Титан - металл. титан касиеттери. титандын колдонуу. Класстар жана титандын химиялык курамы

түбөлүктүү, сырдуу, космос, келечекте материалдык - Булардын баары менен титандын ар кандай булактардан берилген башка көптөгөн кекете. Бул металл табылган тарыхы анча маанилүү болгон эмес: таза түрүндө релиз элементтердин үстүнөн бир эле учурда бир нече илимпоздорду иштеген. аны колдонуу физикалык жана химиялык касиеттерге жана аныктоо изилдөө иши аягына чыкпайт бүгүн. Титан - келечек металл жана анын ордуна адам жашоодо толугу менен аныкталган, азыркы изилдөөчүлөрдүн берүү эмес, чыгармачыл жана илимий изилдөөлөр үчүн абдан чоң көлөмү.

өзгөчөлүк

Химиялык элемент титан (Титан) Мезгил-мезгили менен берилүүчү стол D. I. Mendeleeva Ti белгиси болуп саналат. Төртүнчү мезгил каптал топтору IV топто жайгашкан, жана бир катар номери 22-бар жөнөкөй зат титандын - металл ак күмүш, даярдоо жана бышык. Атомдун электрондук тарам төмөнкүдөй түзүлүшкө ээ: +22) 2) 8), 10) 2 , 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2П 3P 3d ^{6 2 2} 4S. Ошондуктан, титан бир нече кычкылдануу абалдары бар 2, 3, 4, кыйла туруктуу кошулмалар, бул .Май болуп саналат.

Титан - эритме же металл?

Бул суроо көптөрдү кызыктырат. 1910-жылы Америкалык химик Hunter биринчи жолу таза титан болду. металл кошулмалар 1% ын гана бар, ал эми көлөмү аз болуп саналат жана анын касиеттери андан ары тергөө мүмкүнчүлүгүн бере албайт. Бул материалды ductility жогорку температура tolkopod жетишилген, кадимки шарттарда (комната температурасы) ылайык, үлгү да жылан болгон. Чынында эле, бул нерсе, анткени аны пайдалануу келечегин кызыкдар илимпоздор да бүдөмүк көрүнгөн эмес. андан ары алуу жана тергөө татаалдыгы анын колдонуу мүмкүнчүлүгүн кыскарган. 1925-жылы гана, Нидерланды J. де Бур жана А. Van Arkel тартып химик дүйнө жүзү боюнча инженерлер менен дизайнерлердин назарына ээ болгон алардын титан металлолом, касиеттери кабыл алды. бул элементтин изилдөө тарыхы 1790 менен башталат, ал өз алдынча, бири-бирине, катар-жылы ушул убакта болгон, эки окумуштуулар химиялык элемент катары сайга таап. Алардын ар бири таза түрүндөгү металл калыбына албай, бир зат (кычкыл) агент алат. Titanium Кыргызча кечил минерал William Грегор бир пионер болуп эсептелет. Англиянын түштүк-батыш бөлүгүндө жайгашкан, анын чиркөө, аймагында, жаш илимпоз кара кум Menakena өрөөнүн изилдей баштаган. бир магнит менен эксперименттердин натыйжалары титан кошулмасы жалтырак кумдай, бөлүштүрүү болуп калды. Ошол эле учурда, немис химиги Мартин Генрих Клапрот минералдык рутилди тартып жаңы зат аныкталган. 1797-жылы, ал да ачык элементтерге параллелдүү окшош экенин далилдеген. Титандын диоксидинин бир кылым таза металл да Берселеус мүмкүн болгон эмес алууга көп болсо химиктер үчүн бир сыр эле ашык болуп саналат. XX кылымдын акыркы технологиялар абдан деди элементтин окуу жараянын тездеткен жана аны пайдалануунун баштапкы багытын аныктоо. ушул алкакта ар дайым өсүп жатат. анын көлөмүн чектөө, мисалы, таза титан катары затты алуу жараянына гана татаалдыгы мүмкүн. Баасы жана металл эритмелери өтө жогору, ал ушул күнгө чейин салттуу темир жана алюминий сүрүп мүмкүн эмес.

атынан келип чыгышы

Menakin - 1795-жылга чейин колдонулган титандын аты. Бул туура, аймактык таандыктыгына ылайык, жаңы элемент W. Грегор деп аталат. Мартин Юлий 1797-жылы атын "Титан" элементин тапшырат. Ушул эле учурда, кыйла таасирдүү химик A. L. Lavuaze жетектеген анын French кесиптеши, алардын негизги өзгөчөлүктөрү ылайык ачылган затты сунуш. Немис илимпоз Бул ыкманын менен макул эмес, ал туура ачылыш этабы бир зат таандык бардык өзгөчөлүктөрүн аныктоо өтө кыйын, жана кызмат орду, аларды чагылдыруу үчүн деп ойлошкон. Бирок, биз бул колдонуучу тандалган Юлий мөөнөттүү толугу менен металл ылайык кабыл алышы керек - бул бир нече жолу заманбап илимпоздорду баса белгилеген. аты-жөнү: term эки негизги теориялар бар. Металл Elven ханыша Titania (Character герман уламыштарына) урматына дайындалган мүмкүн. Бул аты жүрүшөт жана күч-агент да билдирет. Көпчүлүк окумуштуулар Титанс күчтүү жер аял Gaia уулу деп аталат, анын ичинде грек уламыштардан пайдалануу, кылууга жакын келет. Бул нуска мурда ачык элементтин аты - дейт уран.

Табияттагы болуу

адам үчүн баалуу техникалык мааниде, титан жер кыртышынын канчалык боюнча төртүнчү орунду ээлейт металлдар, Of. табияттагы зор үлүшү гана өлчөмдө темир, магний жана алюминий мүнөздөлөт. текти белгиленген көпчүлүгү титандын мазмуну анын гранит катмары аз кичирээк бомбалашын. суусу менен, заттын мазмуну төмөн - болжол менен 0,001 мг / л. Химиялык элемент титан, анын таза түрдө жооп берүү мүмкүн эмес, ошондуктан, абдан активдүү болуп саналат. Көпчүлүк учурда, бул кычкылтек менен кошулмалар бар, төрт бир Петербург бар. изилдөө, азыркы учурда, окумуштуулар кошулмалардын жаңы түрлөрүн табуу үчүн мындан ары да ал эми titaniferous пайдалуу кендердин саны, 63, 75 га чейин (ар кандай булактардан алынган) өзгөрөт. практикалык колдонуу үчүн төмөнкүлөр кыйла маанилүү минералдар:

1. (FeTiO _3).
2. Рутил (TiO _2).
3. Титанит (CaTiSiO _5).
4. Perovskite (CaTiO _3).
5. Titanomagnetite (FeTiO ₃ + Fe ₃ Оо, ₄₎ жана Т. D.

Учурдагы titaniferous руда негизги жана чачкын бөлүнөт. Бул элемент алсыз мигрант, ал гана Тууттун таш же тектер тунма түбүн түрткү саякат болот. биочөйрөнүн-жылы титандын зор суммасы балырлар камтылган. Жер бетиндеги жаныбарлар элементтин өкүлдөрү мүйүз сурнай, чачтары кыртыштарда суммаланат. Көк менен титан азыркы бир адам денеси мүнөздөө үчүн, бөйрөк үстү бездеринин, тондун, калкан без.

физикалык касиеттери

Титан - күмүш-ак түс менен кара металл, болот окшошот. 4.517 0 ⁰ температурада C, анын тыгыздыгы жөнүндө г / см ^3. зат жегичтик металлдардын (кадмий, натрий, литий, заты) мүнөздүү бир аз жылуулук массасын бар. Тыгыздык титан, анын аткарылбай калышы эки элементтердин жогору болсо, темирдин жана алюминийдин ортосундагы аралык абалды ээлейт. аны колдонуу чөйрөсүн аныктоо каралат металлдар негизги касиеттери, алардын кирешелъълъгъ күчү жана катуулук. Титан алюминий 12 эсе күчтүү, темир жана жез - бул кыйла кыйын, ал эми 4 эсе. башка металлдар менен болгон окуядан көрүнүп тургандай, таза мал жана анын кирешелүүлүгү мөөнөт ductility, жогору жана төмөн температура наркы боюнча кайра иштетүүнү жол, т. E. арналбаса ыкмалары, жасалмалоо, ширетүү, тоголоткон. титандын айырмалоочу өзгөчөлүгү - анын жылуулук өткөрүмдүүлүк, ошону менен бирге, бул касиеттери 500 ⁰ С чейин магнит талаасынын парамагниттик титан элемент бийик температура сакталган, ал темир менен тартылган эмес, ошондой эле жез менен бошотулган эмес. катаал шарттарда жана механикалык таасири абдан жогору каршы дат аткаруу уникалдуу болуп саналат. деңиз сууга болгон 10 жылдан ашык убакыттан бери титан табличканын көрүнүшүн жана курамы ёзгёргён эмес. Бул учурда Темир толугу менен кеттин жок болмок.

Титандын термодинамикалык касиеттери

1. Тыгыздык (кадимки шарттарда) 4.54 г / см ^3.
2. Атомдук саны - 22.
3. Metals Group - отко чыдамдуу, жарык.
4. Титандын атомдук салмагы - 47,0.
5. кайноо температурасы ⁽⁰ C) - 3260.
6. Азуу көлөмү см ³ / мол - 10,6.
7. эрүү пункту титан ⁽⁰ C) - 1668.
8. буулануудан салыштырма жылуулук (кДж / мол) - 422,6.
9. капчагай (20 ⁰ С) * см * 10 ^-6 OHMS - 45.

химиялык касиеттери

майда кычкылын Тасманын үстүндө пайда дат каршылык элементин жакшыртуу. Ал (кадимки шарттарда) тоскоол химиялык жооп менен газдардын (кычкылтек, суутек), мисалы, металл титан катары элементтин курчап турган чөйрөдө жайгашкан. Анын касиеттери температуранын таасири астында. , ⁰ 600 көтөрүп келгенде C, титан кычкылынын пайда алып келген кычкылтек арасында иретинде, (TiO _2). Жаратылыштагы газдардын жутулушу учурда боштук өндүрүлгөн титандын Бул себептен, ширетүүчү жана эритүү үчүн эч кандай практикалык колдонууга ээ алсыз кошулмаларды пайда болот. металл суутекти таратылышына бир тескери жооп жараян, ал жогорку температуранын (жогоруда 400 ⁰ С жана) көбүрөөк активдүү болот эмеспи. Титан, айрыкча, жакшы бөлүкчөлөр (жука плиталардын же зым) бир азот маанайда алдында күйүп күлгө жатат. химиялык 700 ⁰ С температурада гана мүмкүн ортосундагы сезим, бул nitride калай түзүү. көп түрлөрү абдан оор металл куймасын мыйзамсыз чыгарып кетүүгө аракет көбүнчө элементин кошулмалары жатат. сезим менен галогендер (хром, Бромо, йод ж.у.с.) катализ гана болушу кирет (жогорку температуралуу) жана кургак зат менен өз ара предмети. Бул өтө оор жоопкерчилик сезими куймасын мыйзамсыз чыгарып кетүүгө өндүрөт. көпчүлүк кислоталар жана ликер титандын чечүү менен химиялык активдүү өзгөчө топтолгон күкүрт болот (узак кайноо), hydrofluoric, ысык органикалык (formic кислотасы, Получение кислотасы).

Туулган жери

көбүнчө табигый ilmenite руда пайда болгон - анын запасы 800 миллион тонна деп бааланат. Рутил депозиттердин депозиттер кыйла жөнөкөй, бирок, жалпы көлөмү - өндүрүштүн өсүшүн сактоо менен бирге, - кийинки 120 жыл бою адамзатты бериши керек, мисалы, титан катары металл. акыркы продукт баасы суроо-талап жана жогорулатуу өндүрүштүк workability көз каранды болот, бирок орто эсеп менен 1200-жылдан 1800 рублга чейин катталды. / кг. үзгүлтүксүз техникалык жакшыртуу менен бир топ эле убагында жакшыртууларды бардык өнөр жайдын наркын кыскарган. ири запастары титан рудаларынын боюнча Орусия жана Кытай бар, ошондой эле пайдалуу кендерди ресурстук базасын Япония, ЮАР, Италия, Казакстан, Индия, Түштүк Корея, Украина, Америка Кошмо Штаттары турат. Рудадагы ар түрдүү өндүрүш көлөмүн жана титандын пайыздык депозиттери, геологиялык изилдөөлөр ал металл жана анын кененирээк колдонуп, рыноктук наркынын төмөндөшү болжолдоого мүмкүндүк берет, ал андан ары ар дайым, болот. Россия титандын алда канча ири өндүрүүчү болуп саналат.

алуу

титандын диоксидин өндүрүүнүн, ал кошулмалар минималдуу көлөмүн камтыган, абдан көп колдонулат. Бул ilmenite же Рутил рудаларынын кёбърёёк байытуу алынат. электр-жазгы очок кызытып иштетүү темир менен титан закисин камтыган шлакты бөлүнүү пайда болушу менен коштолот руданы, пайда болот. Беребиз же хлорид ыкмасы темир эркин иштетүү бөлүгүндө колдонулат. Титан кычкылын боз заман болот (. Сүрөт). Титан металл, анын акырындык менен дарылоо алынат.

биринчи баскычы кокс жана хлор буусу таасири менен шлак бышыруу жараяны болот. TiCl ₄ химиялык кабыл алынган 850 ⁰ C. Титан губкасын температурада (майда тешиктүү биригип массалык), же, уютмага айланып, эрип тазаланып келгенде, магний же натрий натыйжасында төмөндөйт. багыттар боюнча андан ары пайдалануу боюнча жараша, же темир эритмесин таза түрүндө пайда болот (аралашмалар 1000 ⁰ C чейин ысытууда алынып салынат). аралашмалар бөлчөк 0,01% йод колдонулган ыкма менен бир зат өндүрүү үчүн. Бул Галогендер менен pretreated титан губкасын буулануу, анын буусу менен негизделген.

Колдонуу чөйрөлөрү

титандын эрүү металл бир структуралык материал катары пайдалануу бейкапар бир баа жеткис артыкчылык экенин жетишерлик жогору болуп саналат. Ошондуктан, ал зор кеме куруучу өнөр арыз, авиация өнөр жайы, өндүрүш ракета, химиялык өсүмдүктөр табат. Титан көп жылуулук каршылык жана катуулук жакшыртылган мүнөздөмөлөрүн көрсөтүү ар түрдүү бир dopant катары колдонулат. абдан агрессивдүү чөйрөдө туруштук берүүгө бийик дат каршылык жана жөндөмү бул металл химиялык өнөр жайы үчүн абдан маанилүү болот. Титан (эритмелери) кислоталар жана башка химиялык активдүү заттардын арак жана ташуу үчүн колдонулган газ түтүктөрүн, танк, клапандар, чыпкалоодон жасалат. Ал жогору температура аткаруу боюнча иш түзмөктөрдү түзүүдө талап кылды. титан кошулмалар пайдаланылат бышык кесүүчү куралдарды жасоого, боёк, пластмасса, кагаз, хирургиялык аспаптар, импланттар, зер буюмдар, тамак-аш өнөр жайы үчүн пайдаланылган материалдар кооздук. Бардык багыттар сүрөттөп берүү кыйын. толугу менен биологиялык коопсуздук боюнча заманбап дары көбүнчө металл сайга колдонот. Баасы - бул элементтин колдонуу узун туурасы таасир гана болуп саналат. Туура, ошол сайга ырастоо - келечекте ал адамзатты окутуунун материалдык өнүгүүнүн жаңы этабына кирет.