Τιτανίου Χημικές και Φυσικές Ιδιότητες

Το τιτάνιο είναι ένα ισχυρό μέταλλο που χρησιμοποιείται σε ανθρώπινα εμφυτεύματα, αεροσκάφη και πολλά άλλα προϊόντα. Εδώ είναι γεγονότα σχετικά με αυτό το χρήσιμο στοιχείο:

• Ατομικός αριθμός τιτανίου: 22
• Σύμβολο: Τι
• Ατομικό βάρος: 47.88
• Ανακάλυψη: William Gregor 1791 (Αγγλία)
• Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Ar] 4s² 3d²
• Αρχική προέλευση λέξης: Λατινικοί τιτάνοι: στη μυθολογία, οι πρώτοι γιοι της Γης

Υπάρχουν 26 γνωστά ισότοπα τιτανίου που κυμαίνονται από Ti-38 έως Ti-63. Το τιτάνιο έχει πέντε σταθερά ισότοπα με ατομικές μάζες 46-50. Το πλέον άφθονο ισότοπο είναι Ti-48, που αντιπροσωπεύει το 73,8% του συνόλου του φυσικού τιτανίου.

Το τιτάνιο έχει α σημείο τήξης 1660 +/- 10 ° C, σημείο βρασμού 3287 ° C, ειδικό βάρος 4.54, με α σθένος 2, 3 ή 4. Το καθαρό τιτάνιο είναι ένα λαμπερό λευκό μέταλλο με χαμηλή πυκνότητα, υψηλή αντοχή και υψηλή αντοχή στη διάβρωση. Είναι ανθεκτικό σε αραιό θειικό και υδροχλωρικά οξέα, υγρό αέριο χλώριο, τα περισσότερα οργανικά οξέα και χλωριούχα διαλύματα. Το τιτάνιο είναι όλκιμο μόνο όταν είναι απαλλαγμένο από οξυγόνο. Το τιτάνιο καίει στον αέρα και είναι το μόνο στοιχείο που καίει στο άζωτο.

Το τιτάνιο είναι διμορφικό, με την εξαγωνική μορφή να μεταβάλλεται αργά στη κυβική μορφή β περίπου στους 880 ° C. Το μέταλλο συνδυάζεται με οξυγόνο σε κόκκινες θερμικές θερμοκρασίες και με χλώριο στους 550 ° C. Το τιτάνιο είναι τόσο ισχυρό όσο ο χάλυβας, αλλά είναι κατά 45% ελαφρύτερο. Το μέταλλο είναι κατά 60% βαρύτερο από το αλουμίνιο, αλλά είναι δύο φορές ισχυρότερο.

Το μέταλλο του τιτανίου θεωρείται ότι είναι φυσιολογικά αδρανές. Το καθαρό διοξείδιο του τιτανίου είναι αρκετά καθαρό, με εξαιρετικά υψηλό δείκτη διάθλασης και οπτική διασπορά υψηλότερη από αυτή ενός διαμαντιού. Το φυσικό τιτάνιο γίνεται ιδιαίτερα ραδιενεργό μετά τον βομβαρδισμό με τους δεύτερους.

Το τιτάνιο είναι σημαντικό για το κράμα με αλουμίνιο, μολυβδαίνιο, σίδηρο, μαγγάνιο και άλλα μέταλλα. Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται σε καταστάσεις όπου απαιτείται ελαφριά αντοχή και ικανότητα αντοχής στις ακραίες θερμοκρασίες (π.χ. εφαρμογές αεροδιαστημικής). Το τιτάνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μονάδες αφαλάτωσης. Το μέταλλο χρησιμοποιείται συχνά για εξαρτήματα τα οποία πρέπει να εκτίθενται στο θαλασσινό νερό. Μια άνοδος τιτανίου επικαλυμμένη με λευκόχρυσο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παροχή καθοδικής προστασίας διάβρωσης από το θαλασσινό νερό.

Επειδή είναι αδρανές στο σώμα, το μέταλλο του τιτανίου έχει χειρουργικές εφαρμογές. Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται για την κατασκευή τεχνητών πολύτιμων λίθων, αν και η προκύπτουσα πέτρα είναι σχετικά μαλακή. Ο αστερισμός των ζαφειριών αστέρι και ρουμπίνια είναι αποτέλεσμα της παρουσίας TiO₂. Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται στη βαφή του σπιτιού και στο χρώμα του καλλιτέχνη. Το χρώμα είναι μόνιμο και παρέχει καλή κάλυψη. Είναι ένας εξαιρετικός ανακλαστήρας υπέρυθρης ακτινοβολίας. Το χρώμα χρησιμοποιείται επίσης σε ηλιακά παρατηρητήρια.

Οι χρωστικές του οξειδίου του τιτανίου αντιπροσωπεύουν τη μεγαλύτερη χρήση του στοιχείου. Το οξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται σε ορισμένα καλλυντικά για διασπορά του φωτός. Το τετραχλωριούχο τιτάνιο χρησιμοποιείται για την ιριδίζουσα ύαλο. Δεδομένου ότι η ένωση καπνίζει έντονα στον αέρα, χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή οθονών καπνού.

Το τιτάνιο είναι το 9ο άφθονο στοιχείο στο φλοιό της γης. Βρίσκεται σχεδόν πάντα μέσα σε πυριγενή πετρώματα. Παρουσιάζεται σε ρουτίλιο, ιλμενίτη, σφαιρία και πολλά μεταλλεύματα σιδήρου και τιτανικά. Το τιτάνιο βρίσκεται σε τέφρα άνθρακα, φυτά και στο ανθρώπινο σώμα. Το τιτάνιο βρίσκεται στον ήλιο και στους μετεωρίτες. Οι βράχοι από την αποστολή Apollo 17 στο φεγγάρι περιείχαν έως και 12,1% TiO₂. Οι βράχοι από προηγούμενες αποστολές έδειξαν χαμηλότερα ποσοστά διοξειδίου του τιτανίου. Οι ζώνες οξειδίου του τιτανίου φαίνονται σε φάσματα των αστεροειδών τύπου Μ. Το 1946, ο Kroll έδειξε ότι το τιτάνιο θα μπορούσε να παραχθεί εμπορικά μειώνοντας το τετραχλωριούχο τιτάνιο με μαγνήσιο.

• Ταξινόμηση στοιχείων:Μεταβατικό μέταλλο
• Πυκνότητα (g / cc): 4.54
• Σημείο τήξης (K): 1933
• Σημείο βρασμού (Κ): 3560
• Εμφάνιση: Λαμπερό, σκούρο γκρι μέταλλο
• Ατομική ακτίνα (μετα μεσημβριας): 147
• Ατομικός τόμος (cc / mol): 10.6
• Ομοιογενές ακτίνα (μετα μεσημβριας): 132
• Ιονικό ακτίνα: 68 (+ 4ε) 94 (+ 2ε)
• Ειδική θερμότητα (@ 20 ° C J / g mol): 0.523
• Σύντηξη Θερμότητας (kJ / mol): 18.8
• Εξάτμιση θερμότητας (kJ / mol): 422.6
• Θερμοκρασία Debye (K): 380.00
• Pauling Αρνητικότητα Αριθμός: 1.54
• Πρώτη ενέργεια ιονισμού (kJ / mol): 657.8
• Κράτη οξείδωσης: 4, 3
• Δομή δικτυώματος: 1.588
• Σταθερό πλέγμα (Å): 2.950
• Αριθμός μητρώου CAS: 7440-32-6

• Το τιτάνιο ανακαλύφθηκε σε μια μαύρη άμμο γνωστή ως λαμινίτη. Ο λαμινίτης είναι ένα μείγμα οξειδίων σιδήρου και οξειδίων τιτανίου.
• Ο Γουίλιαμ Γκρέγκορ ήταν ο πάστορας της ενορίας Μαννάκαν όταν ανακάλυψε τιτάνιο. Ονομάστηκε το νέο του μέταλλο «manaccanite».
• Ο Γερμανός χημικός Martin Klaproth ανακάλυψε ξανά το νέο μέταλλο του Gregor και το ονόμασε τιτάνιο μετά τους Τιτάνες, τα ελληνικά μυθολογικά όντα της Γης. Η ονομασία «τιτάνιο» προτιμήθηκε και τελικά υιοθετήθηκε από άλλους χημικούς, αλλά αναγνώρισε τον Γκρέγκορ ως τον αρχικό ανακαλύπτω.
• Το καθαρό μέταλλο τιτανίου δεν απομονώθηκε μέχρι το 1910 από τον Matthew Hunter - 119 χρόνια μετά την ανακάλυψή του.
• Περίπου το 95% του συνόλου του τιτανίου χρησιμοποιείται στην παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου, TiO₂. Το διοξείδιο του τιτανίου είναι μια εξαιρετικά έντονη λευκή χρωστική ουσία που χρησιμοποιείται σε χρώματα, πλαστικά, οδοντόπαστες και χαρτί.
• Το τιτάνιο χρησιμοποιείται σε ιατρικές διαδικασίες επειδή είναι μη τοξικό και μη αντιδραστικό στο σώμα.

• Το Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos (2001)
• Crescent Chemical Company (2001)
• Το Εγχειρίδιο Χημείας του Lange (1952)
• CRC Handbook of Chemistry & Physics (18η έκδοση)
• Διεθνής βάση δεδομένων ENSDF του Οργανισμού Ατομικής Ενέργειας (Οκτώβριος 2010)