Titanium - metall. titan xususiyatlari. titanium foydalaning. Sinflar va titan kimyoviy tarkibi

kelajak mangu, sirli, kosmik, moddiy - titan turli manbalardan tayinlangan barcha bu va boshqa ko'plab sifatlari. Bu metall kashf tarixi arzimas emas edi: sof shaklda relizlar element ustida bir xil vaqt bir necha olimlar ishlagan da. jismoniy va kimyoviy xususiyatlarini va uning qo'llanish ta'rifini o'rganish jarayoni tugagan emas , bugungi kunda. Titanium - kelajakka va hali to'liq aniqlangan emas inson hayotida o'z o'rniga metall, zamonaviy araştımacılara bunyodkorlik va ilmiy tadqiqotlar uchun katta ko'lamini berib.

xususiyati

Kimyoviy element titan (Titanium) davriy jadval D. I. Mendeleeva Ti ramzi ham tayinlanadi. Joylashgan The tomoni kichik guruh IV guruh The to'rtinchi davri va ega bo'lgan seriya raqami 22. A oddiy modda bo'yicha titan - metall oq va kumush, engil va mustahkam. +22) 2) 8) 10): atomining elektron konfiguratsiyasi quyidagi tuzilishga ega 2 , 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P 3D ^{6 2 2} 4S. Binobarin, titan, 3, 4, eng barqaror birikmalar, u tetravalent 2 bir necha mumkin bo'lgan Oksidlanish davlat bor.

Titanium - qotishma yoki metall?

Bu savol juda ko'p qiziqtirgan hisoblanadi. 1910-yilda, Amerika kimyogar ovchi birinchi sof titan edi. Metall aralashmalarning faqat 1% mavjud, lekin u miqdori ahamiyatsiz va uning xususiyatlari yanada geologik ruxsat bermadi bo'lib chiqdi. bu ma'lumotdan itoatkorlik yuqori haroratlarda tolkopod erishilgan, normal sharoitlarda (xona harorati) ostida, namuna ham bo'sh edi. Aslida, bu element, chunki uning foydalanish istiqbollari manfaatdor olimlar ham noma'lum tuyulardi emas. olish va yanada tergov murakkabligi uning qo'llash salohiyatini kamayadi. Faqat 1925 yilda, Niderlandiya J. de Boer va A. van ARKEL dan kimyogar dunyo bo'ylab muhandislar va dizaynerlarning e'tiborini jalb qilgan xususiyatlari qaysi titan metall, oldi. The tarixi The o'rganish bu element boshlanadi bilan 1790, u bu safar ham parallel, mustaqil, bir-biriga ikki, olimlar titan kabi kimyoviy element. Ularning har biri sof shaklda metall saqlab qolish uchun ayb, bir aralashma (oksidi) agenti oladi. Titanium Ingliz rohib mineralogist Uilyam Gregor bir kashshof hisoblanadi. Angliyaning janubi-g'arbiy qismida joylashgan, uning Parish, hududida, bir yosh olim qora qum Menakena vodiysiga o'rgana boshladi. bir magnitlangan tajribalar natijalari titan aralashmalar yorqin don, ajratish bo'ldi. Shu bilan bir vaqtda nemis kimyogari Martin Genrix Klaproth mineral rutil yangi modda aniqlangan. 1797-yilda, u ham ochiq elementlariga parallel o'xshash ekanligini isbotladi. Titanium dioksid asr sof metall hatto Berzelius uchun mumkin emas edi olish ko'p kimyogar bir sir edi ortiq bo'ladi. XX asrning eng so'nggi texnologiyalar juda dedi elementning ta'lim jarayonini jadallashtirish va uning foydalanish boshlang'ich yo'nalishini aniqlash. Bu uchrashuvda doimiy kengayib bormoqda. uning ma'nosini cheklab kabi sof titan kabi modda olish jarayonini faqat murakkabligi mumkin. Narx va metall qotishmalari ancha yuqori, shuning uchun u emas displace The an'anaviy temir va alyuminiy uchun sana.

nomining kelib chiqishi

Menakin - 1795 yilgacha ishlatilgan titan birinchi nomi. Bu to'g'ri, hududiy mansubligi ko'ra, yangi elementi W. Gregor deb ataladi. Martin Klaproth 1797 yilda nomini "Titan" elementi soladi. Bu paytda, juda ta'sirli kimyogar A. L. Lavuaze boshchiligidagi uning frantsuz hamkasbi, ularning asosiy xususiyatlari muvofiq yangi kashf modda qo'ng'iroq qilish taklif etamiz. Nemis olimi edi, balki rozi bilan bu yondashuv, u to'g'ri fikr, deb The kashfiyot bosqichi bo'lib, juda qiyin aniqlash, barcha The xususiyatlari tabiiy bir modda va aks ularni The nomi. Biroq, biz bu foydalanuvchining-tanlangan Klaproth muddatli to'liq metall mos keladi tan kerak - u bir necha marta zamonaviy olimlar ta'kidlangan. nomi Titan ikki asosiy nazariyalari mavjud. Metall Elven malika Titania (Belgilar German afsonalar) sharafiga tayinlangan mumkin. Bu nom ochilishini va kuch agenti ikkala anglatadi. Eng olimlar Titans kuchli yer ma'budasi Gaia o'g'il deb bo'lgan yunon mifologiyasi foydalanish, moyil bo'ladi. uran - Ushbu versiya ilgari ochiq element nomini aytadi.

tabiatda bo'lish

bir kishi uchun qiymati texnik jihatidan, titan po'stining darajada to'rtinchi o'rinda turadi metallar. tabiatda bir katta ulushi faqat temir, magniy va alyuminiy ifodalanadi. bazalt qayd Eng titan tarkibi granit qatlami bir oz kichikroq shell. dengiz suvi, moddaning tarkibi past - taxminan 0,001 mg / l. uning sof shakli javob qilish mumkin emas juda Kimyoviy element titan, juda faol. Eng tez-tez, u kislorod bilan birikmalar mavjud bo'lib, to'rt valent ega. tadqiqot hozirgi bosqichida, olimlar birikmalar yangi shakllarini kashf davom esa titaniferous minerallar soni 63 75 dan (turli manbalardan) o'zgaradi. amaliy foydalanish uchun, eng muhim quyidagi minerallar:

1. Ilmenit (FeTiO _3).
2. Rutil (jalb _2).
3. Titanit (CaTiSiO _5).
4. Perovskite (CaTiO _3).
5. Titanomagnetite (FeTiO ₃ + Fe ₃ O ₄₎ va t. D.

Barcha mavjud titaniferous ruda asosiy va Placer bo'linadi. Bu element zaif muhojir bo'lib, u faqat bir bolalash tosh sayohat mumkin yoki qoyalar loyqa pastki harakat. In The biosfera, The buyuk miqdori titan tarkibini begona o'tlar. er usti fauna element vakillari shox, soch to'qimalarda to'planadi. taloq titanium Bugungi bir inson tanasi xarakterli, buyrak usti bezlari, yo'ldoshning, qalqonsimon bez uchun.

jismoniy xususiyatlari

Titanium - kumush-oq rang ega rangli metall, temir o'xshaydi. 0 ⁰ C 4.517 g / sm ³ zichligi ^haroratda. modda gidroksidi metallar (kadmiy, natriy, litiy, seziy) xos bo'lgan kam issiqlik massasi, bor. Zichlik titan egallaydi bir oraliq joy orasidagi The temir va alyuminiy, vaqt ish faoliyatini yuqori ko'ra har ikkala elementlari. uning qo'llanish ko'lamini belgilashda hisoblanadi metallar asosiy xususiyatlari, mavjud hosil kuch va qattiqlik. 12 marta, temir va mis bilan kuchli Titanium alyuminiy - 4 marta, bu ancha oson bo'ladi. sof modda va uning hosil chegarasi itoatkorlik boshqa metallar holda, t. E. Perchin texnikasi, zarb, payvandlash, dumalab kabi, yuqori va past harorat qadriyatlar qayta ishlash imkonini beradi. titan farqlash xususiyati - Shunday qilib, bu xususiyatlari bir magnit maydon 500 ⁰ S gacha yuqori haroratda saqlanadi, uning past issiqlik o'tkazuvchanlik va, u temir sifatida jalb emas, paramagnit titan element bo'lib, mis kabi otilishiga emas. qattiq muhitda va mexanik ta'siri juda yuqori anti-chirish ishlashi noyob hisoblanadi. dengiz suvi bo'lgan 10 dan ortiq yil titan plastinka qiyofasini va tarkibini o'zgartirish yo'q. bu holatda temir butunlay korozyona tortgan halok bo'ladi.

titan termodinamik xususiyatlari

1. (Normal sharoitda) Zichlik 4.54 g / sm ^3.
2. Atom raqami - 22.
3. Metallar Group - bir olovga bardoshli, engil.
4. titan atom og'irligi - 47,0.
5. nuqtasini Qaynayotgan ⁽⁰ C) - 3260.
6. Molyar hajmi sm ³ / mol - 10,6.
7. erish nuqtasi titan ⁽⁰ C) - 1668.
8. bug'lanish xos issiqlik (kJ / mol) - 422,6.
9. 45 - (20 ⁰ C da) qarshilik * sm * 10 ^-6 Ohm.

kimyoviy xususiyatlari

tufayli kichik oksidi film yuzasida shakllantirish korozyon qarshilik elementi yaxshilandi. Bu (normal sharoitda) oldini oladi, kimyoviy reaktsiyalar kabi metall titan kabi bir element atrofidagi muhitda joylashgan gazlar bilan (kislorod, vodorod). Uning xususiyatlari harorat ta'sirida o'zgartirish. 600 ⁰ C, titan oksidi natijasida hosil kislorod orasidagi reaktsiya, (jalb ₂₎ ko'tarildi _bo'lsa. Atmosfera gazlar singishi taqdirda vakuum ishlab chiqarilgan titan bu sabab payvandlash va erish uchun hech qanday amaliy foydalanish nozik birikmalar hosil bo'ladi. metall vodorod tarqatib yuborish bilan qaytar reaktsiya jarayoni, bu yuqori haroratlarda (yuqorida 400 ⁰ C va) da yanada faol sodir bo'ladi. Titanium, ayniqsa, nozik zarrachalar (ingichka plitasi yoki sim) bir azot atmosferasida ostida yonib bitadi. 700 ⁰ S haroratda faqat iloji orasidagi kimyoviy reaktsiya, shunday qilib, bir nitrit Tin shakllantirish. ko'p shakllari juda qattiq metall qotishmalar bilan tez-tez elementi qotishma hisoblanadi. galogenlar (xrom, bromo, iyodo) bilan reaktsiya kirsa faqat quruq moddalar bilan o'zaro bir katalizator (yuqori harorat) va mavzu mavjudligi. Bu juda qiyin qiyin eriydigan qotishmalar ishlab chiqaradi. Bilan yechimlari eng kislotalar va ishqorlar titan kimyoviy faol istisno joyga jamlanganda sulfat (uzoq muddat qaynash), hidrofluorik, issiq organik (chumoli kislotasi, oksalat kislota).

Tug'ilgan joyi

eng keng tarqalgan tabiiy ravishda paydo ilmenit ruda - uning zaxiralari 800 million tonna baholanmoqda. Rutil omonat depozitlari ancha sodda, lekin umumiy hajmi - ishlab chiqarish o'sishi saqlab - masalan, titan kabi, keyingi 120 yil davomida bir metall insoniyatni ta'minlash kerak. The narx The yakuniy mahsulot irodasi bog'liq talab va oshirish, ishlab chiqarish qo'llanishlik, lekin kuni The o'rtacha o'zgarib turadi dan 1200 uchun 1800 rubl. / Kg. uzluksiz texnik yaxshilash bilan sezilarli darajada o'z vaqtida yangiliklarni barcha ishlab chiqarish jarayonlarini xarajatlarini kamaytirdi. Eng yirik zaxiralari titan rudalari Yaponiya, Janubiy Afrika, Avstraliya, Qozog'iston, Hindiston, Janubiy Koreya, Ukraina, Seylan'ı bo'lgan Rossiya va Xitoy va mineral resurs bazasini bor. Turli ishlab chiqarish hajmlari va ruda titanium ulushi konlari, geologik tadqiqotlar imkon metall bozor qiymati pasayishiga va uning keng ariza taxmin qilish qiladi, doimiy davom etmoqda. Rossiya titanium eng katta ishlab chiqaruvchi tomonidan emas.

Qabul

titaniumdioksit ishlab chiqarish uchun, eng keng tarqalgan aralashmalarning eng kam miqdorini o'z ichiga olgan, ishlatiladi. Bu ilmenit yoki Rutil ruda konsentratlari boyitish bilan qo'lga kiritiladi. elektr-yoyi o'choq issiqlik davolash temir va titan oksidi o'z ichiga olgan cüruf bo'linishi shakllantirish bilan birga rudasi, sodir bo'ladi. Sulfat yoki xlorid usul temir bepul ishlash fraktsiyasi uchun ishlatiladi. Titanium oksidi kul, bir chang (. Rasmga qarang) hisoblanadi. Titanium metall uning bosqichma-bosqich davolash bilan qo'lga kiritiladi.

birinchi bosqichi koks va xlor bug 'ta'sir bilan cüruf sinterleme jarayon. kimyoviy reaktsiya tomonidan olingan 850 ⁰ C. Titanium shimgichni haroratda (g'ovakli parchalanar ommaviy) bo'ysundirib, yoki külçe erib tozalangan qachon TiCl ₄ magniy yoki natriy natijasida kamayadi. yo'nalishlar yanada foydalanish qarab, yoki metall qotishma sof shaklda hosil bo'ladi (aralashmalar 1000 ⁰ C gacha isitish tomonidan chiqariladi). aralashmalar ulushi 0,01% iyoyid ishlatiladigan usul bilan bir moddaning ishlab chiqarish uchun. Bu, halojen, uning bug'lari bilan old Titanium shimgichni bug'lanish jarayoni asoslangan.

qo'llash maydonlar

titanium erish nuqtasi metall tarkibiy material sifatida foydalanish uchun qulaylik bebaho afzalligi ekanligini etarlicha yuqori. Shuning uchun, u eng buyuk kemasozlik sanoati ariza, aviatsiya sanoati, ishlab chiqarish raketalar, kimyoviy zavodlar topadi. Titanium tez-tez issiqlik qarshilik va qattiqlik takomillashtirilgan xususiyatlarini namoyon turli qotishmalar bir nazorat sifatida ishlatiladi. Oliy korozyon qarshilik va eng agressiv muhitlar bardosh qilish qobiliyati, bu metall kimyo sanoati uchun kerakli bo'lgan qilish. distillash va kislotalar va boshqa kimyoviy moddalar tashish ishlatiladigan Titanium (qotishmalari) ishlab quvurlar, tanklar, klapanlari, filtrlar. yuqori harorat bajarish faoliyat qurilmalar yaratish, u talab qilgan. titan aralashmalari, bardoshli chiqib ketish vositalari, bo'yoqlar, oziq-ovqat sanoati sohasida ishlatiladigan plastmassa va qog'oz, jarrohlik asboblari, joylashtiradigan, zargarlik, manzarali materiallar, qilish uchun foydalaniladigan. Barcha yo'nalishlar tasvirlab qiyin. to'liq biologik xavfsizlik uchun zamonaviy tibbiyot odatda metall titan foydalanadi. Narx - bu element qo'llash uzoq kengligi ta'sir qiladi, faqat omil hisoblanadi. To'g'ri, deb titan vasf - kelajak moddiy, yangi taraqqiyot bosqichiga kirib, deb odamzodni o'rganish.