Титанијум

изотоп	заст.	в.п.р.	н.р.	e.r. MeV	п.р.
⁴⁴Ti	(веш.)	63 година	з.е.	0,268	⁴⁴Sc
⁴⁶Ti	8,0%	стабилни изотор са 24 неутрона
⁴⁷Ti	7,3%	стабилни изотор са 25 неутрона
⁴⁸Ti	73,8%	стабилни изотор са 26 неутрона
⁴⁹Ti	5,5%	стабилни изотор са 27 неутрона
⁵⁰Ti	5,4%	стабилни изотор са 28 неутрона

Тамо где другачије није назначено,
употребљене су SI јединице и нормални услови.

Објашњења скраћеница:

заст.=заступљеност у природи,
в.п.р.=време полу распада,
н.р.=начин распада,
е.р.=енергија распада,
п.р.=производ распада,
з.е=заробљавање електрона

Титанијум (Ti, латински - titanium) је метал IVB групе. Има 18 изотопа чије се атомске масе налазе између 46 do 50. Изотопи од 46 до 50 су постојани.

[уреди] Историјат

Открио га је G.W. Creeda 1791 године у току испитивања магнетног песка нађеног у Менахану, па је овај елеменат назвао менахин. Независно од првог открића открио га је у рутилу M.H. Klaproth w 1795 године. Он га је назвао титанијумом и показао да је идентичан са Грегоровим менахином. Берцелијус је 1825. успео да изолује метал, мада не баш сасвим чист.

[уреди] Налажење

Заступљен је у земљиној кори у количини од 5000 ppm (ang. parts per million), у облику минерала: илменита, рутила и титанита. Иако се сматра ретким елементом, без обзира што се његове концентроване наслаге ретко налазе, он је отприлике десети елеменат по заступљености у природи, а од метала су заступљенији само алуминијум и гвожђе. Јавља се у облику оксида, TiO₂, свог најважнијег једињења и то као рутил (тетрагоналан), брукит (орторомбичан) и анатас (тетраромбичан).

[уреди] Добијање

Најчешће се добија из руде рутила. Рутил се претвара у титанијум-тетрахлорид хлоровањем у присуству угљеника у стубовима обложеним циглама при температури од 700°С-1000°С.

2TiO₂ + 3C + 4Cl₂ = 2TiCl₄ + 2CO + CO₂

Титанијум-тетрахлорид се редукује металним магнезијумом или натријумом у атмосфери аргона на 700°С. Дестилација у вакууму или испирање са 2% азотном киселином омогућава да се добије метал без магнезијума или натријума, али је он тада у облику финих гранула. Производња метала у блоковима или сличним облицима је тешка јер на високим температурама које су потребне за топљење (1665°С) титанијум лако реагује са кисеоником и азотом из ваздуха и са облогом пећи. Блокови се праве топљењем у лучним електричним пећима под смањеним притиском у теглама од бакра које се хладе водом.

[уреди] Особине

Титанијум је специфично лак и мекан метал, а по хемијским особинама личи на силицијум. На кисеонику уз загревање сагорева дајући титанијум-диоксид. Са азотом на 800°С гради нитрид TiN. Киселине не делују лако на њега. Врућа разблажена сумпорна киселина са њим даје сулфат уз издвајање водоника, а концентрована дисулфат уз издвајање сумпор-диоксида. Азотна киселина га претвара у титанијумову киселину Ti(OH)₄. Позната је постојаност титанијума према корозији посебно према морској води, па је нашао примену и у бродоградњи.

[уреди] Једињења

Гради једињења у којима му је оксидациони број +2, +3 и +4. Његово најважније једињење је титанијум-диоксид, али су познати и TiO и Ti₂O₃.

[уреди] Значај

Елементарни титанијум није отрован, али неке његове соли јесу. Легуре титанијума су веома лаке и механички издржљиве - посебно на развлачење и због тога се користе у авиоиндустрији, а такође и за прављење бицикли и других спортских справа. Легуре титанијума имају много боље особине од легура алуминијума али су од њих значно скупље те су због тога мање заступљене. Титанијум-диоксид се користи као додатак за избељивање у пастама, прашцима и фарбама.