สถานะออกซิเดชันสูงสุดของไททาเนียมคืออะไร สารประกอบไททาเนียม เซอร์โคเนียม และแฮฟเนียม

การค้นพบ TiO 2 เกิดขึ้นเกือบพร้อมกันและเป็นอิสระโดย W. Gregor ชาวอังกฤษ และ M. G. Klaproth นักเคมีชาวเยอรมัน W. Gregor ศึกษาองค์ประกอบของทรายเฟอร์รูจินัสแม่เหล็ก (Creed, Cornwall, England, 1789) แยก "ดิน" ใหม่ (ออกไซด์) ของโลหะที่ไม่รู้จักซึ่งเขาเรียกว่าเมนาเคน ในปี พ.ศ. 2338 Klaproth นักเคมีชาวเยอรมันได้ค้นพบธาตุใหม่ในแร่รูไทล์และเรียกมันว่าไททาเนียม และต่อมาได้พิสูจน์ว่าแร่รูไทล์และเมนาเคนเอิร์ธเป็นออกไซด์ของธาตุชนิดเดียวกัน ตัวอย่างแรกของโลหะไทเทเนียมได้รับในปี พ.ศ. 2368 โดย J. Ya. Berzelius ตัวอย่าง Ti บริสุทธิ์ได้รับมาจาก Dutch A. van Arkel และ J. de Boer ในปี 1925 โดยการสลายตัวด้วยความร้อนของไอไทเทเนียมไอโอไดด์ TiI 4

คุณสมบัติทางกายภาพ:

ไททาเนียมเป็นโลหะสีขาวเงินที่เบา พลาสติกเชื่อมในบรรยากาศเฉื่อย
มีความหนืดสูงในระหว่างการตัดเฉือน มีแนวโน้มที่จะเกาะติดกับเครื่องมือตัด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้สารเคลือบพิเศษบนเครื่องมือ จึงจำเป็นต้องใช้สารหล่อลื่นหลายชนิด

คุณสมบัติทางเคมี:

ที่อุณหภูมิปกติ มันถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ที่ผ่านกระบวนการป้องกัน ทนต่อการกัดกร่อน แต่เมื่อบดเป็นผง มันจะเผาไหม้ในอากาศ ฝุ่นไทเทเนียมสามารถระเบิดได้ (จุดวาบไฟ 400°C) เมื่อได้รับความร้อนในอากาศถึง 1200°C ไททาเนียมจะเผาไหม้พร้อมกับการก่อตัวของเฟสออกไซด์ขององค์ประกอบที่แปรผัน TiO x .
ไททาเนียมทนทานต่อสารละลายเจือจางของกรดและด่างหลายชนิด (ยกเว้น HF, H 3 PO 4 และ H 2 SO 4 เข้มข้น) อย่างไรก็ตาม ไททาเนียมทำปฏิกิริยาได้ง่ายแม้กับกรดอ่อนเมื่อมีสารเชิงซ้อน เช่น กรดไฮโดรฟลูออริก HF ก่อตัวเป็นแอนไอออนเชิงซ้อน 2-
เมื่อถูกความร้อน ไททาเนียมจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ด้วยไนโตรเจนที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 400°C ไททาเนียมจะสร้างไนไตรด์ TiN x (x=0.58-1.00) เมื่อไททาเนียมทำปฏิกิริยากับคาร์บอน จะเกิดไททาเนียมคาร์ไบด์ TiC x (x=0.49-1.00)
ไททาเนียมดูดซับไฮโดรเจน ก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีองค์ประกอบผันแปร TiH x . เมื่อถูกความร้อน ไฮไดรด์เหล่านี้จะสลายตัวด้วยการปล่อย H 2
ไททาเนียมเป็นโลหะผสมกับโลหะหลายชนิด
ในสารประกอบ ไททาเนียมแสดงสถานะออกซิเดชัน +2, +3 และ +4 สถานะออกซิเดชันที่เสถียรที่สุดคือ +4

การเชื่อมต่อที่สำคัญที่สุด:

ไทเทเนียมไดออกไซด์, ทีโอ 2 . ผงสีขาว สีเหลืองเมื่อให้ความร้อน ความหนาแน่น 3.9-4.25 g/cm3 . แอมโฟเทอรีน. ในความเข้มข้นของ H 2 SO 4 จะละลายได้เมื่อให้ความร้อนเป็นเวลานานเท่านั้น เมื่อผสมกับโซดา Na 2 CO 3 หรือโปแตช K 2 CO 3 TiO 2 ออกไซด์จะสร้างไททาเนต:
TiO 2 + K 2 CO 3 \u003d K 2 TiO 3 + CO 2
ไททาเนียม(IV) ไฮดรอกไซด์, TiO(OH) 2 *xH 2 O ตกตะกอนจากสารละลายของเกลือไททาเนียม มันถูกเผาอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ TiO 2 ออกไซด์ ไททาเนียม(IV) ไฮดรอกไซด์เป็นแอมโฟเทอริก
ไทเทเนียมเตตระคลอไรด์, TiCl 4 , ภายใต้สภาวะปกติ - ของเหลวที่มีสีเหลืองและควันสูงในอากาศ ซึ่งอธิบายได้จากการไฮโดรไลซิสอย่างเข้มข้นของ TiCl 4 ด้วยไอน้ำและการก่อตัวของหยดเล็กๆ ของ HCl และสารแขวนลอยของไททาเนียมไฮดรอกไซด์ น้ำเดือดจะไฮโดรไลซ์เป็นกรดไททานิก(??) ไททาเนียม(IV) คลอไรด์มีลักษณะเฉพาะโดยการก่อตัวของผลิตภัณฑ์เพิ่มเติม เช่น TiCl 4 *6NH 3, TiCl 4 *8NH 3, TiCl 4 *PCl 3 เป็นต้น เมื่อไททาเนียม(IV) คลอไรด์ละลายใน HCl จะเกิดกรดเชิงซ้อน H 2 ซึ่งไม่เป็นที่รู้จักในสถานะอิสระ เกลือ Me 2 ตกผลึกได้ดีและเสถียรในอากาศ
การลดลงของ TiCl 4 ด้วยไฮโดรเจน อะลูมิเนียม ซิลิกอน และสารรีดิวซ์ที่แรงอื่นๆ ทำให้เกิดไททาเนียมไตรคลอไรด์และไดคลอไรด์ TiCl 3 และ TiCl 2 ซึ่งเป็นของแข็งที่มีคุณสมบัติรีดิวซ์แรง
ไททาเนียมไนไตรด์- เป็นเฟสคั่นระหว่างหน้าที่มีพื้นที่กว้างเป็นเนื้อเดียวกัน, คริสตัลที่มีโครงตาข่ายตรงกลางลูกบาศก์. การได้รับ - โดยไททาเนียมไนไตรด์ที่ 1200 ° C หรือโดยวิธีอื่น ใช้เป็นวัสดุทนความร้อนเพื่อสร้างสารเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอ

แอปพลิเคชัน:

ในรูปของโลหะผสมโลหะนี้ใช้ในอุตสาหกรรมเคมี (เครื่องปฏิกรณ์ ท่อส่ง ปั๊ม) โลหะผสมเบา กระดูกเทียม เป็นวัสดุโครงสร้างที่สำคัญที่สุดในการต่อเครื่องบิน จรวด และการต่อเรือ
ไททาเนียมเป็นโลหะผสมเพิ่มเติมในเหล็กบางเกรด
นิทินอล (นิกเกิล-ไททาเนียม) เป็นโลหะผสมจำรูปร่างที่ใช้ในทางการแพทย์และเทคโนโลยี
ไททาเนียมอะลูมิไนด์มีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและทนความร้อนสูง ซึ่งส่งผลให้ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์ในฐานะวัสดุโครงสร้าง
ในรูปแบบของการเชื่อมต่อไททาเนียมไดออกไซด์สีขาวใช้ในสี (เช่น ไททาเนียมสีขาว) เช่นเดียวกับในการผลิตกระดาษและพลาสติก สารเติมแต่งอาหาร E171
สารประกอบออร์กาโนไททาเนียม (เช่น tetrabutoxytitanium) ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและสารทำให้แข็งในอุตสาหกรรมเคมีและสี
สารประกอบไททาเนียมอนินทรีย์ถูกนำมาใช้เป็นสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมเคมี อิเล็กทรอนิกส์ ไฟเบอร์กลาส

Matigorov A.V.
มหาวิทยาลัยแห่งรัฐ HF Tyumen

เซอร์โคเนียมและฮาฟเนียมก่อตัวเป็นสารประกอบในสถานะออกซิเดชัน +4 ไททาเนียมยังสามารถสร้างสารประกอบในสถานะออกซิเดชัน +3 ได้อีกด้วย

สารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ +3 สารประกอบไททาเนียม(III) ได้มาจากการลดสารประกอบไททาเนียม(IV) ตัวอย่างเช่น:

1200 ºС 650 ºС

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

สารประกอบไทเทเนียม (III) มีสีม่วง ไททาเนียมออกไซด์แทบไม่ละลายในน้ำ แต่แสดงคุณสมบัติพื้นฐาน ออกไซด์ คลอไรด์ เกลือ Ti 3+ เป็นตัวรีดิวซ์ที่แรง:

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

สำหรับสารประกอบไททาเนียม(III) ปฏิกิริยาการเสียสัดส่วนเป็นไปได้:

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

เมื่อให้ความร้อนต่อไป ไททาเนียม(II) คลอไรด์จะแบ่งสัดส่วน:

2Ti +2 Cl 2 (t) \u003d Ti 0 (t) + Ti +4 Cl 4 (ก.)

สารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ +4ไทเทเนียม (IV), เซอร์โคเนียม (IV) และแฮฟเนียม (IV) ออกไซด์เป็นสารทนไฟ เป็นสารเฉื่อยทางเคมี พวกมันแสดงคุณสมบัติของแอมโฟเทอริกออกไซด์: พวกมันทำปฏิกิริยากับกรดอย่างช้า ๆ ระหว่างการเดือดเป็นเวลานานและทำปฏิกิริยากับด่างระหว่างการหลอม:

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

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

ไททาเนียมออกไซด์ TiO 2 พบการใช้งานที่กว้างที่สุด ใช้เป็นสารตัวเติมในการผลิตสี ยาง และพลาสติก เซอร์โคเนียมออกไซด์ ZrO 2 ใช้สำหรับการผลิตถ้วยใส่ตัวอย่างและแผ่นโลหะทนไฟ

ไฮดรอกไซด์ไททาเนียม (IV), เซอร์โคเนียม (IV) และแฮฟเนียม (IV) - สารประกอบอสัณฐานขององค์ประกอบตัวแปร - EO 2 × nH 2 O สารที่ได้มาใหม่มีปฏิกิริยาค่อนข้างมากและละลายในกรด ไททาเนียมไฮดรอกไซด์ยังละลายได้ในด่าง ตะกอนที่มีอายุมากจะเฉื่อยมาก

เฮไลด์(คลอไรด์ โบรไมด์ และไอโอไดด์) Ti(IV), Zr(IV) และ Hf(IV) มีโครงสร้างโมเลกุล ระเหยง่ายและเกิดปฏิกิริยาได้ และถูกไฮโดรไลซ์ได้ง่าย เมื่อถูกความร้อน ไอโอไดด์จะสลายตัวเป็นโลหะ ซึ่งใช้ในการผลิตโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง ตัวอย่างเช่น:

TiI 4 = Ti + 2I 2

ไททาเนียม เซอร์โคเนียม และฮาฟเนียม ฟลูออไรด์เป็นโพลิเมอร์และทำปฏิกิริยาได้ไม่ดี

เกลือองค์ประกอบของหมู่ย่อยไททาเนียมในสถานะออกซิเดชัน +4 มีน้อยและไม่เสถียรทางไฮโดรไลติก โดยปกติแล้ว เมื่อออกไซด์หรือไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรด จะไม่เกิดเกลือปานกลาง แต่จะเกิดอนุพันธ์ของออกโซหรือไฮดรอกโซ ตัวอย่างเช่น:

TiO 2 + 2H 2 SO 4 \u003d TiOSO 4 + H 2 O; Ti (OH) 4 + 2HCl \u003d TiOСl 2 + H 2 O

มีการอธิบายถึงสารประกอบเชิงซ้อนประจุลบจำนวนมากของไททาเนียม เซอร์โคเนียม และแฮฟเนียม สารละลายที่เสถียรที่สุดและสารประกอบฟลูออไรด์ที่ก่อตัวได้ง่าย:

EO 2 + 6HF \u003d H 2 [EF 6] + 2H 2 O; EF 4 + 2KF \u003d K 2 [EF 6]

ไททาเนียมและแอนะล็อกนั้นมีลักษณะเป็นสารประกอบโคออร์ดิเนชันที่ไอออนเปอร์ออกไซด์ทำหน้าที่เป็นลิแกนด์:

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

ในกรณีนี้ สารละลายของสารประกอบไททาเนียม (IV) จะได้สีเหลืองส้ม ซึ่งทำให้สามารถตรวจจับไอออนบวกของไททาเนียม (IV) และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในเชิงวิเคราะห์ได้

ไฮไดรด์ (EN 2), คาร์ไบด์ (ES), ไนไตรด์ (EN), ซิลิไซด์ (ESi 2) และบอไรด์ (EV, EV 2) เป็นสารประกอบที่มีองค์ประกอบแปรผันคล้ายโลหะ สารประกอบไบนารีมีคุณสมบัติที่มีค่าซึ่งช่วยให้สามารถนำมาใช้ในเทคโนโลยีได้ ตัวอย่างเช่น โลหะผสมที่มี HfC 20% และ TiC 80% เป็นโลหะผสมที่ทนไฟได้มากที่สุดชนิดหนึ่งคือ m.p. 4400 ºС

คำนิยาม

ไทเทเนียมอยู่ในคาบที่สี่ของกลุ่ม IV ของกลุ่มย่อยรอง (B) ของตารางธาตุ การกำหนด - Ti ไททาเนียมเป็นโลหะสีขาวเงินในรูปของสารธรรมดา

หมายถึงโลหะเบา วัสดุทนไฟ ความหนาแน่น - 4.50 ก./ซม. 3 . จุดหลอมเหลวและจุดเดือดอยู่ที่ 1668 o C และ 3330 o C ตามลำดับ

ไททาเนียมทนทานต่อการกัดกร่อนเมื่อสัมผัสกับอากาศที่อุณหภูมิปกติ ซึ่งอธิบายได้จากการที่มีฟิล์มป้องกันองค์ประกอบ TiO 2 อยู่บนพื้นผิว เสถียรทางเคมีในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (สารละลายซัลเฟต คลอไรด์ น้ำทะเล ฯลฯ)

สถานะออกซิเดชันของไททาเนียมในสารประกอบ

ไททาเนียมสามารถมีอยู่ในรูปของสารธรรมดา - โลหะ และสถานะออกซิเดชันของโลหะในสถานะธาตุคือ ศูนย์เนื่องจากการกระจายของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในนั้นมีความสม่ำเสมอ

ในสารประกอบไททาเนียมสามารถแสดงสถานะออกซิเดชันได้ (+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) และ (+4) (Ti +4 F 4 , Ti +4 H 4 , Ti +4 Cl 4 , Ti +4 Br 4).

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย	วาเลนซ์ III และสถานะออกซิเดชัน (-3) ไนโตรเจนแสดงในสารประกอบ: a) N 2 H 4; ข) เอ็นเอช 3; ค) เอ็นเอช 4 คลอ; ง) ยังไม่มีข้อความ 2 O 5
วิธีการแก้	เพื่อให้คำตอบที่ถูกต้องสำหรับคำถามที่เกิดขึ้น เราจะสลับกันตรวจสอบความจุและสถานะออกซิเดชันของไนโตรเจนในสารประกอบที่เสนอ ก) ความจุของไฮโดรเจนจะเท่ากับ I เสมอ จำนวนหน่วยความจุของไฮโดรเจนทั้งหมดคือ 4 (1 × 4 = 4) หารค่าที่ได้รับด้วยจำนวนอะตอมของไนโตรเจนในโมเลกุล: 4/2 \u003d 2 ดังนั้นความจุของไนโตรเจนคือ II คำตอบนี้ไม่ถูกต้อง b) ความจุของไฮโดรเจนจะเท่ากับ I เสมอ จำนวนหน่วยความจุของไฮโดรเจนทั้งหมดคือ 3 (1 × 3 = 3) เราหารค่าที่ได้รับด้วยจำนวนอะตอมของไนโตรเจนในโมเลกุล: 3/1 \u003d 2 ดังนั้นความจุของไนโตรเจนคือ III สถานะออกซิเดชันของไนโตรเจนในแอมโมเนียคือ (-3): นี่คือคำตอบที่ถูกต้อง
ตอบ	ตัวเลือก (ข)

ตัวอย่างที่ 2

ออกกำลังกาย	คลอรีนมีสถานะออกซิเดชันเหมือนกันในแต่ละสารประกอบทั้งสอง: ก) FeCl 3 และ Cl 2 O 5; ข) KClO 3 และ Cl 2 O 5; ค) NaCl และ HClO; ง) KClO 2 และ CaCl 2
วิธีการแก้	เพื่อให้คำตอบที่ถูกต้องสำหรับคำถามที่เกิดขึ้น เราจะสลับกันกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันของคลอรีนในแต่ละคู่ของสารประกอบที่เสนอ ก) สถานะออกซิเดชันของเหล็กคือ (+3) และออกซิเจน - (-2) ลองใช้ค่าของสถานะออกซิเดชันของคลอรีนเป็น "x" และ "y" ในเหล็ก (III) คลอไรด์และคลอรีนออกไซด์ ตามลำดับ: y×2 + (-2)×5 = 0; คำตอบไม่ถูกต้อง b) สถานะออกซิเดชันของโพแทสเซียมและออกซิเจนคือ (+1) และ (-2) ตามลำดับ ลองใช้ค่าสถานะออกซิเดชันของคลอรีนเป็น "x" และ "y" ในสารประกอบที่เสนอ: 1 + x + (-2)×3 = 0; y×2 + (-2)×5 = 0; คำตอบคือถูกต้อง
ตอบ	ตัวเลือก (ข)

นิรันดร์, ลึกลับ, จักรวาล - ฉายาเหล่านี้และอื่น ๆ อีกมากมายได้รับมอบหมายให้ไททาเนียมในแหล่งต่าง ๆ ประวัติของการค้นพบโลหะนี้ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย ในขณะเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์หลายคนก็พยายามแยกธาตุนี้ให้อยู่ในรูปที่บริสุทธิ์ กระบวนการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และกำหนดขอบเขตการใช้งานในปัจจุบัน ไทเทเนียมเป็นโลหะแห่งอนาคต สถานที่ในชีวิตมนุษย์ยังไม่ได้รับการพิจารณาในที่สุด ซึ่งทำให้นักวิจัยสมัยใหม่มีขอบเขตที่กว้างขวางสำหรับความคิดสร้างสรรค์และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

ลักษณะ

องค์ประกอบทางเคมีแสดงอยู่ในตารางธาตุของ D. I. Mendeleev ด้วยสัญลักษณ์ Ti ตั้งอยู่ในกลุ่มย่อยรองของกลุ่ม IV ของยุคที่สี่ และมีหมายเลขซีเรียล 22 ไททาเนียมเป็นโลหะสีขาวเงิน เบาและทนทาน การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมมีโครงสร้างดังต่อไปนี้: +22)2)8)10)2, 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 2 4S 2. ดังนั้น ไททาเนียมจึงมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้หลายสถานะ: 2, 3, 4 ในสารประกอบที่เสถียรที่สุด ไททาเนียมจะมีสถานะเป็นเตตระวาเลนต์

ไทเทเนียม - โลหะผสมหรือโลหะ?

คำถามนี้สนใจมาก ในปี 1910 Hunter นักเคมีชาวอเมริกันได้รับไทเทเนียมบริสุทธิ์เป็นครั้งแรก โลหะมีสิ่งเจือปนเพียง 1% แต่ในเวลาเดียวกันปริมาณของโลหะนั้นน้อยมากและไม่สามารถศึกษาคุณสมบัติของมันเพิ่มเติมได้ ความเป็นพลาสติกของสารที่ได้รับทำได้ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงเท่านั้น ภายใต้สภาวะปกติ (อุณหภูมิห้อง) ตัวอย่างจะบอบบางเกินไป ในความเป็นจริงองค์ประกอบนี้ไม่ได้สนใจนักวิทยาศาสตร์เนื่องจากโอกาสในการใช้งานนั้นดูไม่แน่นอนเกินไป ความยากลำบากในการได้รับและการวิจัยยิ่งลดศักยภาพในการนำไปใช้ ในปีพ. ศ. 2468 นักเคมีจากเนเธอร์แลนด์ I. de Boer และ A. Van Arkel ได้รับโลหะไททาเนียมซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ดึงดูดความสนใจของวิศวกรและนักออกแบบทั่วโลก ประวัติความเป็นมาของการศึกษาองค์ประกอบนี้เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2333 ในเวลานี้นักวิทยาศาสตร์สองคนค้นพบไททาเนียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีในแบบคู่ขนานโดยไม่ขึ้นต่อกัน แต่ละคนได้รับสารประกอบ (ออกไซด์) ของสาร โดยไม่สามารถแยกโลหะออกจากรูปบริสุทธิ์ได้ ผู้ค้นพบไททาเนียมคือวิลเลียม เกรเกอร์ นักแร่วิทยาชาวอังกฤษ ในอาณาเขตของตำบลของเขาซึ่งตั้งอยู่ทางตะวันตกเฉียงใต้ของอังกฤษนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์เริ่มศึกษาทรายสีดำของหุบเขา Menaken ผลที่ได้คือการปล่อยเม็ดแวววาวซึ่งเป็นสารประกอบไททาเนียม ในขณะเดียวกัน ในเยอรมนี นักเคมี Martin Heinrich Klaproth ได้แยกสารใหม่ออกจากแร่รูไทล์ ในปี พ.ศ. 2340 เขายังพิสูจน์ด้วยว่าองค์ประกอบที่เปิดขนานกันนั้นคล้ายคลึงกัน ไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นปริศนาสำหรับนักเคมีหลายคนมานานกว่าศตวรรษ และแม้แต่ Berzelius ก็ไม่สามารถหาโลหะบริสุทธิ์ได้ เทคโนโลยีล่าสุดของศตวรรษที่ 20 ช่วยเร่งกระบวนการศึกษาองค์ประกอบดังกล่าวอย่างมีนัยสำคัญและกำหนดทิศทางเริ่มต้นสำหรับการใช้งาน ในขณะเดียวกันขอบเขตของแอปพลิเคชันก็ขยายออกไปอย่างต่อเนื่อง ความซับซ้อนของกระบวนการเพื่อให้ได้สารเช่นไททาเนียมบริสุทธิ์เท่านั้นที่สามารถจำกัดขอบเขตของมันได้ ราคาของโลหะผสมและโลหะค่อนข้างสูง ดังนั้นในปัจจุบันจึงไม่สามารถแทนที่เหล็กและอะลูมิเนียมแบบดั้งเดิมได้

ที่มาของชื่อ

Menakin เป็นชื่อแรกของไทเทเนียมซึ่งใช้จนถึงปี 1795 นั่นคือวิธีการที่ W. Gregor เรียกองค์ประกอบใหม่ตามความร่วมมือในดินแดน Martin Klaproth ตั้งชื่อธาตุนี้ว่า "ไทเทเนียม" ในปี 1797 ในเวลานี้ เพื่อนร่วมงานชาวฝรั่งเศสของเขา ซึ่งนำโดยนักเคมีที่มีชื่อเสียงพอสมควร A. L. Lavoisier ได้เสนอให้ตั้งชื่อสารที่เพิ่งค้นพบตามคุณสมบัติพื้นฐาน นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันไม่เห็นด้วยกับแนวทางนี้ เขาเชื่ออย่างสมเหตุสมผลว่าในขั้นตอนการค้นพบนั้นค่อนข้างยากที่จะระบุลักษณะทั้งหมดที่มีอยู่ในสารและสะท้อนให้เห็นในชื่อ อย่างไรก็ตาม ควรตระหนักว่าคำที่ Klaproth เลือกโดยสัญชาตญาณนั้นสอดคล้องกับโลหะอย่างสมบูรณ์ - สิ่งนี้ได้รับการเน้นย้ำซ้ำแล้วซ้ำอีกโดยนักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ มีสองทฤษฎีหลักสำหรับที่มาของชื่อไทเทเนียม โลหะนี้อาจถูกกำหนดให้เป็นเกียรติแก่ราชินีพรายไททาเนีย (ตัวละครในตำนานดั้งเดิม) ชื่อนี้เป็นสัญลักษณ์ของความสว่างและความแข็งแกร่งของสาร นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะใช้เวอร์ชันของการใช้ตำนานเทพเจ้ากรีกโบราณซึ่งเรียกบุตรที่ทรงพลังของเทพีแห่งโลก Gaia ว่าไททัน ชื่อของธาตุยูเรเนียมที่ค้นพบก่อนหน้านี้ก็พูดถึงเวอร์ชันนี้ด้วยเช่นกัน

อยู่ในธรรมชาติ

ในบรรดาโลหะที่มีคุณค่าทางเทคนิคต่อมนุษย์ ไททาเนียมมีอยู่มากเป็นอันดับสี่ในเปลือกโลก มีเพียงเหล็ก แมกนีเซียม และอะลูมิเนียมเท่านั้นที่มีลักษณะเป็นเปอร์เซ็นต์สูงในธรรมชาติ ไททาเนียมมีเนื้อหาสูงสุดอยู่ในเปลือกหินบะซอลต์ น้อยกว่าในชั้นหินแกรนิตเล็กน้อย ในน้ำทะเลปริมาณของสารนี้ต่ำ - ประมาณ 0.001 มก. / ล. ไททาเนียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่ใช้งานค่อนข้างมาก ดังนั้นจึงไม่สามารถพบได้ในรูปที่บริสุทธิ์ ส่วนใหญ่มักมีอยู่ในสารประกอบที่มีออกซิเจนในขณะที่มีความจุเป็นสี่ จำนวนของแร่ธาตุที่มีไททาเนียมแตกต่างกันไปตั้งแต่ 63 ถึง 75 (ในแหล่งต่างๆ) ในขณะที่ขั้นตอนการวิจัยปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ยังคงค้นพบรูปแบบใหม่ของสารประกอบของมัน สำหรับการใช้งานจริง แร่ธาตุต่อไปนี้มีความสำคัญสูงสุด:

1. อิลเมไนต์ (FeTiO 3)
2. รูไทล์ (TiO 2).
3. ไททาไนต์ (CaTiSiO 5)
4. เพอรอฟสไกต์ (CaTiO 3)
5. Titanomagnetite (FeTiO 3 + Fe 3 O 4) ฯลฯ

แร่ที่มีไททาเนียมที่มีอยู่ทั้งหมดจะแบ่งออกเป็นตัววางและตัวพื้นฐาน องค์ประกอบนี้เป็นการอพยพที่อ่อนแอ มันสามารถเดินทางได้เฉพาะในรูปของเศษหินหรือหินก้นทรายที่เคลื่อนที่ได้ ในชีวมณฑล ไททาเนียมจำนวนมากที่สุดพบได้ในสาหร่าย ในตัวแทนของสัตว์บกองค์ประกอบสะสมในเนื้อเยื่อผม ร่างกายมนุษย์มีไททาเนียมอยู่ในม้าม ต่อมหมวกไต รก ต่อมไทรอยด์

คุณสมบัติทางกายภาพ

ไททาเนียมเป็นโลหะไม่มีธาตุเหล็กที่มีสีขาวเงินซึ่งดูเหมือนเหล็ก ที่อุณหภูมิ 0 0 C ความหนาแน่นของมันคือ 4.517 g / cm 3 สารนี้มีความถ่วงจำเพาะต่ำ ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับโลหะอัลคาไล (แคดเมียม โซเดียม ลิเธียม ซีเซียม) ในแง่ของความหนาแน่น ไททาเนียมจะอยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างเหล็กและอะลูมิเนียม ในขณะที่ประสิทธิภาพการทำงานนั้นสูงกว่าองค์ประกอบทั้งสอง คุณสมบัติหลักของโลหะซึ่งนำมาพิจารณาเมื่อกำหนดขอบเขตการใช้งานคือความแข็ง ไททาเนียมแข็งแกร่งกว่าอะลูมิเนียม 12 เท่า แข็งแกร่งกว่าเหล็กและทองแดง 4 เท่า ทั้งยังเบากว่ามาก ความเป็นพลาสติกและความแข็งแรงของผลผลิตทำให้สามารถแปรรูปที่อุณหภูมิต่ำและสูงได้ เช่น ในกรณีของโลหะอื่นๆ เช่น การตอกหมุด การตี การเชื่อม การรีด คุณลักษณะที่โดดเด่นของไททาเนียมคือการนำความร้อนและไฟฟ้าต่ำ ในขณะที่คุณสมบัติเหล่านี้ถูกรักษาไว้ที่อุณหภูมิสูงขึ้นถึง 500 0 C ในสนามแม่เหล็ก ไททาเนียมเป็นองค์ประกอบพาราแมกเนติก ไม่ถูกดึงดูดเหมือนเหล็กและไม่ถูกผลัก ออกมาเหมือนทองแดง ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนที่สูงมากในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและภายใต้ความเค้นเชิงกลนั้นไม่เหมือนใคร กว่า 10 ปีที่อยู่ในน้ำทะเลไม่ได้เปลี่ยนรูปลักษณ์และส่วนประกอบของแผ่นไททาเนียม เหล็กในกรณีนี้จะถูกทำลายโดยการกัดกร่อน

คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของไททาเนียม

1. ความหนาแน่น (ภายใต้สภาวะปกติ) คือ 4.54 g/cm 3
2. เลขอะตอมคือ 22
3. กลุ่มโลหะ - ทนไฟ, เบา
4. มวลอะตอมของไทเทเนียมคือ 47.0
5. จุดเดือด (0 C) - 3260
6. ปริมาณโมล cm 3 / mol - 10.6.
7. จุดหลอมเหลวของไททาเนียม (0 C) คือ 1668
8. ความร้อนเฉพาะของการระเหย (kJ / mol) - 422.6
9. ความต้านทานไฟฟ้า (ที่ 20 0 C) โอห์ม * ซม. * 10 -6 - 45.

คุณสมบัติทางเคมี

ความต้านทานการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้นขององค์ประกอบอธิบายได้จากการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ขนาดเล็กบนพื้นผิว ป้องกัน (ภายใต้สภาวะปกติ) จากก๊าซ (ออกซิเจน ไฮโดรเจน) ในบรรยากาศโดยรอบของธาตุ เช่น โลหะไททาเนียม คุณสมบัติของมันเปลี่ยนไปภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 600 0 C จะเกิดปฏิกิริยาอันตรกิริยากับออกซิเจน ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของไททาเนียมออกไซด์ (TiO 2) ในกรณีของการดูดซับก๊าซในชั้นบรรยากาศ จะเกิดสารประกอบที่เปราะซึ่งไม่สามารถใช้งานได้จริง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการเชื่อมและการหลอมไททาเนียมจึงดำเนินการภายใต้สภาวะสุญญากาศ ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้คือกระบวนการละลายไฮโดรเจนในโลหะ ซึ่งเกิดขึ้นอย่างแข็งขันมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น (จาก 400 0 C ขึ้นไป) ไทเทเนียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งอนุภาคขนาดเล็ก (แผ่นบางหรือเส้นลวด) เผาไหม้ในบรรยากาศไนโตรเจน ปฏิกิริยาทางเคมีของการโต้ตอบเป็นไปได้ที่อุณหภูมิ 700 0 C เท่านั้นซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ TiN ไนไตรด์ สร้างโลหะผสมที่มีความแข็งสูงด้วยโลหะหลายชนิด ซึ่งมักเป็นองค์ประกอบในการผสม ทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน (โครเมียม โบรมีน ไอโอดีน) เฉพาะเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา (อุณหภูมิสูง) และอาจมีปฏิสัมพันธ์กับสารแห้ง ในกรณีนี้ จะเกิดโลหะผสมทนไฟที่แข็งมาก ด้วยสารละลายของด่างและกรดส่วนใหญ่ ไททาเนียมไม่มีฤทธิ์ทางเคมี ยกเว้นซัลฟิวริกเข้มข้น (ที่มีการเดือดเป็นเวลานาน) ไฮโดรฟลูออริก สารอินทรีย์ร้อน (ฟอร์มิก ออกซาลิก)

สถานที่เกิด

แร่อิลเมไนต์เป็นแร่ที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ - ปริมาณสำรองประมาณ 800 ล้านตัน เงินฝากของแร่ไหมทองนั้นเจียมเนื้อเจียมตัวมากขึ้น แต่ปริมาณทั้งหมด - ในขณะที่ยังคงการเติบโตของการผลิต - ควรให้มนุษย์ได้รับโลหะเช่นไทเทเนียมในอีก 120 ปีข้างหน้า ราคาของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะขึ้นอยู่กับความต้องการและระดับความสามารถในการผลิตที่เพิ่มขึ้น แต่โดยเฉลี่ยแล้วจะแตกต่างกันไปในช่วงตั้งแต่ 1,200 ถึง 1,800 รูเบิล/กก. ในเงื่อนไขของการปรับปรุงทางเทคนิคอย่างต่อเนื่อง ต้นทุนของกระบวนการผลิตทั้งหมดจะลดลงอย่างมากด้วยการปรับปรุงให้ทันสมัยทันเวลา จีนและรัสเซียมีปริมาณสำรองมากที่สุด ญี่ปุ่น แอฟริกาใต้ ออสเตรเลีย คาซัคสถาน อินเดีย เกาหลีใต้ ยูเครน และซีลอนก็มีฐานทรัพยากรแร่เช่นกัน เงินฝากแตกต่างกันในปริมาณการผลิตและเปอร์เซ็นต์ของไททาเนียมในแร่ การสำรวจทางธรณีวิทยากำลังดำเนินอยู่ซึ่งทำให้สามารถสันนิษฐานได้ว่ามูลค่าตลาดของโลหะลดลงและการใช้งานที่กว้างขึ้น รัสเซียเป็นผู้ผลิตไทเทเนียมรายใหญ่ที่สุด

ใบเสร็จ

สำหรับการผลิตไทเทเนียมมักใช้ไททาเนียมไดออกไซด์ซึ่งมีสิ่งเจือปนน้อยที่สุด ได้มาจากการเพิ่มความเข้มข้นของแร่อิลเมไนต์หรือแร่รูไทล์ ในเตาอาร์คไฟฟ้า การรักษาความร้อนของแร่เกิดขึ้นพร้อมกับการแยกเหล็กและการก่อตัวของตะกรันที่มีไททาเนียมออกไซด์ ใช้วิธีซัลเฟตหรือคลอไรด์ในการประมวลผลส่วนที่ปราศจากธาตุเหล็ก ไททาเนียมออกไซด์เป็นผงสีเทา (ดูรูป) โลหะไททาเนียมได้มาจากการประมวลผลแบบค่อยเป็นค่อยไป

ระยะแรกเป็นกระบวนการเผาตะกรันด้วยถ่านโค้กและสัมผัสไอคลอรีน TiCl 4 ที่เกิดขึ้นจะลดลงด้วยแมกนีเซียมหรือโซเดียมเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิ 850 0 C ฟองน้ำไททาเนียม (มวลรวมที่มีรูพรุน) ที่ได้จากปฏิกิริยาเคมีจะถูกทำให้บริสุทธิ์หรือหลอมเป็นแท่ง ขึ้นอยู่กับทิศทางการใช้งานเพิ่มเติม โลหะผสมหรือโลหะบริสุทธิ์จะเกิดขึ้น (สิ่งเจือปนจะถูกกำจัดออกโดยการให้ความร้อนถึง 1,000 0 C) สำหรับการผลิตสารที่มีสิ่งเจือปน 0.01% จะใช้วิธีไอโอไดด์ มันขึ้นอยู่กับกระบวนการระเหยของไอระเหยจากฟองน้ำไททาเนียมที่ผ่านการบำบัดด้วยฮาโลเจน

แอพพลิเคชั่น

อุณหภูมิหลอมละลายของไททาเนียมค่อนข้างสูง ซึ่งเมื่อพิจารณาจากความเบาของโลหะแล้ว จึงเป็นข้อได้เปรียบที่ประเมินค่าไม่ได้ในการใช้เป็นวัสดุโครงสร้าง ดังนั้นจึงพบการใช้งานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการต่อเรือ อุตสาหกรรมการบิน การผลิตจรวด และอุตสาหกรรมเคมี ไททาเนียมมักใช้เป็นสารเติมแต่งอัลลอยด์ในโลหะผสมต่างๆ ซึ่งมีคุณสมบัติความแข็งและทนความร้อนเพิ่มขึ้น คุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนสูงและความสามารถในการทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงทำให้โลหะชนิดนี้ขาดไม่ได้สำหรับอุตสาหกรรมเคมี ไททาเนียม (โลหะผสมของมัน) ถูกใช้เพื่อสร้างท่อส่ง ถัง วาล์ว ตัวกรองที่ใช้ในการกลั่นและขนส่งกรดและสารออกฤทธิ์ทางเคมีอื่นๆ เป็นที่ต้องการเมื่อสร้างอุปกรณ์ที่ทำงานในสภาวะที่มีตัวบ่งชี้อุณหภูมิสูง สารประกอบไททาเนียมใช้ทำเครื่องมือตัดที่มีความทนทาน สี พลาสติกและกระดาษ เครื่องมือผ่าตัด รากฟันเทียม เครื่องประดับ วัสดุตกแต่ง และใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ทุกเส้นทางยากจะบรรยาย ยาแผนปัจจุบันเนื่องจากความปลอดภัยทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์มักใช้โลหะไททาเนียม ราคาเป็นปัจจัยเดียวที่ส่งผลต่อความกว้างของการประยุกต์ใช้องค์ประกอบนี้ เป็นเรื่องที่ยุติธรรมที่จะกล่าวว่าไทเทเนียมเป็นวัสดุแห่งอนาคต โดยการศึกษาว่ามนุษยชาติใดจะก้าวไปสู่ขั้นใหม่ของการพัฒนา

1941 อุณหภูมิเดือด 3560 อู๊ด. ความร้อนของฟิวชั่น 18.8 กิโลจูล/โมล อู๊ด. ความร้อนจากการระเหย 422.6 กิโลจูล/โมล ความจุความร้อนของกราม 25.1 J/(K โมล) ปริมาณโมลาร์ 10.6 ซม.³/โมล ตาข่ายผลึกของสารอย่างง่าย โครงสร้างตาข่าย หกเหลี่ยม
อัดแน่น (α-Ti) พารามิเตอร์ขัดแตะ a=2.951 c=4.697 (α-Ti) ทัศนคติ ค/ก 1,587 อุณหภูมลาก่อน 380 ลักษณะอื่นๆ การนำความร้อน (300 K) 21.9 W/(m K) ไม่มีCAS 7440-32-6

ยูทูบ สารานุกรม

1 / 5

✪ไทเทเนี่ยม/ไทเทเนียม. เคมีเป็นเรื่องง่าย

✪ ไททาเนียมเป็นโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก!

✪ เคมี 57. องค์ประกอบคือไททาเนียม ธาตุปรอท - Academy of Entertainment Sciences

✪ การผลิตไทเทเนียม ไททาเนียมเป็นหนึ่งในโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก!

✪ อิริเดียม - โลหะที่หายากที่สุดในโลก!

คำบรรยาย

สวัสดีทุกคน! Alexander Ivanov อยู่กับคุณและนี่คือโครงการ "เคมีเป็นเรื่องง่าย" และตอนนี้เราจะจุดไฟให้สว่างขึ้นเล็กน้อยด้วยไทเทเนียม! นี่คือลักษณะของไททาเนียมบริสุทธิ์ไม่กี่กรัม ซึ่งได้รับเมื่อนานมาแล้วที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ สมัยที่ยังไม่เป็นมหาวิทยาลัยด้วยซ้ำ ตัวอย่างนี้มาจากพิพิธภัณฑ์แห่งนั้น นี่คือแร่หลักที่ไททาเนียมใช้ สกัดออกมาแล้วดูเหมือนว่านี่คือรูไทล์ มีแร่ธาตุที่รู้จักมากกว่า 100 ชนิดที่มีไททาเนียม ในปี พ.ศ. 2410 ทุกสิ่งที่ผู้คนรู้เกี่ยวกับไททาเนียมมีอยู่ในตำราใน 1 หน้า พอถึงต้นศตวรรษที่ 20 ก็ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงจริงๆ ในปี พ.ศ. 2334 นักเคมีชาวอังกฤษและ นักวิทยาแร่วิทยา William Gregor ค้นพบองค์ประกอบใหม่ในแร่เมนาไคไนต์และเรียกมันว่า "เมนาคิน" หลังจากนั้นไม่นานในปี พ.ศ. 2338 Martin Klaproth นักเคมีชาวเยอรมันได้ค้นพบองค์ประกอบทางเคมีใหม่ในแร่อื่น - รูไทล์ ไทเทเนียมได้ชื่อมาจาก Klaproth ผู้ตั้งชื่อมันว่า เพื่อเป็นเกียรติแก่ราชินีแห่งเอลฟ์ Titania อย่างไรก็ตามตามเวอร์ชันอื่นชื่อขององค์ประกอบนั้นมาจากไททันส์ซึ่งเป็นบุตรชายผู้ยิ่งใหญ่ของเทพีแห่งโลก - เกย์ อย่างไรก็ตามในปี 1797 ปรากฎว่า Gregor และ Klaproth ค้นพบ องค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน แต่ชื่อ สิ่งที่ Klaproth มอบให้ยังคงอยู่ แต่ทั้ง Gregor และ Klaproth ไม่สามารถหาไทเทเนียมที่เป็นโลหะได้ พวกเขาได้ผงผลึกสีขาว ซึ่งก็คือไททาเนียมไดออกไซด์ เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์รัสเซีย D.K. Kirilov ในปี พ.ศ. 2418 แต่เมื่อมันเกิดขึ้นโดยไม่มีการรายงานข่าวที่เหมาะสมงานของเขาก็ไม่สังเกตเห็น หลังจากนั้น L. Nilsson และ O. Peterson ชาวสวีเดนได้รับไททาเนียมบริสุทธิ์รวมถึง Moissan ชาวฝรั่งเศส และในปี 1910 นักเคมีชาวอเมริกัน เอ็ม. ฮันเตอร์ปรับปรุงวิธีการก่อนหน้านี้เพื่อให้ได้มาซึ่งไททาเนียมและได้รับไททาเนียมบริสุทธิ์ 99% หลายกรัม นั่นคือเหตุผลที่ในหนังสือส่วนใหญ่ฮันเตอร์เป็นผู้ระบุว่านักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับไททาเนียมที่เป็นโลหะนั้นไม่มีใครทำนายอนาคตที่ดีสำหรับไททาเนียมได้อย่างไร ในองค์ประกอบของมันทำให้เปราะบางและเปราะบางมากซึ่งไม่อนุญาตให้มีการประมวลผลเชิงกล ดังนั้นสารประกอบไททาเนียมบางชนิดจึงพบการใช้งานอย่างแพร่หลายก่อนที่ตัวโลหะจะเป็นตัวโลหะเอง ไททาเนียมเตตระคลอไรด์ถูกใช้ในสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเพื่อสร้างม่านควัน ในที่โล่งไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ไฮโดรไลซ์ เพื่อสร้างไททาเนียมออกซีคลอไรด์และไททาเนียมออกไซด์ ควันสีขาวที่เราเห็นคืออนุภาคออกซีคลอไรด์และไททาเนียมออกไซด์ อนุภาคเหล่านี้คืออะไรกันแน่ เราสามารถยืนยันได้หากเราหยดไททาเนียมเตตระคลอไรด์ลงในน้ำ 2-3 หยด ปัจจุบันใช้ไททาเนียมเตตระคลอไรด์เพื่อให้ได้โลหะไททาเนียม วิธีการรับ ไททาเนียมบริสุทธิ์ไม่ได้เปลี่ยนไปในร้อยปี อันดับแรก ไททาเนียมไดออกไซด์ถูกแปลงด้วยคลอรีนเป็นไททาเนียมเตตระคลอไรด์ ซึ่งเราได้พูดถึงไปก่อนหน้านี้แล้วด้วยความช่วยเหลือของแมกนีเซียมเทอร์เมียโลหะไททาเนียมได้มาจากไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ซึ่งก่อตัวเป็นฟองน้ำกระบวนการนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิ 900 ° C ในการโต้กลับเหล็กเนื่องจาก น่าเสียดายที่เราไม่มีโอกาสแสดงกระบวนการนี้ในสภาวะที่เกิดปฏิกิริยาที่รุนแรง ผลที่ได้คือ ฟองน้ำไททาเนียมที่ได้มาซึ่งถูกหลอมเป็นโลหะขนาดเล็ก เพื่อให้ได้ ไททาเนียมบริสุทธิ์พิเศษ จะใช้วิธีการ กลั่นไอโอไดด์ ซึ่ง เราจะให้รายละเอียดในวิดีโอเกี่ยวกับเซอร์โคเนียม ดังที่คุณได้สังเกตเห็นแล้ว ไททาเนียมเตตระคลอไรด์เป็นของเหลวใสไม่มีสีภายใต้สภาวะปกติ แต่ถ้าเราใช้ไททาเนียมไตรคลอไรด์ มันจะเป็นของแข็งสีม่วง sity คลอรีนเพียงอะตอมเดียวในโมเลกุลที่น้อยลง และไททาเนียมไตรคลอไรด์ที่มีสถานะแตกต่างกันอยู่แล้วก็สามารถดูดความชื้นได้ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะทำงานกับมันในบรรยากาศเฉื่อยเท่านั้น ไททาเนียม ไตรคลอไรด์ละลายได้ดีในกรดไฮโดรคลอริก คุณกำลังสังเกตกระบวนการนี้ ไอออนเชิงซ้อน 3 ก่อตัวขึ้นในสารละลาย ไอออนเชิงซ้อนคืออะไร ฉันจะบอกคุณบ้าง ครั้งต่อไป ในขณะเดียวกันก็ตกใจ :) หากเติมกรดไนตริกเล็กน้อยลงในสารละลายที่เกิดขึ้นไททาเนียมไนเตรตจะเกิดขึ้นและปล่อยก๊าซสีน้ำตาลซึ่งเราเห็นจริง ๆ มีปฏิกิริยาเชิงคุณภาพกับไทเทเนียมไอออนเราหยดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ อย่างที่คุณเห็นปฏิกิริยาเกิดขึ้นกับการก่อตัวของสารประกอบที่มีสีสดใส นี่คือกรด pertitanic ในปี 1908 ไทเทเนียมไดออกไซด์เริ่มถูกนำมาใช้ในสหรัฐอเมริกาเพื่อผลิตสีขาวซึ่งแทนที่สีขาวซึ่งขึ้นอยู่กับตะกั่ว และสังกะสี ไททาเนียมขาวมีคุณภาพเหนือกว่าตะกั่วและสังกะสีมาก นอกจากนี้ ไททาเนียมออกไซด์ยังใช้ในการผลิตอีนาเมลซึ่งใช้สำหรับการเคลือบโลหะและไม้ในการต่อเรือ ปัจจุบัน ไททาเนียมไดออกไซด์ถูกใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสีย้อมสีขาว - นี่คือสารเติมแต่ง E171 ซึ่งสามารถพบได้ในปูอัด, ซีเรียลอาหารเช้า, มายองเนส, หมากฝรั่ง, ผลิตภัณฑ์นม ฯลฯ นอกจากนี้ยังใช้ไทเทเนียมไดออกไซด์ในเครื่องสำอาง - เขาเข้าสู่ sos การมีครีมกันแดด "สิ่งที่แวววาวไม่ใช่ทอง" - เรารู้คำพูดนี้ตั้งแต่เด็ก และเกี่ยวกับคริสตจักรสมัยใหม่และไททาเนียม มันใช้งานได้จริง และดูเหมือนว่าอะไรจะเหมือนกันระหว่างคริสตจักรกับไททาเนียม? และนี่คือสิ่งที่: โดมสมัยใหม่ของโบสถ์ทุกแห่งที่ส่องแสงด้วยทองคำ แท้จริงแล้ว ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับทองคำเลย อันที่จริง โดมทั้งหมดเคลือบด้วยไททาเนียมไนไตรด์ นอกจากนี้ ดอกสว่านโลหะยังเคลือบด้วยไททาเนียมไนไตรด์ เฉพาะในปี 1925 สูง - ได้ไททาเนียมบริสุทธิ์ซึ่งทำให้สามารถศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีได้และกลายเป็นสิ่งที่ยอดเยี่ยม ปรากฎว่า ไททาเนียมซึ่งเบากว่าเหล็กเกือบสองเท่ามีความแข็งแกร่งมากกว่าเหล็กหลายชนิด นอกจากนี้ แม้ว่าไททาเนียม หนักกว่าอะลูมิเนียมหนึ่งเท่าครึ่ง แข็งแกร่งกว่าอะลูมิเนียมถึงหกเท่า และคงความแข็งแรงไว้ได้สูงถึง 500 °C - เนื่องจากการนำไฟฟ้าสูงและไม่เป็นแม่เหล็ก ไทเทเนียมจึงได้รับความสนใจสูงในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า ไทเทเนียมจึงมีความสำคัญสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน เนื่องจากคุณสมบัติของมัน ไทเทเนียมได้กลายเป็นวัสดุสำหรับเทคโนโลยีอวกาศ ในรัสเซีย ใน Verkhnyaya Salda มีบริษัท VSMPO-AVISMA ซึ่งผลิตไทเทเนียมสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศทั่วโลก จากไทเทเนียมของ Verkhne Saldinskoye ทำให้ Boeings, Airbuses, Rolls- โร ก้อนน้ำแข็ง อุปกรณ์เคมีต่าง ๆ และขยะราคาแพงอื่น ๆ อีกมากมาย อย่างไรก็ตาม คุณแต่ละคนสามารถซื้อพลั่วหรือชะแลงที่ทำจากไททาเนียมบริสุทธิ์ได้! และไม่ใช่เรื่องตลก! และนี่คือวิธีที่ผงไททาเนียมละเอียดทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ด้วยการเผาไหม้ที่มีสีสันเช่นนี้ ไททาเนียมจึงถูกนำไปประยุกต์ใช้ในพลุไฟ และนั่นคือทั้งหมด สมัครสมาชิก ชูนิ้วของคุณ อย่าลืมสนับสนุนโครงการและบอกต่อเพื่อนของคุณ! บาย!

เรื่องราว

การค้นพบ TiO 2 เกิดขึ้นเกือบพร้อมกันและเป็นอิสระโดยชาวอังกฤษ ว.เกรเกอร์?!และนักเคมีชาวเยอรมัน M. G. Klaproth W. Gregor ศึกษาองค์ประกอบของทรายเฟอร์รูจินัสแม่เหล็ก (Creed, Cornwall, England,) แยก "ดิน" ใหม่ (ออกไซด์) ของโลหะที่ไม่รู้จักซึ่งเขาเรียกว่าเมนาเคน ในปี พ.ศ. 2338 Klaproth นักเคมีชาวเยอรมันได้ค้นพบธาตุใหม่ในแร่รูไทล์และตั้งชื่อมันว่าไททาเนียม สองปีต่อมา Klaproth ได้พิสูจน์แล้วว่าแร่รูไทล์และแร่เมนาเคนเอิร์ธเป็นออกไซด์ของธาตุชนิดเดียวกัน ซึ่งชื่อ "ไททาเนียม" ที่ Klaproth เสนอนั้นยังคงอยู่ หลังจากผ่านไป 10 ปี การค้นพบไททาเนียมเกิดขึ้นเป็นครั้งที่สาม นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส L.Vauquelin ค้นพบไททาเนียมในอนาเทสและพิสูจน์ว่ารูไทล์และอนาเทสเป็นไททาเนียมออกไซด์ที่เหมือนกัน

ตัวอย่างแรกของโลหะไทเทเนียมได้รับในปี พ.ศ. 2368 โดย J. Ya. Berzelius เนื่องจากกิจกรรมทางเคมีที่สูงของไทเทเนียมและความซับซ้อนของการทำให้บริสุทธิ์ ชาวดัตช์ A. van Arkel และ I. de Boer ได้รับตัวอย่างบริสุทธิ์ของ Ti ในปี 1925 โดยการสลายตัวด้วยความร้อนของไอไทเทเนียมไอโอไดด์ TiI 4

ที่มาของชื่อ

โลหะได้ชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ไททันส์ ตัวละครในเทพนิยายกรีกโบราณ ลูกหลานของไกอา Martinclaproth เป็นผู้ตั้งชื่อธาตุตามมุมมองของเขาเกี่ยวกับการตั้งชื่อทางเคมี ตรงข้ามกับโรงเรียนสอนเคมีของฝรั่งเศส ที่พวกเขาพยายามตั้งชื่อธาตุตามคุณสมบัติทางเคมี เนื่องจากนักวิจัยชาวเยอรมันเองสังเกตเห็นความเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดคุณสมบัติขององค์ประกอบใหม่โดยใช้ออกไซด์เท่านั้น เขาจึงเลือกชื่อจากตำนานโดยเปรียบเทียบกับยูเรเนียมที่เขาค้นพบก่อนหน้านี้

อยู่ในธรรมชาติ

ไททาเนียมมีมากเป็นอันดับที่ 10 ในธรรมชาติ เนื้อหาในเปลือกโลกคือ 0.57% โดยมวลในน้ำทะเล - 0.001 มก. / ล. 300 กรัม/ตันในหินอุลตร้าเบสิก 9 กก./ตันในหินพื้นฐาน 2.3 กก./ตันในหินกรด 4.5 กก./ตันในดินเหนียวและหินดินดาน ในเปลือกโลก ไททาเนียมมักเป็นสารเตตระวาเลนต์และมีอยู่ในสารประกอบออกซิเจนเท่านั้น มันไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบอิสระ ไทเทเนียมภายใต้สภาพดินฟ้าอากาศและการตกตะกอนมีความสัมพันธ์ทางธรณีเคมีกับ Al 2 O 3 มีความเข้มข้นในบอกไซต์ของเปลือกโลกที่ผุกร่อนและในตะกอนดินเหนียวในทะเล การถ่ายโอนไททาเนียมนั้นดำเนินการในรูปแบบของชิ้นส่วนเชิงกลของแร่ธาตุและในรูปของคอลลอยด์ สะสม TiO 2 มากถึง 30% โดยน้ำหนักในดินเหนียวบางชนิด แร่ธาตุไททาเนียมทนทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศและสร้างความเข้มข้นสูงในเพลเซอร์ รู้จักแร่ธาตุมากกว่า 100 ชนิดที่มีไททาเนียม สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ: rutile TiO 2 , ilmenite FeTiO 3 , titanomagnetite FeTiO 3 + Fe 3 O 4 , perovskite CaTiO 3 , titanite CaTiSiO 5 . มีแร่ไททาเนียมหลัก - ilmenite-titanomagnetite และ placer - rutile-ilmenite-zircon

สถานที่เกิด

เงินฝากไทเทเนียมตั้งอยู่ในดินแดนของแอฟริกาใต้, รัสเซีย, ยูเครน, จีน, ญี่ปุ่น, ออสเตรเลีย, อินเดีย, ซีลอน, บราซิล, เกาหลีใต้, คาซัคสถาน ในกลุ่มประเทศ CIS สหพันธรัฐรัสเซีย (58.5%) และยูเครน (40.2%) เป็นผู้นำในแง่ของปริมาณสำรองแร่ไททาเนียมที่สำรวจแล้ว เงินฝากที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซียคือ Yaregskoye

ปริมาณสำรองและการผลิต

ในปี 2545 90% ของไทเทเนียมที่ขุดได้ถูกนำมาใช้เพื่อผลิตไททาเนียมไดออกไซด์ TiO 2 การผลิตไททาเนียมไดออกไซด์ของโลกอยู่ที่ 4.5 ล้านตันต่อปี ปริมาณสำรองไททาเนียมไดออกไซด์ที่ยืนยันแล้ว (ไม่มีรัสเซีย) อยู่ที่ประมาณ 800 ล้านตัน สำหรับปี 2549 จากการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐในแง่ของไททาเนียมไดออกไซด์และไม่รวมรัสเซียปริมาณสำรองของแร่อิลเมไนต์อยู่ที่ 603-673 ล้านตันและไหมทอง - 49, 7-52.7 ล้านตัน. ดังนั้นในอัตราการผลิตปัจจุบันปริมาณสำรองไทเทเนียมที่พิสูจน์แล้วของโลก (ไม่รวมรัสเซีย) จะเพียงพอสำหรับมากกว่า 150 ปี

รัสเซียมีไทเทเนียมสำรองมากเป็นอันดับสองของโลกรองจากจีน ฐานทรัพยากรแร่ของไทเทเนียมในรัสเซียประกอบด้วยแหล่งแร่ 20 แห่ง (ซึ่ง 11 แห่งเป็นแหล่งน้ำหลักและ 9 แห่งเป็นลุ่มน้ำ) ซึ่งกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วประเทศ เงินฝากที่ใหญ่ที่สุดที่สำรวจ (Yaregskoye) อยู่ห่างจากเมือง Ukhta (สาธารณรัฐ Komi) 25 กม. ปริมาณสำรองของเงินฝากอยู่ที่ประมาณ 2 พันล้านตันของแร่โดยมีปริมาณไททาเนียมไดออกไซด์เฉลี่ยประมาณ 10%

ผู้ผลิตไททาเนียมรายใหญ่ที่สุดของโลกคือบริษัท VSMPO-AVISMA ของรัสเซีย

ใบเสร็จ

ตามกฎแล้ว วัสดุเริ่มต้นสำหรับการผลิตไททาเนียมและสารประกอบของมันคือไททาเนียมไดออกไซด์ที่มีสิ่งเจือปนค่อนข้างน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันสามารถเป็นความเข้มข้นของรูไทล์ที่ได้รับระหว่างการเสริมแร่ไททาเนียม อย่างไรก็ตาม ปริมาณสำรองแร่รูไทล์ในโลกมีจำกัด และมักจะใช้แร่รูไทล์สังเคราะห์หรือตะกรันไททาเนียมที่ได้จากกระบวนการผลิตอิลเมไนต์เข้มข้น เพื่อให้ได้ตะกรันไททาเนียม ความเข้มข้นของอิลเมไนต์จะลดลงในเตาอาร์คไฟฟ้า ในขณะที่เหล็กจะถูกแยกออกเป็นเฟสโลหะ (เหล็กหล่อ) และไททาเนียมออกไซด์และสิ่งเจือปนที่ไม่ลดลงจะก่อตัวเป็นเฟสของตะกรัน ตะกรันที่อุดมไปด้วยจะถูกประมวลผลโดยวิธีคลอไรด์หรือกรดซัลฟิวริก

ความเข้มข้นของแร่ไททาเนียมจะต้องผ่านกระบวนการกรดซัลฟิวริกหรือกระบวนการไพโรเมททัลโลจิคัล ผลิตภัณฑ์ของการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกคือผงไททาเนียมไดออกไซด์ TiO 2 โดยใช้วิธี pyrometallurgical แร่จะถูกเผาด้วยถ่านโค้กและบำบัดด้วยคลอรีน เพื่อให้ได้ไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ TiCl 4 หนึ่งคู่:

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)\rightarrow TiCl_(4)+2CO)))

ไอ TiCl 4 ที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 850 ° C จะลดลงด้วยแมกนีเซียม:

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

นอกจากนี้ กระบวนการที่เรียกว่า Cambridge FFC ซึ่งตั้งชื่อตามนักพัฒนา Derek Frey, Tom Farthing และ George Chen และมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ที่ก่อตั้งขึ้นนั้น กำลังเริ่มได้รับความนิยม กระบวนการทางเคมีไฟฟ้านี้ช่วยให้ไททาเนียมลดลงอย่างต่อเนื่องโดยตรงจากออกไซด์ในส่วนผสมที่หลอมละลายของแคลเซียมคลอไรด์และปูนขาว กระบวนการนี้ใช้อ่างอิเล็กโทรไลต์ที่บรรจุส่วนผสมของแคลเซียมคลอไรด์และปูนขาว โดยมีแอโนดสังเวยกราไฟต์ (หรือเป็นกลาง) และแคโทดที่ทำจากออกไซด์ที่จะถูกรีดิวซ์ เมื่อกระแสไหลผ่านอ่าง อุณหภูมิจะสูงถึง ~1,000–1100°C อย่างรวดเร็ว และแคลเซียมออกไซด์ที่หลอมละลายจะสลายตัวที่ขั้วบวกเป็นออกซิเจนและโลหะแคลเซียม:

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

ออกซิเจนที่เกิดขึ้นจะออกซิไดซ์ขั้วบวก (ในกรณีของการใช้กราไฟต์) และแคลเซียมที่หลอมเหลวจะย้ายไปยังแคโทด ซึ่งจะคืนค่าไททาเนียมจากออกไซด์:

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

แคลเซียมออกไซด์ที่เกิดขึ้นจะแตกตัวเป็นออกซิเจนและโลหะแคลเซียมอีกครั้ง และกระบวนการนี้จะทำซ้ำจนกว่าแคโทดจะเปลี่ยนรูปเป็นฟองน้ำไททาเนียมโดยสมบูรณ์ หรือแคลเซียมออกไซด์หมดไป แคลเซียมคลอไรด์ในกระบวนการนี้ใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์เพื่อให้การนำไฟฟ้าแก่การหลอมเหลวและการเคลื่อนที่ของไอออนแคลเซียมและออกซิเจนที่แอคทีฟ เมื่อใช้ขั้วบวกเฉื่อย (เช่น ดีบุกออกไซด์) แทนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โมเลกุลออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวก ซึ่งสร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง แต่กระบวนการในกรณีนี้จะมีความเสถียรน้อยลง นอกจากนี้ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ การสลายตัวของคลอไรด์กลายเป็นพลังงานที่เอื้ออำนวยมากกว่าแคลเซียมออกไซด์ ส่งผลให้เกิดการปลดปล่อยโมเลกุลคลอรีน

ไทเทเนียม "ฟองน้ำ" ที่เกิดขึ้นจะถูกละลายและทำให้บริสุทธิ์ ไททาเนียมถูกทำให้บริสุทธิ์ด้วยวิธีไอโอไดด์หรืออิเล็กโทรลิซิส โดยแยก Ti ออกจาก TiCl 4 เพื่อให้ได้แท่งไทเทเนียม จะใช้อาร์ค ลำแสงอิเล็กตรอน หรือพลาสมา

คุณสมบัติทางกายภาพ

ไททาเนียมเป็นโลหะสีขาวเงินที่เบา มันมีอยู่ในการดัดแปลงผลึกสองแบบ: α-Ti ที่มีตาข่ายอัดแน่นแบบหกเหลี่ยม (a=2.951 Å; c=4.679 Å; z=2; spacegroupgroup C6mmc), β-Ti พร้อมการบรรจุแบบลูกบาศก์ศูนย์กลาง (a=3.269 Å; z=2; กลุ่มอวกาศ อิม3ม), อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลง α↔β 883 °C, การเปลี่ยนแปลง ΔH 3.8 กิโลจูล/โมล จุดหลอมเหลว 1660 ± 20 °C จุดเดือด 3260 °C ความหนาแน่นของ α-Ti และ β-Ti คือ 4.505 (20 °C) และ 4.32 (900 °C) g/cm³ ตามลำดับ ความหนาแน่นอะตอม 5.71⋅10 22 at/ cm³ [ ] . พลาสติกเชื่อมในบรรยากาศเฉื่อย ความต้านทาน 0.42 µโอห์ม มเวลา 20 องศาเซลเซียส

มีความหนืดสูงในระหว่างการตัดเฉือน มีแนวโน้มที่จะเกาะติดกับเครื่องมือตัด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้สารเคลือบพิเศษกับเครื่องมือและสารหล่อลื่นต่างๆ

ที่อุณหภูมิปกติ มันถูกปกคลุมด้วยฟิล์มป้องกันการซึมผ่านของ TiO 2 ออกไซด์ เนื่องจากมันทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ (ยกเว้นอัลคาไลน์)

ฝุ่นไทเทเนียมมีแนวโน้มที่จะระเบิด จุดวาบไฟ - 400 °C เศษไทเทเนียมติดไฟได้

ไททาเนียม รวมทั้งเหล็กกล้า ทังสเตน และแพลทินัม มีความทนทานสูงต่อสภาวะสุญญากาศ ซึ่งบวกกับความเบา ทำให้มีแนวโน้มที่ดีในการออกแบบยานอวกาศ

คุณสมบัติทางเคมี

ไททาเนียมทนต่อสารละลายเจือจางของกรดและด่างหลายชนิด (ยกเว้น H 3 PO 4 และ H 2 SO 4 เข้มข้น)

ทำปฏิกิริยาได้ง่ายแม้กับกรดอ่อนเมื่อมีสารเชิงซ้อน ตัวอย่างเช่น กับกรดไฮโดรฟลูออริก จะทำปฏิกิริยาเนื่องจากการก่อตัวของประจุลบเชิงซ้อน 2− ไททาเนียมมีความไวต่อการกัดกร่อนในตัวกลางอินทรีย์มากที่สุด เนื่องจากเมื่อมีน้ำ ฟิล์มพาสซีฟหนาแน่นของออกไซด์และไททาเนียมไฮไดรด์จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ไททาเนียม การเพิ่มขึ้นของความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือการเพิ่มขึ้นของปริมาณน้ำในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงตั้งแต่ 0.5 ถึง 8.0% ซึ่งได้รับการยืนยันโดยการศึกษาทางเคมีไฟฟ้าของศักย์ไฟฟ้าของไทเทเนียมในสารละลายของกรดและด่างในน้ำผสม - สื่ออินทรีย์

เมื่อได้รับความร้อนในอากาศถึง 1200°C Ti จะจุดไฟด้วยเปลวไฟสีขาวสว่างพร้อมกับการก่อตัวของเฟสออกไซด์ขององค์ประกอบที่แปรผันได้ TiO x . ไฮดรอกไซด์ TiO(OH) 2 ·xH 2 O ตกตะกอนจากสารละลายของเกลือไททาเนียม โดยการเผาอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ออกไซด์ TiO 2 TiO(OH) 2 ไฮดรอกไซด์ xH 2 O และ TiO 2 ไดออกไซด์เป็นแอมโฟเทอริก

แอปพลิเคชัน

ในรูปบริสุทธิ์และในรูปของโลหะผสม

• ไททาเนียมในรูปของโลหะผสมเป็นวัสดุโครงสร้างที่สำคัญที่สุดในการต่อเครื่องบิน จรวด และการต่อเรือ
• โลหะที่ใช้ใน: อุตสาหกรรมเคมี (เครื่องปฏิกรณ์, ท่อส่ง, ปั๊ม, อุปกรณ์ท่อ), อุตสาหกรรมทหาร (ชุดเกราะ, ชุดเกราะและแผงกันไฟในการบิน, ตัวเรือดำน้ำ), กระบวนการทางอุตสาหกรรม (โรงงานกลั่นน้ำทะเล, กระบวนการเยื่อกระดาษและกระดาษ), อุตสาหกรรมยานยนต์ , อุตสาหกรรมการเกษตร, อุตสาหกรรมอาหาร, เครื่องประดับเจาะ, อุตสาหกรรมการแพทย์ (ขาเทียม, กระดูกเทียม), เครื่องมือทันตกรรมและเอ็นโดดอนต์, รากฟันเทียม, เครื่องกีฬา, เครื่องประดับ, โทรศัพท์มือถือ, โลหะผสมเบา ฯลฯ
• การหล่อไทเทเนียมดำเนินการในเตาสุญญากาศในแม่พิมพ์กราไฟต์ นอกจากนี้ยังใช้การหล่อการลงทุนแบบสุญญากาศ เนื่องจากความยุ่งยากทางเทคโนโลยีในการคัดเลือกนักแสดง จึงมีการใช้งานในขอบเขตที่จำกัด ประติมากรรมไททาเนียมหล่อชิ้นแรกของโลกคืออนุสาวรีย์ของยูริ กาการินบนจัตุรัสที่ตั้งชื่อตามเขาในมอสโกว
• ไททาเนียมเป็นโลหะผสมเพิ่มเติมในโลหะผสมเหล็กและโลหะผสมพิเศษส่วนใหญ่ [ อะไร?] .
• นิทินอล (นิกเกิล-ไททาเนียม) เป็นโลหะผสมจำรูปร่างที่ใช้ในทางการแพทย์และเทคโนโลยี
• ไททาเนียมอะลูมิไนด์มีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและทนความร้อนสูง ซึ่งส่งผลให้ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์ในฐานะวัสดุโครงสร้าง
• ไททาเนียมเป็นวัสดุชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในปั๊มสุญญากาศสูง

ในรูปแบบของการเชื่อมต่อ

• ไทเทเนียมไดออกไซด์สีขาว (TiO 2 ) ใช้ในสี (เช่น สีขาวไทเทเนียม) เช่นเดียวกับในการผลิตกระดาษและพลาสติก สารเติมแต่งอาหาร E171 .
• สารประกอบออร์กาโนไททาเนียม (เช่น เตตระบิวทอกซีไททาเนียม) ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและสารเพิ่มความแข็งในอุตสาหกรรมเคมีและสี
• สารประกอบไททาเนียมอนินทรีย์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเคมี อิเล็กทรอนิกส์ ใยแก้ว เป็นสารเติมแต่งหรือสารเคลือบผิว
• ไททาเนียมคาร์ไบด์, ไททาเนียมไดโบไรด์, ไททาเนียมคาร์โบไนไตรด์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของวัสดุที่แข็งยิ่งยวดสำหรับการแปรรูปโลหะ
• ไททาเนียมไนไตรด์ใช้เคลือบเครื่องมือ โดมโบสถ์ และในการผลิตเครื่องประดับเครื่องแต่งกาย เนื่องจากมีสีคล้ายกับทอง
• แบเรียมไททาเนต BaTiO 3, ตะกั่วไททาเนต PbTiO 3 และไททาเนตอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งเป็นเฟอร์โรอิเล็กทริก

มีโลหะผสมไททาเนียมหลายชนิดที่มีโลหะต่างกัน องค์ประกอบการผสมแบ่งออกเป็นสามกลุ่มขึ้นอยู่กับผลกระทบต่ออุณหภูมิของการเปลี่ยนแปลงแบบโพลีมอร์ฟิค: สารทำให้เสถียรแบบเบต้า สารทำให้เสถียรแบบอัลฟา และสารชุบแข็งที่เป็นกลาง อดีตลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลง, เพิ่มหลัง, และหลังไม่ส่งผลกระทบต่อมัน, แต่นำไปสู่การแข็งตัวของสารละลายของเมทริกซ์ ตัวอย่างของสารทำให้เสถียรอัลฟ่า: อะลูมิเนียม ออกซิเจน คาร์บอน ไนโตรเจน สารเพิ่มความเสถียรเบต้า: โมลิบดีนัม วานาเดียม เหล็ก โครเมียม นิกเกิล สารเพิ่มความแข็งที่เป็นกลาง: เซอร์โคเนียม ดีบุก ซิลิกอน ในทางกลับกัน สารเพิ่มความคงตัวของเบต้าจะแบ่งออกเป็นเบต้าไอโซมอร์ฟิคและเบต้ายูเทคตอยด์

โลหะผสมไททาเนียมที่พบมากที่สุดคือโลหะผสม Ti-6Al-4V (ในการจำแนกประเภทของรัสเซีย - VT6)

การวิเคราะห์ตลาดผู้บริโภค

ความบริสุทธิ์และเกรดของไททาเนียมหยาบ (ฟองน้ำไททาเนียม) มักจะถูกกำหนดโดยความแข็ง ซึ่งขึ้นอยู่กับเนื้อหาของสิ่งเจือปน ยี่ห้อที่พบมากที่สุดคือ TG100 และ TG110 [ ] .

การกระทำทางสรีรวิทยา

ไทเทเนียมยังใช้ในทางทันตกรรม คุณสมบัติที่โดดเด่นของการใช้ไททาเนียมไม่ได้เป็นเพียงความแข็งแรงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถของโลหะที่จะเติบโตไปพร้อมกับกระดูกซึ่งทำให้ฐานฟันมีความแข็งเสมือนกึ่งแข็ง

ไอโซโทป

ไททาเนียมธรรมชาติประกอบด้วยส่วนผสมของไอโซโทปเสถียรห้าชนิด: 46 Ti (7.95%), 47 Ti (7.75%), 48 Ti (73.45%), 49 Ti (5.51%), 50 Ti (5, 34%)

ไอโซโทปกัมมันตรังสีประดิษฐ์ 45 Ti (T ½ = 3.09 h), 51 Ti (T ½ = 5.79 นาที) และอื่นๆ เป็นที่รู้จัก

หมายเหตุ

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 Zhuมวลปรมาณูของธาตุ 2011(IUPAC ด้านเทคนิคอลรายงาน) (ภาษาอังกฤษ) // บริสุทธิ์และประยุกต์เคมี - 2556. - เล่มที่. 85 ไม่ 5 . - หน้า 1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
2. กองบรรณาธิการ: Zefirov N. S. (หัวหน้าบรรณาธิการ)สารานุกรมเคมี: ใน 5 เล่ม - มอสโก: สารานุกรมโซเวียต, 2538 - ต. 4 - ส. 590-592 - 639 หน้า - 20,000 เล่ม - ไอ 5-85270-039-8.
3. ไทเทเนียม- บทความจากสารานุกรมกายภาพ
4. เจ.พี. ไรลีย์และสกิร์โรว์ จี. สมุทรศาสตร์เคมี V. 1, 1965
5. เงินฝากไทเทเนียม
6. เงินฝากไทเทเนียม
7. Ilmenite,รูไทล์,กลุ่มไททาโนแมกเนไทต์ -2006
8. ไทเทเนียม (ไม่มีกำหนด) . ศูนย์วิเคราะห์ข้อมูล "แร่" สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2553 เก็บจากต้นฉบับเมื่อ 21 สิงหาคม 2554
9. CorporationบริษัทVSMPO-AVISMA
10. คองซ์, เซนต์ ; Szanto, เซนต์; Waldhauser, H. , Der Sauerstoffgehalt จาก Titan-jodidstäben, Naturwiss 42 (2498) น.368-369
11. ไทเทเนียม-โลหะแห่งอนาคต (รัสเซีย).
12. ไทเทเนียม - บทความจากสารานุกรมเคมี
13. มีอิทธิพลต่อน้ำในกระบวนการผลิตการกักเก็บน้ำไททาเนียมใน-26กุมภาพันธ์2558-เคมีและเคมีภัณฑ์เทคโนโลยีในชีวิต (ไม่มีกำหนด) . www.chemfive.ru สืบค้นเมื่อ 21 ตุลาคม 2558.
14. Artcastingในศตวรรษที่XX
15. ในตลาดโลกบนไทเทเนียมสำหรับช่วงสองเดือนหลังสุดที่ราคาเสถียรแล้ว(ทบทวน)

ลิงค์

• ไทเทเนียมในห้องสมุดยอดนิยมขององค์ประกอบทางเคมี

ชม เขา หลี่ เป็น ข ค เอ็น อ ฉ เน่ นา มก อัล ศรี พี ส