Титанијум

Из Википедије, слободне енциклопедије
титанијум (22Ti)
Sc - Ti - V
 
Ti
Zr  
 
 
Ti-TableImage.png

Ti,22.jpg

Општи подаци
Припадност скупу прелазни метали
група, периода IVB, 4
густина, тврдоћа 4507 kg/m3, 6
боја сребрнобела
Особине атома
атомска маса 47,867 u
атомски радијус 140 (176)pm
ковалентни радијус 136 pm
ван дер Валсов радијус без података
електронска конфигурација [Ar]3d24s2
e- на енергетским нивоима 2, 8, 10, 2
оксидациони број 4
Особине оксида амфотерни
Кристална структура хексагонална
Физичке особине
агрегатно стање чврсто
температура топљења 1941 K (1668 °C)
температура кључања 3560 K (3287 °C)
молска запремина 10,64×10-3 m³/mol
топлота испаравања 421 kJ/mol
топлота топљења 15,45 kJ/mol
брзина звука 4140 m/s
(293,15 K)
Остале особине
Електронегативност 1,54 (Паулинг)
1,32 (Алред)
специфична топлота 520 J/(kg*K)
специфична проводљивост 2,34×106 S/m
топлотна проводљивост 21,9 W/(m*K)
I енергија јонизације 658,8 kJ/mol
II енергија јонизације 1309,8 kJ/mol
III енергија јонизације 2652,5 kJ/mol
IV енергија јонизације 4174,6 kJ/mol
V енергија јонизације 9.581 kJ/mol
VI енергија јонизације 11.533 kJ/mol
VII енергија јонизације 13.590 kJ/mol
VIII енергија јонизације 16.440 kJ/mol
IX енергија јонизације 18.530 kJ/mol
X енергија јонизације 20.833 kJ/mol
Најстабилнији изотопи

Титанијум (Ti, лат. titanium) је метал IVB групе.[1][2] Има 22 изотопа чије се атомске масе налазе између 41 do 53. Изотопи од 46 до 50 су постојани.

Историјат[уреди]

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.

Налажење[уреди]

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).

Добијање[уреди]

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

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

Титанијум-тетрахлорид се редукује металним магнезијумом или натријумом у атмосфери аргона на 700 °C. 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 °C) 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.

Особине[уреди]

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 °C 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.[1]

Једињења[уреди]

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.

Значај[уреди]

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 авио-индустрији, 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.

Извори[уреди]

  1. ^ а б Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  2. ^ Housecroft C. E., Sharpe A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0131755536. 

Литература[уреди]

Титанијум (огреб минерала)