Sekolah dasar

Titik didih titanium. Titanium adalah. Penggunaan titanium dalam bentuk murni dan dalam bentuk paduan, penggunaan titanium dalam bentuk senyawa, efek fisiologis titanium

22.12.2022
Titik didih titanium. Titanium adalah. Penggunaan titanium dalam bentuk murni dan dalam bentuk paduan, penggunaan titanium dalam bentuk senyawa, efek fisiologis titanium

Abadi, misterius, kosmik - semua ini dan banyak julukan lainnya diberikan kepada titanium di berbagai sumber. Sejarah penemuan logam ini tidaklah sepele: beberapa ilmuwan secara bersamaan berupaya mengisolasi unsur tersebut dalam bentuk murninya. Proses mempelajari sifat fisika, kimia dan menentukan bidang penerapannya saat ini. Titanium adalah logam masa depan; tempatnya dalam kehidupan manusia belum ditentukan, sehingga memberikan ruang lingkup yang luas bagi para peneliti modern untuk kreativitas dan penelitian ilmiah.

Ciri

Unsur kimia ditetapkan dalam tabel periodik D.I. Mendeleev dengan simbol Ti. Terletak di subkelompok sekunder kelompok IV periode keempat dan memiliki nomor seri 22. Titanium adalah logam putih-perak, ringan dan tahan lama. Konfigurasi elektron atom memiliki struktur sebagai berikut: +22)2)8)10)2, 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 2 4S 2. Oleh karena itu, titanium memiliki beberapa kemungkinan bilangan oksidasi: 2, 3, 4; pada senyawa yang paling stabil adalah tetravalen.

Titanium - paduan atau logam?

Pertanyaan ini menarik minat banyak orang. Pada tahun 1910, ahli kimia Amerika Hunter memperoleh titanium murni untuk pertama kalinya. Logam tersebut hanya mengandung 1% pengotor, tetapi jumlahnya dapat diabaikan dan tidak memungkinkan untuk mempelajari sifat-sifatnya lebih lanjut. Plastisitas zat yang dihasilkan hanya dicapai di bawah pengaruh suhu tinggi; dalam kondisi normal (suhu kamar), sampel terlalu rapuh. Faktanya, para ilmuwan tidak tertarik dengan elemen ini, karena prospek penggunaannya tampaknya terlalu tidak pasti. Kesulitan dalam memperoleh dan meneliti semakin mengurangi potensi pemanfaatannya. Baru pada tahun 1925, ahli kimia dari Belanda I. de Boer dan A. Van Arkel memperoleh logam titanium, yang sifatnya menarik perhatian para insinyur dan desainer di seluruh dunia. Sejarah studi unsur ini dimulai pada tahun 1790, pada saat inilah, secara paralel, secara independen satu sama lain, dua ilmuwan menemukan titanium sebagai unsur kimia. Masing-masing dari mereka menerima senyawa (oksida) suatu zat, yang tidak mampu mengisolasi logam dalam bentuk murni. Penemu titanium dianggap sebagai biksu mineralogi Inggris William Gregor. Di wilayah parokinya yang terletak di bagian barat daya Inggris, ilmuwan muda ini mulai mempelajari pasir hitam Lembah Menacan. Hasilnya adalah keluarnya butiran mengkilat yang merupakan senyawa titanium. Pada saat yang sama, di Jerman, ahli kimia Martin Heinrich Klaproth mengisolasi zat baru dari mineral rutil. Pada tahun 1797, ia juga membuktikan bahwa unsur-unsur yang dibuka secara paralel adalah serupa. Titanium dioksida telah menjadi misteri bagi banyak ahli kimia selama lebih dari satu abad; bahkan Berzelius tidak dapat memperoleh logam murni. Teknologi terkini Abad ke-20 secara signifikan mempercepat proses mempelajari unsur tersebut dan menentukan arah awal penggunaannya. Pada saat yang sama, cakupan penerapannya terus berkembang. Ruang lingkupnya hanya dapat dibatasi oleh rumitnya proses memperoleh zat seperti titanium murni. Harga paduan dan logam cukup tinggi sehingga saat ini tidak dapat menggantikan besi dan aluminium tradisional.

Asal nama

Menakin adalah nama depan titanium yang digunakan hingga tahun 1795. Inilah yang disebut W. Gregor sebagai unsur baru, berdasarkan afiliasi teritorialnya. Martin Klaproth memberi nama "titanium" pada unsur tersebut pada tahun 1797. Pada saat ini, rekan-rekannya dari Perancis, yang dipimpin oleh ahli kimia yang cukup berwibawa A.L. Lavoisier, mengusulkan penamaan zat yang baru ditemukan sesuai dengan sifat dasarnya. Ilmuwan Jerman tidak setuju dengan pendekatan ini; dia cukup percaya bahwa pada tahap penemuan cukup sulit untuk menentukan semua karakteristik yang melekat pada suatu zat dan mencerminkannya dalam namanya. Namun, harus diakui bahwa istilah yang dipilih secara intuitif oleh Klaproth sepenuhnya sesuai dengan logam - hal ini telah berulang kali ditekankan oleh para ilmuwan modern. Ada dua teori utama tentang asal usul nama titanium. Logam tersebut mungkin diberi nama seperti itu untuk menghormati ratu elf Titania (karakter dari mitologi Jerman). Nama ini melambangkan ringan dan kuatnya bahan tersebut. Kebanyakan ilmuwan cenderung menggunakan versi mitologi Yunani kuno, di mana putra dewi bumi Gaia yang perkasa disebut raksasa. Versi ini juga didukung dengan nama unsur yang ditemukan sebelumnya - uranium.

Berada di alam

Dari logam yang secara teknis berharga bagi manusia, titanium menempati urutan keempat dalam hal kelimpahannya di kerak bumi. Hanya besi, magnesium dan aluminium yang memiliki persentase tinggi di alam. Kandungan titanium tertinggi tercatat pada cangkang basal, sedikit lebih sedikit pada lapisan granit. DI DALAM air laut kandungan zat ini rendah - sekitar 0,001 mg/l. Unsur kimia titanium cukup aktif sehingga tidak mungkin ditemukan dalam bentuk murni. Paling sering hadir dalam senyawa dengan oksigen, dan memiliki valensi empat. Jumlah mineral yang mengandung titanium bervariasi dari 63 hingga 75 (dalam berbagai sumber), sedangkan panggung modern Para ilmuwan penelitian terus menemukan bentuk-bentuk baru dari senyawanya. Untuk penggunaan praktis, mineral berikut ini sangat penting:

  1. Ilmenit (FeTiO 3).
  2. Rutil (TiO 2).
  3. Titanit (CaTiSiO 5).
  4. Perovskit (CaTiO 3).
  5. Magnetit titanium (FeTiO 3 + Fe 3 O 4), dll.

Semua bijih yang mengandung titanium dibagi menjadi bijih placer dan bijih dasar. Unsur ini bersifat migran lemah; ia hanya dapat bergerak dalam bentuk pecahan batu atau pergerakan batuan dasar berlumpur. Di biosfer, jumlah titanium terbesar ditemukan pada alga. Pada perwakilan fauna darat, unsur tersebut terakumulasi di jaringan tanduk dan rambut. Tubuh manusia ditandai dengan adanya titanium di limpa, kelenjar adrenal, plasenta, dan kelenjar tiroid.

Sifat fisik

Titanium merupakan logam non-besi dengan warna putih keperakan yang tampilannya menyerupai baja. Pada suhu 0 0 C, massa jenisnya adalah 4,517 g/cm 3 . Zat tersebut memiliki berat jenis yang rendah, yang merupakan ciri khas logam alkali (kadmium, natrium, litium, cesium). Dalam hal kepadatan, titanium menempati posisi perantara antara besi dan aluminium, sementara karakteristik kinerjanya lebih tinggi daripada kedua elemen tersebut. Sifat utama logam yang diperhitungkan saat menentukan ruang lingkup penerapannya adalah kekerasan. Titanium 12 kali lebih kuat dari aluminium, 4 kali lebih kuat dari besi dan tembaga, namun jauh lebih ringan. Plastisitas dan kekuatan luluhnya memungkinkannya diproses pada suhu rendah dan tinggi, seperti halnya logam lain, yaitu dengan metode memukau, menempa, mengelas, dan menggulung. Ciri khas titanium adalah konduktivitas termal dan listriknya yang rendah, sedangkan sifat ini dipertahankan pada suhu tinggi, hingga 500 0 C. Dalam medan magnet, titanium adalah elemen paramagnetik; tidak tertarik seperti besi dan tidak terdorong keluar seperti tembaga. Kinerja anti-korosi yang sangat tinggi di lingkungan yang agresif dan di bawah tekanan mekanis adalah hal yang unik. Paparan air laut selama lebih dari 10 tahun tidak mengubah tampilan dan komposisi pelat titanium. Dalam hal ini, besi akan hancur total karena korosi.

Sifat termodinamika titanium

  1. Massa jenisnya (dalam kondisi normal) adalah 4,54 g/cm 3 .
  2. Nomor atom - 22.
  3. Kelompok logam - tahan api, ringan.
  4. Massa atom titanium adalah 47,0.
  5. Titik didih (0 C) - 3260.
  6. Volume molar cm 3 /mol - 10,6.
  7. Titik leleh titanium (0 C) adalah 1668.
  8. Panas spesifik penguapan (kJ/mol) - 422,6.
  9. Hambatan listrik (pada 20 0 C) Ohm*cm*10 -6 - 45.

Sifat kimia

Peningkatan ketahanan korosi pada elemen dijelaskan oleh pembentukan lapisan oksida kecil di permukaan. Ini mencegah (dalam kondisi normal) gas (oksigen, hidrogen) yang ditemukan di atmosfer sekitar suatu unsur seperti logam titanium. Sifat-sifatnya berubah di bawah pengaruh suhu. Ketika meningkat hingga 600 0 C, terjadi reaksi dengan oksigen, menghasilkan pembentukan titanium oksida (TiO 2). Ketika gas atmosfer diserap, terbentuk senyawa rapuh yang tidak memiliki aplikasi praktis, itulah sebabnya pengelasan dan peleburan titanium dilakukan dalam kondisi vakum. Reaksi reversibel adalah proses pelarutan hidrogen dalam logam; terjadi lebih aktif dengan meningkatnya suhu (dari 400 0 C ke atas). Titanium, terutama partikel kecilnya (pelat tipis atau kawat), terbakar dalam atmosfer nitrogen. Reaksi kimia hanya mungkin terjadi pada suhu 700 0 C, menghasilkan pembentukan TiN nitrida. Ini membentuk paduan dengan kekerasan tinggi dengan banyak logam dan sering kali merupakan elemen paduan. Bereaksi dengan halogen (kromium, brom, yodium) hanya dengan adanya katalis (suhu tinggi) dan berinteraksi dengan bahan kering. Dalam hal ini, paduan tahan api yang sangat keras terbentuk. Titanium tidak aktif secara kimia dengan larutan sebagian besar basa dan asam, kecuali asam sulfat pekat (dengan perebusan berkepanjangan), asam fluorida, dan asam organik panas (asam format, asam oksalat).

Deposito

Bijih ilmenit adalah yang paling umum di alam - cadangannya diperkirakan mencapai 800 juta ton. Cadangan deposit rutil jauh lebih sedikit, tetapi volume totalnya - sambil mempertahankan pertumbuhan produksi - akan menyediakan logam seperti titanium bagi umat manusia untuk 120 tahun ke depan. Harga produk jadi akan bergantung pada permintaan dan peningkatan tingkat kemampuan manufaktur produksi, namun rata-rata bervariasi dalam kisaran 1200 hingga 1800 rubel/kg. Dalam kondisi peningkatan teknis yang konstan, biaya semua proses produksi berkurang secara signifikan dengan modernisasi yang tepat waktu. Tiongkok dan Rusia memiliki cadangan terbesar; Jepang, Afrika Selatan, Australia, Kazakhstan, India, Korea Selatan, Ukraina, dan Ceylon juga memiliki basis sumber daya mineral. Deposit tersebut berbeda dalam volume produksi dan persentase titanium dalam bijih; survei geologi sedang berlangsung, yang memungkinkan untuk mengasumsikan penurunan nilai pasar logam dan penggunaannya yang lebih luas. Rusia sejauh ini merupakan produsen titanium terbesar.

Kuitansi

Untuk produksi titanium, titanium dioksida yang mengandung paling sering digunakan jumlah minimal kotoran. Itu diperoleh dengan memperkaya konsentrat ilmenit atau bijih rutil. Dalam tungku busur listrik, bijih diberi perlakuan panas, yang disertai dengan pemisahan besi dan pembentukan terak yang mengandung titanium oksida. Metode asam sulfat atau klorida digunakan untuk mengolah fraksi bebas besi. Titanium oksida adalah bubuk abu-abu (lihat foto). Logam titanium diperoleh melalui pemrosesan langkah demi langkah.

Tahap pertama adalah proses sintering terak dengan kokas dan paparan uap klorin. TiCl 4 yang dihasilkan direduksi dengan magnesium atau natrium bila terkena suhu 850 0 C. Hasilnya adalah spons titanium (massa menyatu berpori) reaksi kimia, dimurnikan atau dilebur menjadi batangan. Tergantung pada arah penggunaan selanjutnya, paduan atau logam murni terbentuk (pengotor dihilangkan dengan pemanasan hingga 1000 0 C). Untuk menghasilkan suatu zat dengan kandungan pengotor 0,01% digunakan metode iodida. Hal ini didasarkan pada proses penguapan uapnya dari spons titanium yang telah diolah dengan halogen.

Area aplikasi

Titik leleh titanium cukup tinggi, mengingat ringannya logam tersebut, merupakan keuntungan yang sangat berharga dalam menggunakannya sebagai bahan struktural. Oleh karena itu, penggunaan terbesarnya adalah dalam pembuatan kapal, industri penerbangan, pembuatan roket, dan produksi bahan kimia. Titanium sering digunakan sebagai aditif paduan pada berbagai paduan yang memiliki karakteristik kekerasan dan ketahanan panas yang meningkat. Sifat anti korosi yang tinggi dan kemampuannya menahan lingkungan yang paling agresif menjadikan logam ini sangat diperlukan untuk industri kimia. Pipa, wadah, katup penutup, filter yang digunakan dalam penyulingan dan pengangkutan asam dan bahan kimia lainnya terbuat dari titanium (paduannya). zat aktif. Ini sangat dibutuhkan saat membuat perangkat yang beroperasi pada suhu tinggi. Senyawa titanium digunakan untuk membuat alat pemotong, cat, plastik dan kertas yang tahan lama, instrumen bedah, implan, perhiasan, bahan finishing, dan digunakan dalam industri makanan. Semua arah sulit untuk dijelaskan. Pengobatan modern sering menggunakan logam titanium karena keamanan biologisnya yang lengkap. Harga merupakan satu-satunya faktor yang sejauh ini mempengaruhi luasnya penerapan elemen ini. Dapat dikatakan bahwa titanium adalah bahan masa depan, dengan mempelajari bahan mana yang akan digunakan umat manusia panggung baru perkembangan.

Titanium dalam bentuk oksida (IV) ditemukan oleh ahli mineralogi amatir Inggris W. Gregor pada tahun 1791 di pasir besi magnetik kota Menacan (Inggris); pada tahun 1795, ahli kimia Jerman M. G. Klaproth menetapkan bahwa mineral rutil adalah oksida alami dari logam yang sama, yang ia sebut “titanium” [dalam mitologi Yunani, para raksasa adalah anak-anak Uranus (Surga) dan Gaia (Bumi)]. Untuk waktu yang lama tidak mungkin mengisolasi Titanium dalam bentuk murni; baru pada tahun 1910 ilmuwan Amerika M.A. Hunter memperoleh logam Titan dengan memanaskan kloridanya dengan natrium dalam bom baja tertutup; Logam yang diperolehnya hanya ulet pada suhu tinggi dan rapuh pada suhu kamar karena tingginya kandungan pengotor. Kesempatan untuk mempelajari sifat-sifat Titanium murni baru muncul pada tahun 1925, ketika ilmuwan Belanda A. Van Arkel dan I. de Boer memperoleh logam dengan kemurnian tinggi, plastik pada suhu rendah, menggunakan disosiasi termal titanium iodida.

Distribusi Titan di alam. Titanium adalah salah satu unsur yang paling umum, kandungan rata-ratanya di kerak bumi (clarke) adalah 0,57% beratnya (di antara logam struktural, titanium menempati urutan ke-4 dalam kelimpahannya, di belakang besi, aluminium, dan magnesium). Sebagian besar Titanium terdapat pada batuan dasar yang disebut “cangkang basal” (0,9%), lebih sedikit pada batuan “cangkang granit” (0,23%), dan bahkan lebih sedikit lagi pada batuan ultrabasa (0,03%), dll. Untuk batuan , diperkaya dengan Titanium, termasuk pegmatit dari batuan dasar, batuan alkali, syenit dan pegmatit terkait dan lain-lain. Terdapat 67 mineral Titanium yang diketahui, sebagian besar berasal dari batuan beku; yang paling penting adalah rutil dan ilmenit.

Titan sebagian besar tersebar di biosfer. Air laut mengandung 10 -7%; Titan adalah migran yang lemah.

Sifat fisik Titan. Titanium ada dalam bentuk dua modifikasi alotropik: di bawah suhu 882,5 °C, bentuk α dengan kisi padat heksagonal (a = 2,951 Å, c = 4,679 Å) stabil, dan di atas suhu ini - β -bentuk dengan kisi berpusat badan kubik a = 3,269 Å. Pengotor dan aditif paduan dapat mengubah suhu transformasi α/β secara signifikan.

Massa jenis bentuk α pada 20°C adalah 4,505 g/cm 3 , dan pada 870°C 4,35 g/cm 3 ; Bentuk β pada 900°C 4,32 g/cm 3 ; jari-jari atom Ti 1,46 Å, jari-jari ionik Ti + 0,94 Å, Ti 2+ 0,78 Å, Ti 3+ 0,69 Å, Ti 4+ 0,64 Å; Titik lebur 1668 °C, titik didih 3227 °C; konduktivitas termal pada kisaran 20-25°C 22,065 W/(m K); koefisien suhu ekspansi linier pada 20°С 8,5·10 -6, dalam kisaran 20-700°С 9,7·10 -6; kapasitas panas 0,523 kJ/(kg K); resistivitas listrik 42,1·10 -6 ohm·cm pada 20 °C; koefisien suhu hambatan listrik 0,0035 pada 20 °C; memiliki superkonduktivitas di bawah 0,38 K. Titanium bersifat paramagnetik, kerentanan magnetik spesifik 3,2·10 -6 pada 20 °C. Kekuatan tarik 256 MN/m2 (25,6 kgf/mm2), perpanjangan relatif 72%, kekerasan Brinell kurang dari 1000 MN/m2 (100 kgf/mm2). Modulus elastisitas normal 108.000 MN/m2 (10.800 kgf/mm2). Logam dengan kemurnian tinggi dapat ditempa pada suhu biasa.

Titanium Teknis yang digunakan dalam industri mengandung pengotor oksigen, nitrogen, besi, silikon dan karbon, yang meningkatkan kekuatannya, mengurangi keuletan dan mempengaruhi suhu transformasi polimorfik, yang terjadi pada kisaran 865-920 °C. Untuk tingkat teknis Titanium VT1-00 dan VT1-0, kepadatannya sekitar 4,32 g/cm 3 , kekuatan tarik 300-550 MN/m 2 (30-55 kgf/mm 2), perpanjangan tidak lebih rendah dari 25%, kekerasan Brinell 1150 -1650 Mn/m 2 (115-165 kgf/mm 2). Konfigurasi kulit elektron terluar atom Ti adalah 3d 2 4s 2.

Sifat kimia Titan. Titanium murni adalah unsur transisi yang aktif secara kimia; dalam senyawa ia memiliki bilangan oksidasi +4, lebih jarang +3 dan +2. Pada suhu biasa dan hingga 500-550 °C, ia tahan terhadap korosi, yang dijelaskan oleh adanya lapisan oksida tipis namun tahan lama pada permukaannya.

Ia bereaksi nyata dengan oksigen atmosfer pada suhu di atas 600 °C untuk membentuk TiO 2 . Jika pelumasan tidak mencukupi, serutan titanium tipis dapat terbakar selama pemesinan. Jika terdapat konsentrasi oksigen yang cukup di lingkungan dan lapisan oksida rusak akibat benturan atau gesekan, logam dapat terbakar pada suhu kamar dan dalam jumlah yang relatif besar.

Film oksida tidak melindungi titanium dalam keadaan cair dari interaksi lebih lanjut dengan oksigen (tidak seperti, misalnya aluminium), dan oleh karena itu peleburan dan pengelasannya harus dilakukan dalam ruang hampa, dalam atmosfer gas netral atau busur terendam. Titanium memiliki kemampuan untuk menyerap gas atmosfer dan hidrogen, membentuk paduan rapuh yang tidak cocok untuk penggunaan praktis; dengan adanya permukaan teraktivasi, penyerapan hidrogen sudah terjadi pada suhu kamar dengan laju rendah, yang meningkat secara signifikan pada suhu 400 °C ke atas. Kelarutan hidrogen di Titan bersifat reversibel, dan gas ini dapat dihilangkan hampir seluruhnya dengan melakukan anil dalam ruang hampa. Titanium bereaksi dengan nitrogen pada suhu di atas 700 °C, dan diperoleh nitrida jenis TiN; dalam bentuk bubuk halus atau kawat, titanium dapat terbakar dalam atmosfer nitrogen. Laju difusi nitrogen dan oksigen di Titan jauh lebih rendah dibandingkan hidrogen. Lapisan yang diperoleh sebagai hasil interaksi dengan gas-gas ini ditandai dengan peningkatan kekerasan dan kerapuhan dan harus dihilangkan dari permukaan produk titanium dengan cara etsa atau perlakuan mekanis. Titanium berinteraksi kuat dengan halogen kering dan stabil terhadap halogen basah, karena kelembapan berperan sebagai penghambat.

Logam ini stabil dalam asam nitrat pada semua konsentrasi (kecuali asam berasap merah, yang menyebabkan retak korosi pada Titan, dan reaksi terkadang terjadi dengan ledakan), dalam larutan asam sulfat lemah (hingga 5% berat) . Asam klorida, hidrofluorik, sulfat pekat, serta asam organik panas: oksalat, format, dan trikloroasetat bereaksi dengan Titan.

Titanium tahan korosi di udara atmosfer, air laut dan atmosfer laut, dalam klorin basah, air klorin, larutan klorida panas dan dingin, dalam berbagai solusi teknologi dan reagen yang digunakan dalam industri kimia, minyak, pembuatan kertas dan industri lainnya, serta di hidrometalurgi. Titanium membentuk senyawa mirip logam dengan C, B, Se, Si, ditandai dengan sifat tahan api dan kekerasan yang tinggi. TiC karbida (mp 3140 °C) diperoleh dengan memanaskan campuran TiO 2 dengan jelaga pada suhu 1900-2000 °C dalam atmosfer hidrogen; TiN nitrida (mp 2950 °C) - dengan memanaskan bubuk Titanium dalam nitrogen pada suhu di atas 700 °C. Silisida TiSi 2, TiSi dan borida TiB, Ti 2 B 5, TiB 2 telah diketahui. Pada suhu 400-600 °C Titanium menyerap hidrogen membentuk larutan padat dan hidrida (TiH, TiH 2). Ketika TiO 2 menyatu dengan basa, garam asam titanat terbentuk: meta- dan orto-titanat (misalnya, Na 2 TiO 3 dan Na 4 TiO 4), serta polititanat (misalnya, Na 2 Ti 2 O 5 dan Na 2 Ti 3 O 7). Titanat termasuk mineral terpenting Titan, misalnya ilmenit FeTiO 3, perovskit CaTiO 3. Semua titanat sedikit larut dalam air. Titanium (IV) oksida, asam titanat (endapan), dan titanat larut dalam asam sulfat membentuk larutan yang mengandung titanil sulfat TiOSO 4 . Ketika larutan diencerkan dan dipanaskan, H 2 TiO 3 diendapkan sebagai hasil hidrolisis, yang menghasilkan Titanium (IV) oksida. Ketika hidrogen peroksida ditambahkan ke larutan asam yang mengandung senyawa Ti (IV), asam peroksida (supratitanat) dari komposisi H 4 TiO 5 dan H 4 TiO 8 dan garamnya akan terbentuk; senyawa ini berwarna kuning atau oranye-merah (tergantung konsentrasi Titanium), yang digunakan untuk penentuan analitik Titanium.

Mendapatkan Titan. Metode yang paling umum untuk memproduksi logam titanium adalah metode magnesium-termal, yaitu reduksi Titanium tetraklorida dengan logam magnesium (lebih jarang, natrium):

TiCl 4 + 2Mg = Ti + 2MgCl 2.

Dalam kedua kasus tersebut, bahan bakunya adalah bijih Titanium oksida - rutil, ilmenit, dan lainnya. Untuk bijih jenis ilmenit, Titanium dalam bentuk terak dipisahkan dari besi dengan cara peleburan di tungku listrik. Terak (dan juga rutil) diklorinasi dengan adanya karbon untuk membentuk Titanium tetraklorida, yang setelah dimurnikan, memasuki reaktor reduksi dengan atmosfer netral.

Titanium dengan proses ini diperoleh dalam bentuk spons dan, setelah digiling, dilebur dalam tungku busur vakum menjadi ingot dengan penambahan aditif paduan, jika diperlukan paduan. Metode magnesium-termal memungkinkan terciptanya produksi industri Titanium skala besar dengan siklus teknologi tertutup, karena produk sampingan yang terbentuk selama reduksi - magnesium klorida - dikirim ke elektrolisis untuk menghasilkan magnesium dan klorin.

Dalam beberapa kasus, penggunaan metode metalurgi serbuk untuk produksi produk dari Titanium dan paduannya bermanfaat. Untuk mendapatkan bubuk yang sangat halus (misalnya, untuk elektronik radio), dapat digunakan reduksi Titanium (IV) oksida dengan kalsium hidrida.

Penerapan Titan. Keunggulan utama Titan dibandingkan logam struktural lainnya: kombinasi ringan, kekuatan, dan ketahanan terhadap korosi. Paduan titanium secara absolut, dan terlebih lagi dalam kekuatan spesifiknya (yaitu, kekuatan yang berkaitan dengan kepadatan) lebih unggul daripada sebagian besar paduan berdasarkan logam lain (misalnya, besi atau nikel) pada suhu dari -250 hingga 550 ° C, dan dalam hal korosi mereka sebanding dengan paduan logam mulia. Namun, Titanium mulai digunakan sebagai bahan struktural independen hanya pada tahun 50-an abad ke-20 karena kesulitan teknis yang besar dalam ekstraksi dari bijih dan pemrosesannya (itulah sebabnya Titanium secara konvensional diklasifikasikan sebagai logam langka). Bagian utama Titan dihabiskan untuk kebutuhan penerbangan dan teknologi roket serta pembuatan kapal laut. Paduan Titanium dengan besi, yang dikenal sebagai “ferrotitanium” (20-50% Titanium), berfungsi sebagai bahan aditif paduan dan deoksidasi dalam metalurgi baja berkualitas tinggi dan paduan khusus.

Titanium Teknis digunakan untuk pembuatan wadah, reaktor kimia, saluran pipa, alat kelengkapan, pompa dan produk lain yang beroperasi di lingkungan agresif, misalnya dalam teknik kimia. Dalam hidrometalurgi logam non-ferrous, peralatan yang terbuat dari Titanium digunakan. Ini digunakan untuk melapisi produk baja. Penggunaan Titanium dalam banyak kasus memberikan efek teknis dan ekonomi yang besar tidak hanya karena peningkatan masa pakai peralatan, tetapi juga kemungkinan untuk mengintensifkan proses (seperti, misalnya, dalam hidrometalurgi nikel). Keamanan biologis Titanium menjadikannya bahan yang sangat baik untuk pembuatan peralatan industri makanan dan bedah rekonstruktif. Dalam kondisi sangat dingin, kekuatan Titan meningkat dengan tetap menjaga keuletan yang baik, sehingga memungkinkan untuk digunakan sebagai bahan struktural untuk teknologi kriogenik. Titanium cocok untuk pemolesan, anodisasi warna, dan metode penyelesaian permukaan lainnya dan oleh karena itu digunakan untuk pembuatan berbagai produk artistik, termasuk patung monumental. Contohnya adalah monumen di Moskow, yang dibangun untuk menghormati peluncuran satelit Bumi buatan pertama. Di antara senyawa Titanium, oksida, halida, dan juga silisida yang digunakan dalam teknologi suhu tinggi mempunyai kepentingan praktis; borida dan paduannya digunakan sebagai moderator di pembangkit listrik tenaga nuklir karena sifatnya yang tahan api dan penampang penangkapan neutron yang besar. Titanium karbida, yang memiliki kekerasan tinggi, merupakan bagian dari paduan keras perkakas yang digunakan untuk pembuatan perkakas pemotong dan sebagai bahan abrasif.

Titanium (IV) oksida dan barium titanat merupakan bahan dasar keramik titanium, dan barium titanat adalah bahan feroelektrik yang paling penting.

Titanium di dalam tubuh. Titanium selalu hadir dalam jaringan tumbuhan dan hewan. Pada tumbuhan darat konsentrasinya sekitar 10 -4%, pada tumbuhan laut - dari 1,2 · 10 -3 hingga 8 · 10 -2%, pada jaringan hewan darat - kurang dari 2 · 10 -4%, pada tumbuhan laut - dari 2 · 10 -4 hingga 2·10 -2%. Terakumulasi pada vertebrata terutama di formasi tanduk, limpa, kelenjar adrenal, kelenjar tiroid, plasenta; diserap dengan buruk dari saluran pencernaan. Pada manusia, asupan harian Titanium dari makanan dan air adalah 0,85 mg; diekskresikan dalam urin dan feses (masing-masing 0,33 dan 0,52 mg).

DEFINISI

titanium terletak di periode keempat kelompok IV subkelompok sekunder (B) tabel periodik.

Mengacu pada elemen keluarga-d. Logam. Penunjukan - Ti. Nomor seri - 22. Massa atom relatif - 47,956 sma.

Struktur elektronik atom titanium

Atom titanium terdiri dari inti bermuatan positif (+22), di dalamnya terdapat 22 proton dan 26 neutron, serta 22 elektron bergerak dalam empat orbit.

Gambar.1. Struktur skema atom titanium.

Distribusi elektron antar orbital adalah sebagai berikut:

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 2 4S 2 .

Tingkat energi terluar atom titanium mengandung 4 elektron, yang merupakan elektron valensi. Bilangan oksidasi kalsium adalah +4. Diagram energi keadaan dasar berbentuk sebagai berikut:

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan Tunjukkan distribusi elektron tingkat energi dalam atom unsur-unsur berikut: a) nitrogen; b) titanium; c) galium; d) sesium; d) tungsten.
Menjawab a) 7 N1s 2 2s 2 2p 3 .

b) 22 Ti1 S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 2 4S 2 .

c) 31 Hari 1 S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 10 4S 2 4P 1 .

d) 55 Cs 1 S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 10 4S 2 4P 6 4D 10 5S 2 5P 6 6S 1 .

e) 74W 1 S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 10 4S 2 4P 6 4D 10 5S 2 5P 6 5D 6 6S 2 .

Sebagian besar titanium dihabiskan untuk kebutuhan penerbangan dan teknologi roket serta pembuatan kapal laut. Ini, seperti ferrotitanium, digunakan sebagai aditif paduan pada baja berkualitas tinggi dan sebagai zat deoksidasi. Titanium teknis digunakan untuk pembuatan wadah, reaktor kimia, saluran pipa, alat kelengkapan, pompa, katup, dan produk lain yang beroperasi di lingkungan agresif. Titanium kompak digunakan untuk membuat jaring dan bagian lain dari perangkat vakum listrik yang beroperasi pada suhu tinggi.

Dalam hal kegunaan sebagai bahan struktur, Ti menempati urutan ke-4, kedua setelah Al, Fe dan Mg. Titanium aluminida sangat tahan terhadap oksidasi dan tahan panas, yang pada gilirannya menentukan penggunaannya dalam manufaktur penerbangan dan otomotif sebagai bahan struktural. Sifat biologis yang tidak berbahaya dari logam ini menjadikannya bahan yang sangat baik untuk industri makanan dan bedah rekonstruktif.

Titanium dan paduannya banyak digunakan dalam teknologi karena kekuatan mekaniknya yang tinggi, yang dipertahankan pada suhu tinggi, ketahanan terhadap korosi, tahan panas, kekuatan spesifik, kepadatan rendah dan sifat bermanfaat lainnya. Tingginya biaya logam ini dan bahan-bahan yang didasarkan padanya dalam banyak kasus dikompensasi oleh kinerjanya yang lebih tinggi, dan dalam beberapa kasus mereka adalah satu-satunya bahan mentah dari mana peralatan atau struktur dapat dibuat yang dapat beroperasi dalam kondisi spesifik ini.

Paduan titanium memainkan peran penting dalam teknologi penerbangan, yang berupaya mencapai struktur paling ringan yang dikombinasikan dengan kekuatan yang diperlukan. Ti ringan dibandingkan logam lain, tetapi pada saat yang sama dapat beroperasi pada suhu tinggi. Bahan berbahan dasar Ti digunakan untuk membuat casing, komponen pengikat, power kit, komponen sasis, dan berbagai unit. Bahan-bahan ini juga digunakan dalam konstruksi mesin jet pesawat. Hal ini memungkinkan Anda mengurangi berat badan mereka sebesar 10-25%. Paduan titanium digunakan untuk memproduksi cakram dan bilah kompresor, suku cadang untuk saluran masuk udara dan pemandu mesin, serta berbagai pengencang.

Bidang penerapan lainnya adalah peroketan. Karena pengoperasian mesin jangka pendek dan lintasan cepat lapisan padat atmosfer dalam ilmu roket, masalah kekuatan lelah, ketahanan statis, dan sebagian mulur dapat dihilangkan.

Karena kekuatan termalnya yang kurang tinggi, titanium teknis tidak cocok untuk digunakan dalam penerbangan, namun karena ketahanannya yang sangat tinggi terhadap korosi, dalam beberapa kasus titanium ini sangat diperlukan dalam industri kimia dan pembuatan kapal. Oleh karena itu, digunakan dalam pembuatan kompresor dan pompa untuk memompa media agresif seperti asam sulfat dan klorida serta garamnya, saluran pipa, katup penutup, autoklaf, berbagai jenis wadah, filter, dll. Hanya Ti yang memiliki ketahanan terhadap korosi di lingkungan seperti klorin basah, larutan klorin berair dan asam, oleh karena itu peralatan untuk industri klorin dibuat dari logam ini. Ini juga digunakan untuk membuat penukar panas yang beroperasi di lingkungan korosif, misalnya asam nitrat (tidak merokok). Dalam pembuatan kapal, titanium digunakan untuk pembuatan baling-baling, pelapisan kapal, kapal selam, torpedo, dll. Kerang tidak menempel pada bahan ini, yang secara tajam meningkatkan ketahanan kapal saat bergerak.

Paduan titanium menjanjikan untuk digunakan dalam banyak aplikasi lain, namun penyebarannya dalam teknologi terhambat oleh tingginya biaya dan kurangnya jumlah logam ini.

Senyawa titanium juga banyak digunakan di berbagai industri. Karbida (TiC) memiliki kekerasan tinggi dan digunakan dalam produksi alat pemotong dan bahan abrasif. Putih dioksida (TiO2) digunakan dalam cat (misalnya titanium putih) dan dalam produksi kertas dan plastik. Senyawa organo-titanium (misalnya tetrabutoxytitanium) digunakan sebagai katalis dan pengeras dalam industri kimia dan cat dan pernis. Senyawa anorganik Ti digunakan dalam industri kimia elektronik dan fiberglass sebagai bahan tambahan. Diborida (TiB 2) merupakan komponen penting dari material superhard untuk pemrosesan logam. Nitrida (TiN) digunakan untuk melapisi perkakas.

1941 Titik didih 3560 Ud.  panas fusi 18,8 kJ/mol Ud.  panas penguapan 422,6 kJ/mol Kapasitas panas molar 25,1 J/(K mol) Volume molar 10,6 cm³/mol Kisi kristal dari zat sederhana
Struktur kisi heksagonal padat (α-Ti) Parameter kisi a=2,951 detik=4,697 (α-Ti)/Sikap 1,587 C 380 A Suhu Debye Karakteristik lainnya Konduktivitas termal 7440-32-6

(300 K) 21,9 W/(mK)

Di Rusia, di Verkhnyaya Salda, terdapat perusahaan VSMPO-AVISMA, yang memproduksi titanium untuk industri kedirgantaraan global. Namun, Boeing, Airbus, Rolls-Royce, berbagai peralatan kimia, dan banyak barang rongsokan mahal lainnya dibuat dari titanium Verkhnyaya Salda , Anda masing-masing dapat membeli sekop atau linggis dari titanium murni! Dan ini bukan lelucon!

Penemuan TiO 2 dilakukan hampir bersamaan dan mandiri oleh orang Inggris A. Gregor?! dan ahli kimia Jerman M.G. Klaproth. W. Gregor, mempelajari komposisi pasir besi magnetik (Creed, Cornwall, Inggris), mengisolasi “bumi” (oksida) baru dari logam yang tidak diketahui, yang disebutnya menaken. Pada tahun 1795, ahli kimia Jerman Klaproth menemukan unsur baru dalam mineral rutil dan menamakannya titanium. Dua tahun kemudian, Klaproth menetapkan bahwa tanah rutil dan tanah menaken adalah oksida dari unsur yang sama, sehingga memunculkan nama “titanium” yang diusulkan oleh Klaproth. Sepuluh tahun kemudian, titanium ditemukan untuk ketiga kalinya. Ilmuwan Perancis L. Vauquelin menemukan titanium dalam anatase dan membuktikan bahwa rutil dan anatase adalah titanium oksida yang identik.

Sampel logam titanium pertama diperoleh pada tahun 1825 oleh J. Ya. Karena aktivitas kimia titanium yang tinggi dan sulitnya pemurniannya, sampel Ti murni diperoleh oleh A. van Arkel dan I. de Boer dari Belanda pada tahun 1925 dengan dekomposisi termal uap titanium iodida TiI 4 .

Asal nama

Logam ini mendapatkan namanya untuk menghormati para raksasa, karakter dari mitologi Yunani kuno, anak-anak Gaia. Nama unsur tersebut diberikan oleh Martin Klaproth sesuai dengan pandangannya tentang tata nama kimia berbeda dengan aliran kimia Perancis, di mana mereka mencoba memberi nama suatu unsur berdasarkan sifat kimianya. Karena peneliti Jerman sendiri mencatat ketidakmungkinan menentukan sifat-sifat suatu unsur baru hanya dari oksidanya, ia memilih namanya berdasarkan mitologi, dengan analogi dengan uranium yang ia temukan sebelumnya.

Berada di alam

Titanium menempati urutan ke 10 dalam hal prevalensi di alam. Kandungan di kerak bumi adalah 0,57% massa, di air laut - 0,001 mg/l. Pada batuan ultrabasa 300 g/t, pada batuan dasar - 9 kg/t, pada batuan asam 2,3 kg/t, pada lempung dan serpih 4,5 kg/t. Di kerak bumi, titanium hampir selalu bersifat tetravalen dan hanya terdapat dalam senyawa oksigen. Tidak ditemukan dalam bentuk bebas. Dalam kondisi pelapukan dan curah hujan, titanium memiliki afinitas geokimia dengan Al 2 O 3 . Ini terkonsentrasi pada bauksit dari kerak pelapukan dan sedimen tanah liat laut. Titanium diangkut dalam bentuk fragmen mineral mekanis dan dalam bentuk koloid. Hingga 30% TiO 2 menurut beratnya terakumulasi di beberapa tanah liat. Mineral titanium tahan terhadap pelapukan dan membentuk konsentrasi besar di placer. Lebih dari 100 mineral yang mengandung titanium diketahui. Yang terpenting adalah: rutil TiO 2, ilmenit FeTiO 3, titanomagnetit FeTiO 3 + Fe 3 O 4, perovskit CaTiO 3, titanit CaTiSiO 5. Ada bijih titanium primer - ilmenit-titanomagnetit dan bijih placer - rutil-ilmenit-zirkon.

Deposito

Deposit titanium berlokasi di Afrika Selatan, Rusia, Ukraina, Cina, Jepang, Australia, India, Ceylon, Brasil, Korea Selatan, dan Kazakhstan. Di negara-negara CIS, tempat terdepan dalam cadangan bijih titanium tereksplorasi ditempati oleh Federasi Rusia (58,5%) dan Ukraina (40,2%). Deposit terbesar di Rusia adalah Yaregskoe.

Cadangan dan produksi

Pada tahun 2002, 90% titanium yang ditambang digunakan untuk memproduksi titanium dioksida TiO 2 . Produksi dunia titanium dioksida berjumlah 4,5 juta ton per tahun. Cadangan titanium dioksida yang dikonfirmasi (tidak termasuk Rusia) adalah sekitar 800 juta ton. Pada tahun 2006, menurut Survei Geologi AS, dalam hal titanium dioksida dan tidak termasuk Rusia, cadangan bijih ilmenit berjumlah 603-673 juta ton, dan bijih rutil. - 49,7-52,7 juta ton. Jadi, dengan tingkat produksi saat ini, cadangan terbukti titanium dunia (tidak termasuk Rusia) akan bertahan lebih dari 150 tahun.

Rusia memiliki cadangan titanium terbesar kedua di dunia setelah Tiongkok. Basis sumber daya mineral titanium di Rusia terdiri dari 20 deposit (11 di antaranya primer dan 9 aluvial), tersebar cukup merata di seluruh negeri. Deposit terbesar yang dieksplorasi (Yaregskoe) terletak 25 km dari kota Ukhta (Republik Komi). Cadangan deposit tersebut diperkirakan mencapai 2 miliar ton bijih dengan kandungan titanium dioksida rata-rata sekitar 10%.

Produsen titanium terbesar di dunia adalah perusahaan Rusia VSMPO-AVISMA.

Kuitansi

Biasanya, bahan awal untuk produksi titanium dan senyawanya adalah titanium dioksida dengan jumlah pengotor yang relatif kecil. Secara khusus, ini dapat berupa konsentrat rutil yang diperoleh dari pengayaan bijih titanium. Namun, cadangan rutil di dunia sangat terbatas, dan yang disebut rutil sintetik atau terak titanium, yang diperoleh dari pengolahan konsentrat ilmenit, lebih sering digunakan. Untuk memperoleh terak titanium, konsentrat ilmenit direduksi dalam tungku busur listrik, sedangkan besi dipisahkan menjadi fase logam (besi tuang), dan oksida titanium yang tidak tereduksi serta pengotor membentuk fase terak. Terak kaya diproses menggunakan metode klorida atau asam sulfat.

Konsentrat bijih titanium dikenai proses asam sulfat atau pirometalurgi. Produk pengolahan asam sulfat adalah bubuk titanium dioksida TiO 2. Menggunakan metode pirometalurgi, bijih disinter dengan kokas dan diolah dengan klorin, menghasilkan uap titanium tetraklorida TiCl 4:

T i O 2 + 2 C + 2 C l 2 → T i C l 4 + 2 C O (\displaystyle (\mathsf (TiO_(2)+2C+2Cl_(2)\rightarrow TiCl_(4)+2CO)))

Uap TiCl 4 yang dihasilkan direduksi dengan magnesium pada 850 °C:

T i C l 4 + 2 M g → 2 M g C l 2 + T i (\displaystyle (\mathsf (TiCl_(4)+2Mg\rightarrow 2MgCl_(2)+Ti)))

Selain itu, apa yang disebut proses FFC Cambridge, yang diambil dari nama pengembangnya Derek Fray, Tom Farthing dan George Chen, serta Universitas Cambridge, tempat proses tersebut dibuat, kini mulai mendapatkan popularitas. Proses elektrokimia ini memungkinkan terjadinya reduksi titanium secara langsung dan terus menerus dari oksidanya dalam campuran lelehan kalsium klorida dan kapur tohor. Proses ini menggunakan bak elektrolitik yang diisi dengan campuran kalsium klorida dan kapur, dengan anoda korban grafit (atau netral) dan katoda yang terbuat dari oksida yang dapat direduksi. Ketika arus dialirkan melalui bak, suhu dengan cepat mencapai ~1000-1100°C, dan lelehan kalsium oksida terurai di anoda menjadi oksigen dan kalsium logam:

2 C a O → 2 C a + O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CaO\panah kanan 2Ca+O_(2))))

Oksigen yang dihasilkan mengoksidasi anoda (jika menggunakan grafit), dan kalsium bermigrasi dalam lelehan ke katoda, di mana ia mereduksi titanium dari oksida:

O 2 + C → C O 2 (\displaystyle (\mathsf (O_(2)+C\panah kanan CO_(2)))) T i O 2 + 2 C a → T i + 2 C a O (\displaystyle (\mathsf (TiO_(2)+2Ca\panah kanan Ti+2CaO)))

Kalsium oksida yang dihasilkan kembali terdisosiasi menjadi oksigen dan kalsium logam, dan proses ini diulangi sampai katoda sepenuhnya diubah menjadi spons titanium, atau kalsium oksida habis. Dalam proses ini, kalsium klorida digunakan sebagai elektrolit untuk memberikan konduktivitas listrik pada lelehan dan mobilitas ion kalsium dan oksigen aktif. Saat menggunakan anoda inert (seperti timah oksida), sebagai gantinya karbon dioksida oksigen molekuler dilepaskan di anoda, yang menyebabkan lebih sedikit polusi lingkungan Namun, proses dalam kasus ini menjadi kurang stabil, dan, sebagai tambahan, dalam kondisi tertentu, penguraian klorida menjadi lebih menguntungkan secara energi daripada kalsium oksida, yang mengarah pada pelepasan molekul klorin.

“Spons” titanium yang dihasilkan dilebur dan dibersihkan. Titanium dimurnikan menggunakan metode iodida atau elektrolisis, memisahkan Ti dari TiCl 4 . Untuk mendapatkan batangan titanium, pemrosesan busur, berkas elektron, atau plasma digunakan.

Sifat fisik

Titanium adalah logam ringan berwarna putih keperakan. Ada dalam dua modifikasi kristal: α-Ti dengan kisi-kisi tertutup heksagonal (a=2,951 Å; c=4,679 Å; z=2; grup ruang C6mmc), β-Ti dengan pengepakan berpusat badan kubik (a=3,269 Å; z=2; grup ruang Saya3m), suhu transisi α↔β adalah 883 °C, ΔH transisi adalah 3,8 kJ/mol. Titik lebur 1660±20 °C, titik didih 3260 °C, massa jenis α-Ti dan β-Ti masing-masing sebesar 4,505 (20 °C) dan 4,32 (900 °C) g/cm³, massa jenis atom 5,71⋅10 22 pada /cm³ [ ] . Plastik, dapat dilas dalam atmosfer inert. Resistivitas 0,42 μOhm m jam 20 °C

Ia memiliki viskositas yang tinggi, selama pemesinan cenderung menempel pada pahat pemotong, oleh karena itu memerlukan penerapan lapisan khusus pada pahat dan berbagai pelumas.

Pada suhu biasa, ia ditutupi dengan film pelindung oksida TiO 2 yang bersifat pasif, membuatnya tahan korosi di sebagian besar lingkungan (kecuali basa).

Debu titanium cenderung meledak. Titik nyala - 400 °C. Serutan titanium berbahaya bagi kebakaran.

Titanium, bersama dengan baja, tungsten, dan platinum, sangat stabil dalam ruang hampa, sehingga ringan, membuatnya sangat menjanjikan saat merancang pesawat ruang angkasa.

Sifat kimia

Titanium tahan terhadap larutan encer banyak asam dan basa (kecuali H 3 PO 4 dan H 2 SO 4 pekat).

Ia mudah bereaksi bahkan dengan asam lemah dengan adanya zat pengompleks, misalnya berinteraksi dengan asam fluorida karena pembentukan anion kompleks 2−. Titanium paling rentan terhadap korosi di lingkungan organik, karena dengan adanya air, lapisan pasif titanium oksida dan hidrida yang padat terbentuk pada permukaan produk titanium. Peningkatan paling nyata dalam ketahanan korosi titanium terlihat ketika kandungan air di lingkungan agresif meningkat dari 0,5 menjadi 8,0%, yang dikonfirmasi oleh studi elektrokimia potensi elektroda titanium dalam larutan asam dan basa dalam campuran air-organik. media.

Ketika dipanaskan di udara hingga 1200 °C, Ti menyala dengan nyala putih terang dengan pembentukan fase oksida dengan komposisi variabel TiO x. TiO(OH) 2 xH 2 O hidroksida diendapkan dari larutan garam titanium, dan kalsinasi hati-hati menghasilkan oksida TiO 2. Hidroksida TiO(OH) 2 xH 2 O dan dioksida TiO 2 bersifat amfoter.

Aplikasi

Dalam bentuk murni dan dalam bentuk paduan

  • Titanium dalam bentuk paduan merupakan bahan struktural terpenting dalam pembuatan pesawat terbang, roket, dan kapal.
  • Logam ini digunakan dalam: industri kimia (reaktor, jaringan pipa, pompa, alat kelengkapan pipa), industri militer (pelindung tubuh, pelindung dan penghalang api dalam penerbangan, lambung kapal selam), proses industri (pabrik desalinasi, proses pulp dan kertas), industri otomotif , industri pertanian, industri makanan, perhiasan tindik, industri medis (prostesis, osteoprostesis), instrumen gigi dan endodontik, implan gigi, alat olah raga, perhiasan, telepon seluler, paduan ringan, dll.
  • Pengecoran titanium dilakukan dalam tungku vakum ke dalam cetakan grafit. Pengecoran lilin hilang vakum juga digunakan. Karena kesulitan teknologi, ini digunakan dalam pengecoran artistik sampai batas tertentu. Patung cor monumental pertama yang terbuat dari titanium dalam praktik dunia adalah monumen Yuri Gagarin di alun-alun yang dinamai menurut namanya di Moskow.
  • Titanium adalah aditif paduan pada banyak baja paduan dan sebagian besar paduan khusus [ yang mana?] .
  • Nitinol (nikel-titanium) adalah paduan memori bentuk yang digunakan dalam bidang kedokteran dan teknologi.
  • Titanium aluminida sangat tahan terhadap oksidasi dan tahan panas, yang pada gilirannya menentukan penggunaannya dalam manufaktur penerbangan dan otomotif sebagai bahan struktural.
  • Titanium adalah salah satu bahan pengambil yang paling umum digunakan pada pompa vakum tinggi.

Dalam bentuk koneksi

  • Titanium dioksida putih (TiO 2 ) digunakan dalam cat (misalnya titanium putih) dan dalam produksi kertas dan plastik. Bahan tambahan makanan E171.
  • Senyawa organo-titanium (misalnya tetrabutoxytitanium) digunakan sebagai katalis dan pengeras dalam industri kimia dan cat.
  • Senyawa titanium anorganik digunakan dalam industri kimia elektronik dan fiberglass sebagai aditif atau pelapis.
  • Titanium karbida, titanium diborida, titanium karbonitrida merupakan komponen penting dari bahan superhard untuk pemrosesan logam.
  • Titanium nitrida digunakan untuk melapisi instrumen, kubah gereja dan produksi perhiasan imitasi, karena warnanya mirip dengan emas.
  • Barium titanat BaTiO 3 , timbal titanat PbTiO 3 dan sejumlah titanat lainnya merupakan feroelektrik.

Ada banyak paduan titanium dengan logam berbeda. Elemen paduan dibagi menjadi tiga kelompok, tergantung pada pengaruhnya terhadap suhu transformasi polimorfik: penstabil beta, penstabil alfa, dan penguat netral. Yang pertama menurunkan suhu transformasi, yang kedua menaikkannya, yang ketiga tidak mempengaruhinya, tetapi menyebabkan penguatan solusi pada matriks. Contoh penstabil alfa: aluminium, oksigen, karbon, nitrogen. Stabilisator beta: molibdenum, vanadium, besi, kromium, nikel. Pengeras netral: zirkonium, timah, silikon. Stabilisator beta, pada gilirannya, dibagi menjadi beta isomorfik dan beta eutektoid.

Paduan titanium yang paling umum adalah paduan Ti-6Al-4V (dalam klasifikasi Rusia - VT6).

Analisis pasar konsumsi

Kemurnian dan kadar titanium kasar (titanium sponge) biasanya ditentukan oleh kekerasannya, yang bergantung pada kandungan pengotornya. Merek yang paling umum adalah TG100 dan TG110 [ ] .

Tindakan fisiologis

Seperti disebutkan di atas, titanium juga digunakan dalam kedokteran gigi. Ciri khas Penggunaan titanium tidak hanya terletak pada kekuatannya, tetapi juga pada kemampuan logam itu sendiri untuk menyatu dengan tulang, yang memungkinkan untuk memastikan sifat kuasi-monolitik dari dasar gigi.

Isotop

Titanium alami terdiri dari campuran lima isotop stabil: 46 Ti (7,95%), 47 Ti (7,75%), 48 Ti (73,45%), 49 Ti (5,51%), 50 Ti (5,34%).

Isotop radioaktif buatan 45 Ti (T ½ = 3,09 jam), 51 Ti (T ½ = 5,79 menit) dan lain-lain telah diketahui.

Catatan

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (Bahasa Inggris) // Kimia Murni dan Terapan. - 2013. - Jil. 85, tidak. 5. - Hal.1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
  2. Tim redaksi: Zefirov N. S. (pemimpin redaksi). Ensiklopedia kimia: dalam 5 volume - Moskow: Soviet Encyclopedia, 1995. - T. 4. - P. 590-592. - 639 hal. - 20.000 eksemplar.
  3. titanium- ISBN 5-85270-039-8.
  4. - artikel dari Ensiklopedia Fisik
  5. J.P. Riley dan Skirrow G. Oseanografi Kimia V. 1, 1965
  6. J.P. Riley dan Skirrow G. Oseanografi Kimia V. 1, 1965
  7. Deposit titanium.
  8. titanium Ilmenit, rutil, titanomagnetit - 2006 (belum diartikan)
  9. . Pusat informasi dan analisis "Mineral". Diakses tanggal 19 November 2010. Diarsipkan 21 Agustus 2011.
  10. Perusahaan VSMPO-AVISMA
  11. Koncz, St. Szanto, St.; Waldhauser, H., Der Sauerstoffgehalt von Titan-jodidstäben, Naturwiss. 42 (1955) hal.368-369 Titanium adalah logam masa depan.
  12. (Rusia)
  13. Titanium - artikel dari Ensiklopedia Kimia Ilmenit, rutil, titanomagnetit - 2006 Pengaruh air terhadap proses pasivasi titanium - 26 Februari 2015 - Kimia dan teknologi kimia dalam kehidupan
  14. . www.chemfive.ru. Diakses pada 21 Oktober 2015.
  15. Seni casting di abad ke-20

Di pasar titanium global, harga telah stabil selama dua bulan terakhir (review)

  • Tautan
Titanium di Perpustakaan Populer Unsur Kimia H
Dia Li Menjadi B C N HAI F
Tidak Tidak mg Al Ya P

S