kg/t. Maakoores on titaan peaaegu alati neljavalentne ja seda leidub ainult hapnikuühendites. See ei esine vabas vormis. Titaanil on ilmastikutingimuste ja sademete tingimustes geokeemiline afiinsus Al 2 O 3 suhtes. See on koondunud mureneva maakoore boksiididesse ja meresavitesse setetesse. Titaani ülekanne toimub mineraalide mehaaniliste fragmentide ja kolloidide kujul. Osadesse savidesse koguneb kuni 30 massiprotsenti TiO 2. Titaanmineraalid on vastupidavad ilmastikumõjudele ja moodustavad suurtes kontsentratsioonides platsi. Tuntakse üle 100 titaani sisaldava mineraali. Olulisemad neist on: rutiil TiO 2, ilmeniit FeTiO 3, titanomagnetiit FeTiO 3 + Fe 3 O 4, perovskiit CaTiO 3, titaniit CaTiSiO 5. Seal on primaarsed titaanimaakid - ilmeniit-titanomagnetiit ja plater - rutiil-ilmeniit-tsirkoon.

Sünnikoht

Titaani leiukohad asuvad Lõuna-Aafrika, Venemaa, Ukraina, Hiina, Jaapani, Austraalia, India, Tseiloni, Brasiilia, Lõuna-Korea ja Kasahstani territooriumil. SRÜ riikides on titaanimaakide uuritud varude osas juhtival kohal Venemaa Föderatsioon (58,5%) ja Ukraina (40,2%). Venemaa suurim maardla on Jaregskoje.

Varud ja tootmine

2002. aastal kasutati 90% kaevandatud titaanist titaandioksiidi TiO 2 tootmiseks. Maailma titaandioksiidi toodang oli 4,5 miljonit tonni aastas. Kinnitatud titaandioksiidi varud (ilma Venemaata) on umbes 800 miljonit tonni.2006. aastaks on USA geoloogiakeskuse andmeil titaandioksiidi ja Venemaa arvestamata ilmeniidimaakide varud 603-673 miljonit tonni ja rutiili. - 49, 7-52,7 miljonit tonni. Seega jätkub praeguse tootmistempo juures maailma tõestatud titaanivarudest (välja arvatud Venemaa) enam kui 150 aastaks.

Venemaal on Hiina järel maailma suuruselt teine ​​titaanivaru. Titaani maavarade baas Venemaal koosneb 20 maardlast (millest 11 on primaarsed ja 9 alluviaalsed), mis on üle kogu riigi üsna ühtlaselt hajutatud. Suurim uuritud maardlatest (Jaregskoje) asub 25 km kaugusel Ukhta linnast (Komi Vabariik). Maardla varuks hinnatakse 2 miljardit tonni maaki, mille keskmine titaandioksiidi sisaldus on umbes 10%.

Maailma suurim titaanitootja on Venemaa ettevõte VSMPO-AVISMA.

Kviitung

Reeglina on titaani ja selle ühendite tootmise lähteaineks titaandioksiid, milles on suhteliselt vähe lisandeid. Eelkõige võib see olla rutiili kontsentraat, mis saadakse titaanimaakide rikastamise käigus. Rutiili varud on maailmas aga väga piiratud ja sagedamini kasutatakse ilmeniidikontsentraatide töötlemisel saadud nn sünteetilist rutiili ehk titaanräbu. Titaanräbu saamiseks redutseeritakse ilmeniidi kontsentraat elektrikaareahjus, samal ajal kui raud eraldatakse metallfaasiks (malm), mitte redutseeritud titaanoksiidid ja lisandid moodustavad räbu faasi. Rikkalikku räbu töödeldakse kloriid- või väävelhappemeetodil.

Titaanimaakide kontsentraat allutatakse väävelhappele või pürometallurgilisele töötlemisele. Väävelhappega töötlemise saadus on titaandioksiidi pulber TiO 2 . Pürometallurgilisel meetodil maak paagutatakse koksiga ja töödeldakse klooriga, saades paari titaantetrakloriidi TiCl 4:

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

Temperatuuril 850 °C moodustunud TiCl4 aurud redutseeritakse magneesiumiga:

T i Cl 4 + 2 M g → 2 M g C l 2 + T i (\displaystyle (\mathsf (TiCl_(4)+2Mg\paremnool 2MgCl_(2)+Ti)))

Lisaks hakkab nüüd populaarsust koguma nn FFC Cambridge'i protsess, mis sai nime selle arendajate Derek Frey, Tom Farthingi ja George Cheni järgi ning Cambridge'i ülikooli järgi, kus see loodi. See elektrokeemiline protsess võimaldab titaani otsest pidevat redutseerimist oksiidist kaltsiumkloriidi ja kustutamata lubja segus. Selle protsessi käigus kasutatakse elektrolüütilist vanni, mis on täidetud kaltsiumkloriidi ja lubja seguga, grafiidist kaitseanoodi (või neutraalse) anoodi ja redutseeritavast oksiidist valmistatud katoodiga. Vanni läbimisel voolu läbimisel saavutab temperatuur kiiresti ~1000–1100°C ning kaltsiumoksiidi sulam laguneb anoodil hapnikuks ja metalliliseks kaltsiumiks:

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

Saadud hapnik oksüdeerib anoodi (grafiidi kasutamisel) ja kaltsium migreerub sulatis katoodile, kus taastab titaani oksiidist:

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

Saadud kaltsiumoksiid dissotsieerub uuesti hapnikuks ja kaltsiummetalliks ning protsessi korratakse kuni katoodi täieliku muutumiseni titaankäsnaks või kaltsiumoksiidi ammendumiseni. Selles protsessis kasutatakse kaltsiumkloriidi elektrolüüdina, et anda sulale elektrijuhtivus ja aktiivsete kaltsiumi- ja hapnikuioonide liikuvus. Inertse anoodi (näiteks tinaoksiidi) kasutamisel eraldub anoodil süsihappegaasi asemel molekulaarne hapnik, mis saastab keskkonda vähem, kuid protsess muutub sel juhul ebastabiilsemaks ja lisaks teatud tingimustel. , muutub kloriidi lagunemine kaltsiumoksiidi asemel energeetiliselt soodsamaks, mille tulemusena vabaneb molekulaarne kloor.

Saadud titaanist "käsn" sulatatakse ja puhastatakse. Titaani rafineeritakse jodiidimeetodil või elektrolüüsil, eraldades Ti TiCl 4 -st. Titaani valuplokkide saamiseks kasutatakse kaare-, elektronkiire- või plasmatöötlust.

Füüsikalised omadused

Titaan on kerge, hõbedaselt valge metall. See eksisteerib kahes kristallilises modifikatsioonis: α-Ti kuusnurkse tihedalt pakitud võrega (a = 2,951 Å; c = 4,679 Å; z = 2; ruumi  rühm C6mmc), β-Ti kuubikujulise kehakeskse tihendiga (a = 3,269 Å; z = 2; ruumirühm Im3m), üleminekutemperatuur α↔β 883 °C, ΔH üleminek 3,8 kJ/mol. Sulamistemperatuur 1660 ± 20 °C, keemistemperatuur 3260 °C, α-Ti ja β-Ti tihedus on vastavalt 4,505 (20 °C) ja 4,32 (900 °C) g/cm³, aatomitihedus 5,71⋅10 22 at cm³ [ ] . Plastik, keevitatud inertses atmosfääris. Takistus 0,42 µOom m kell 20 °C

Sellel on kõrge viskoossus, töötlemise ajal kipub see lõikeriista külge kleepuma ja seetõttu tuleb tööriistale katta spetsiaalsed katted, erinevad määrdeained.

Normaaltemperatuuril on see kaetud kaitsva passiveeriva TiO 2 oksiidi kilega, tänu millele on enamikus keskkondades (v.a leeliseline) korrosioonikindel.

Titaani tolm kipub plahvatama. Leekpunkt - 400 °C. Titaanlaastud on tuleohtlikud.

Titaan koos terase, volframi ja plaatinaga on väga vastupidav vaakumile, mis koos selle kergusega muudab selle kosmoselaevade kujundamisel paljutõotavaks.

Keemilised omadused

Titaan on vastupidav paljude hapete ja leeliste lahjendatud lahustele (välja arvatud H 3 PO 4 ja kontsentreeritud H 2 SO 4).

Reageerib kergesti isegi nõrkade hapetega kompleksimoodustajate juuresolekul, näiteks vesinikfluoriidhappega, interakteerub kompleksaniooni 2− moodustumise tõttu. Titaan on orgaanilises keskkonnas korrosioonile kõige vastuvõtlikum, kuna vee juuresolekul moodustub titaantoote pinnale tihe oksiidide ja titaanhüdriidi passiivne kile. Titaani korrosioonikindluse kõige märgatavam tõus on märgatav veesisalduse suurenemisega agressiivses keskkonnas 0,5–8,0%, mida kinnitavad titaani elektroodide potentsiaalide elektrokeemilised uuringud hapete ja leeliste lahustes segavees. -orgaaniline meedia.

Õhus kuumutamisel temperatuurini 1200 °C süttib Ti erevalge leegiga, moodustades muutuva koostisega TiO x oksiidfaasid. Titaanisoolade lahustest sadestub hüdroksiid TiO(OH) 2 ·xH 2 O, mille hoolika kaltsineerimisega saadakse TiO 2 oksiid. TiO(OH)2-hüdroksiid xH2O ja TiO2dioksiid on amfoteersed.

Rakendus

Puhtal kujul ja sulamite kujul

• Titaan sulamite kujul on kõige olulisem konstruktsioonimaterjal lennuki-, raketi- ja laevaehituses.
• Metalli kasutatakse: keemiatööstuses (reaktorid, torustikud, pumbad, toruliitmikud), sõjatööstuses (soomusrüüd, soomusrüüd ja tuletõkked lennunduses, allveelaevade kered), tööstusprotsessides (magestamistehased, tselluloosi- ja paberiprotsessid), autotööstuses , põllumajandustööstus, toiduainetööstus, augustamisehted, meditsiinitööstus (proteesid, osteoproteesid), hambaravi ja endodontilised instrumendid, hambaimplantaadid, sporditarbed, ehted, mobiiltelefonid, kergsulamid jne.
• Titaani valamine toimub vaakumpahjudes grafiitvormides. Kasutatakse ka vaakuminvesteeringuvalu. Kunstivalamise tehnoloogiliste raskuste tõttu kasutatakse seda piiratud mahus. Maailma esimene monumentaalne valatud titaanist skulptuur on Juri Gagarini monument Moskvas temanimelisel väljakul.
• Titaan on legeeriv lisand paljudes legeerterastes ja enamikes erisulamites [ mida?] .
• Nitinool (nikkel-titaan) on kujumälusulam, mida kasutatakse meditsiinis ja tehnoloogias.
• Titaanaluminiidid on väga oksüdatsiooni- ja kuumakindlad, mis omakorda tingis nende kasutamise lennunduses ja autotööstuses konstruktsioonimaterjalina.
• Titaan on üks levinumaid kõrgvaakumpumpades kasutatavaid gettermaterjale.

Ühenduste kujul

• Valget titaandioksiidi (TiO 2 ) kasutatakse värvides (näiteks titaanvalge), aga ka paberi ja plasti valmistamisel. Toidu lisaaine E171 .
• Orgaanilisi ühendeid (näiteks tetrabutoksütitaan) kasutatakse keemia- ja värvitööstuses katalüsaatori ja kõvendina.
• Anorgaanilisi titaaniühendeid kasutatakse keemia-, elektroonika-, klaaskiutööstuses lisandite või kattekihtidena.
• Titaankarbiid, titaandiboriid, titaankarbonitriid on metalli töötlemiseks kasutatavate ülikõvade materjalide olulised komponendid.
• Titaannitriidi kasutatakse tööriistade, kirikukuplite katmiseks ja ehete valmistamisel, kuna sellel on kullale sarnane värv.
• Baariumtitanaat BaTiO 3, pliititanaat PbTiO 3 ja mitmed teised titanaadid on ferroelektrikud.

Erinevate metallidega titaanisulameid on palju. Legeerivad elemendid jagunevad kolme rühma, olenevalt nende mõjust polümorfse muundumise temperatuurile: beeta-stabilisaatorid, alfa-stabilisaatorid ja neutraalsed kõvendid. Esimesed alandavad transformatsioonitemperatuuri, teised suurendavad seda ja teised ei mõjuta seda, vaid toovad kaasa maatriksi lahustumise. Alfa-stabilisaatorite näited: alumiinium, hapnik, süsinik, lämmastik. Beeta stabilisaatorid: molübdeen, vanaadium, raud, kroom, nikkel. Neutraalsed kõvendid: tsirkoonium, tina, räni. Beeta-stabilisaatorid jagunevad omakorda beeta-isomorfseteks ja beeta-eutektoide moodustavateks.

Kõige tavalisem titaanisulam on sulam Ti-6Al-4V (Vene klassifikatsioonis - VT6).

Tarbijaturgude analüüs

Kareda titaani (titaankäsna) puhtuse ja klassi määrab tavaliselt selle kõvadus, mis sõltub lisandite sisaldusest. Levinumad kaubamärgid on TG100 ja TG110 [ ] .

Füsioloogiline toime

Nagu eespool mainitud, kasutatakse titaani ka hambaravis. Titaani kasutamise eripära ei seisne mitte ainult tugevuses, vaid ka metalli enda võimes koos luuga kasvada, mis võimaldab tagada hambapõhja kvaasitahkeduse.

isotoobid

Looduslik titaan koosneb viie stabiilse isotoobi segust: 46 Ti (7,95%), 47 Ti (7,75%), 48 Ti (73,45%), 49 Ti (5,51%), 50 Ti (5, 34%).

Teada on kunstlikud radioaktiivsed isotoobid 45 Ti (T ½ = 3,09 h), 51 Ti (T ½ = 5,79 min) jt.

Märkmed

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. Elementide aatomkaalud 2011 (IUPAC Tehniline aruanne) (inglise) // Pure and Applied Chemistry. - 2013. - Vol. 85, nr. 5 . - Lk 1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
2. Toimetus: Zefirov N. S. (peatoimetaja). Chemical Encyclopedia: 5 köites - Moskva: Nõukogude entsüklopeedia, 1995. - T. 4. - S. 590-592. - 639 lk. - 20 000 eksemplari. - ISBN 5-85270-039-8.
3. Titaan- artikkel füüsilisest entsüklopeediast
4. J.P. Riley ja Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
5. Titaani hoius.
6. Titaani hoius.
7. Ilmeniit, rutiil, titanomagnetiit - 2006
8. Titaan (määramata) . Info-analüütiline keskus "Mineraal". Vaadatud 19. novembril 2010. Arhiveeritud originaalist 21. augustil 2011.
9. Korporatsioon VSMPO-AVISMA
10. Koncz, St; Szanto, St.; Waldhauser, H., Der Sauerstoffgehalt von Titan-jodidstäben, Naturwiss. 42 (1955) lk 368-369
11. Titaan - tulevikumetall  (vene).
12. Titaan – artikkel Chemical Encyclopediast
13. Mõju vesi protsessile passiveerimine titaan - 26 veebruar 2015 - Keemia ja keemiatehnoloogia elus (määramata) . www.chemfive.ru Vaadatud 21. oktoobril 2015.
14. Kunstivalamine XX sajandil
15. Titaani maailmaturul viimased kaks kuud hinnad stabiliseerunud (ülevaade)

Lingid

• Titaan populaarses keemiliste elementide raamatukogus

H Ta Li Ole B C N O F Ne Na mg Al Si P S