Титан это металл или неметалл

Титан это металл или неметаллТитан это металл или неметаллТитан это металл или неметалл

Ti 22  Титан

47,867(1)      1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2

Титан — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 22. Расположен в 4-й группе (по старой классификации — побочной подгруппе четвертой группы), четвертом периоде периодической системы.

Атом и молекула титана. Формула титана. Строение титана

  • Изотопы и модификации титана
  • Свойства титана (таблица): температура, плотность, давление и пр.
  • Физические свойства титана

Химические свойства титана. Взаимодействие титана. Реакции с титаном

Получение титана

Применение титана

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Атом и молекула титана. Формула титана. Строение титана:

Титан (лат. Titanium, назван в честь титанов) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Ti и атомным номером 22. Расположен в 4-й группе (по старой классификации – побочной подгруппе четвертой группы), четвертом периоде периодической системы.

Титан – амфотерный металл. Относится к группе переходных металлов и группе цветных металлов.

  1. Титан обозначается символом Ti.
  2. Как простое вещество титан при нормальных условиях представляет собой лёгкий, прочный металл серебристо-белого цвета.
  3. Молекула титана одноатомна.
  4. Химическая формула титана Ti.

Электронная конфигурация атома титана 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2. Потенциал ионизации (первый электрон) атома титана равен 658,81 кДж/моль (6,828120(12) эВ).

Строение атома титана. Атом титана состоит из положительно заряженного ядра (+22), вокруг которого по четырем оболочкам движутся 22 электрона. При этом 20 электронов находятся на внутреннем уровне, а 2 электрона – на внешнем.

Поскольку титан расположен в четвертом периоде, оболочек всего четыре. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внутренняя оболочка представлена s-, р- и d-орбиталями.

Четвертая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внутреннем энергетическом уровне атома титана на 3d-орбитали находятся два неспаренных электрона. На внешнем энергетическом уровне атома титана – на s-орбитали находится два спаренных электрона.

В свою очередь ядро атома титана состоит из 22 протонов и 26 нейтронов.

Радиус атома титана (вычисленный) составляет 176 пм.

Атомная масса атома титана составляет 47,867(1) а. е. м.

Титан обладает высокой коррозионной стойкостью.

Титан, свойства атома, химические и физические свойства

Изотопы и модификации титана:

Свойства титана (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru

100 Общие сведения
101 Название Титан
102 Прежнее название
103 Латинское название Titanium
104 Английское название Titanium
105 Символ Ti
106 Атомный номер (номер в таблице) 22
107 Тип Металл
108 Группа Амфотерный, переходный, цветной металл
109 Открыт Уильям Грегор, Великобритания, 1791 г., Мартин Генрих Клапрот, Германия, 1795 г.
110 Год открытия 1791 г.
111 Внешний вид и пр. Лёгкий, прочный металл серебристо-белого цвета
112 Происхождение Природный материал
113 Модификации
114 Аллотропные модификации 2 аллотропные модификации титана:
– α-титан с гексагональной плотноупакованной решёткой,
– β-титан с кубической объёмно-центрированной решеткой.
115 Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга*
116 Конденсат Бозе-Эйнштейна
117 Двумерные материалы
118 Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)
119 Содержание в земной коре (по массе) 0,66 %
120 Содержание в морях и океанах (по массе) 1,0·10-7 %
121 Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 0,0003 %
122 Содержание в Солнце (по массе) 0,0004 %
123 Содержание в метеоритах (по массе) 0,054 %
124 Содержание в организме человека (по массе)
200 Свойства атома
201 Атомная масса (молярная масса) 47,867(1) а. е. м. (г/моль)
202 Электронная конфигурация 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2
203 Электронная оболочка K2 L8 M10 N2 O0 P0 Q0 R0 Титан это металл или неметалл
204 Радиус атома (вычисленный)* 176 пм
205 Эмпирический радиус атома* 140 пм
206 Ковалентный радиус* 160 пм
207 Радиус иона (кристаллический) Ti2+

  • 100 (6) пм,
  • Ti3+
  • 81 (6) пм,
  • Ti4+
  • 56 (4) пм,
  • 74,5 (6) пм
  • (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)
208 Радиус Ван-дер-Ваальса
209 Электроны, Протоны, Нейтроны 22 электрона, 22 протона, 26 нейтронов
210 Семейство (блок) элемент d-семейства
211 Период в периодической таблице 4
212 Группа в периодической таблице 4-ая группа (по старой классификации – побочная подгруппа 4-ой группы)
213 Эмиссионный спектр излучения Титан это металл или неметалл
300 Химические свойства
301 Степени окисления -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
302 Валентность II, III, IV
303 Электроотрицательность 1,54 (шкала Полинга)
304 Энергия ионизации (первый электрон) 658,81 кДж/моль (6,828120(12) эВ)
305 Электродный потенциал Ti2+ + 2e– → Ti, Eo = -1,630 В,

  1. Ti3+ + e– → Ti2+, Eo = -0,368 В,
  2. Ti4+ + e– → Ti3+, Eo = +0,092 В,
  3. Ti4+ + 4e– → Ti, Eo = -0,88 В
306 Энергия сродства атома к электрону 7,289(5) кДж/моль (0,07554(5) эВ)
400 Физические свойства
401 Плотность* 4,506 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело),
4,11 г/см3 (при 1668 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость)
402 Температура плавления* 1668 °C (1941 K, 3034 °F)
403 Температура кипения* 3287 °C (3560 K, 5949 °F)
404 Температура сублимации
405 Температура разложения
406 Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407 Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* 14,15 кДж/моль
408 Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* 425 кДж/моль
409 Удельная теплоемкость при постоянном давлении 0,514 Дж/г·K (при 0 °C),
0,524 Дж/г·K (при 25 °C),
0,568 Дж/г·K (при 200 °C)
410 Молярная теплоёмкость* 25,060 Дж/(K·моль)
411 Молярный объём 10,62059 см³/моль
412 Теплопроводность 21,9 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),
21,9 Вт/(м·К) (при 300 K)
500 Кристаллическая решётка
511 Кристаллическая решётка #1 α-титан
512 Структура решётки Гексагональная плотноупакованная Титан это металл или неметалл
513 Параметры решётки a = 2,951 Å,  с = 4,697 Å
514 Отношение c/a 1,587
515 Температура Дебая 380 K
516 Название пространственной группы симметрии P63/mmc
517 Номер пространственной группы симметрии 194
521 Кристаллическая решётка #2 β-титан
522 Структура решётки Кубическая объёмно-центрированная Титан это металл или неметалл
523 Параметры решётки a = 3,269 Å
524 Отношение c/a
525 Температура Дебая
526 Название пространственной группы симметрии Im_ 3m
527 Номер пространственной группы симметрии
900 Дополнительные сведения
901 Номер CAS 7440-32-6
  • Примечание:
  • 204* Радиус атома (вычисленный) титана согласно [3] составляет 147 пм.
  • 205* Эмпирический радиус титана согласно [1] составляет 147 пм.
  • 206* Ковалентный радиус титана согласно [1] и [3] составляет 160±8 пм и 132 пм соответственно.
  • 401* Плотность титана согласно [3] и [4] составляет 4,54 г/см3 (при 0 °C и при иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) и 4,505 г/см3 (при 20 °C и при иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) соответственно.
  • 402* Температура плавления титана согласно [3] составляет 1943  °C (1670 К, 3529,4 °F).
  • 403* Температура кипения титана согласно [4] составляет 3330 °C (3603,15 К, 6026 °F).
  • 407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) титана согласно [3] и [4] составляет 18,8 кДж/моль и 15 кДж/моль соответственно.
  • 408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) титана согласно [3] и [4] составляет 422,6 кДж/моль и 410 кДж/моль соответственно.
  • 410* Молярная теплоемкость титана согласно [3] составляет 25,1 Дж/(K·моль).
Читайте также:  Снего очистная техника своими руками

Физические свойства алюминия:

Химические свойства титана. Взаимодействие титана. Реакции с титаном:

Получение титана:

Применение титана:

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Источники:

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Titanium
  2. https://de.wikipedia.org/wiki/Titan_(Element)
  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Титан_(элемент) [Россия]
  4. http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=232
  5. https://chemicalstudy.ru/titan-svoystva-atoma-himicheskie-i-fizicheskie-svoystva/

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Титан это металл или неметаллТитан это металл или неметаллТитан это металл или неметалл

карта сайта

титан атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле титана 
сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические 

Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!

Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.

  1. Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.
  2. Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.
  3. Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.
  4. Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

Титан — общая характеристика и свойства химического элемента

Титан (Ti) один из металлов периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева. Нашел широкое применение в промышленности, благодаря свои свойствам. В дальнейшем был адаптирован под бытовые потребности, как вещество, обеспечивающее длительный срок службы изделий.

История открытия

Явление нового элемента связано с именами Грегора и Клапрота. Оба выделили его практически одновременно 1791 и 1795 гг. соответственно. 

Мартин Генрих Клапрот

В 1805 г. был выделен вновь Вокленом из анатаза. При этом чистый титан был получен в Голландии более чем через век после выделения.

Происхождение названия

Свое наименование получил вследствие сравнения с титанами в древнегреческой мифологии М. Клапротом. При этом исследователь не был знаком в полной мере со свойствами элемента, на тот момент они практически не известны. 

При этом представители французской школы пытались найти название, соответствующее характеристикам металла. Однако Мартин остановился на мифологии (как было ранее с ураном).

Нахождение в природе

В природе титан представлен в виде соединений с кислородом. Чистые формы не встречаются. 

Под влиянием метеорологических условий по строению приближается к корунду (соединению алюминия с кислородом). Его обнаруживают в морской глине, в алюминиевых рудах с железом и кремнием.

Титан представлен в минералах: титанит, титаномагнетит, рутил. Известны австралийские, бразильские, канадские месторождения последнего. Минерал представлен в виде букрита и анатаза. 

Широко встречаемым минералом служит титанат железа (ильменит). Крупные месторождения представлены в России, Северной Америке.

Крупные месторождения

Лидирующее место занимает Китай, далее следует Российская Федерация, Северная Америка (Канада). Самое крупное месторождение, где добывают титан в РФ, расположено на территории республики Коми и называется Ярегское нефтяное месторождение.

В десятку стран лидеров по добыче титана входят:

  • США;
  • Индия;
  • Австралия;
  • ЮАР;
  • Швеция;
  • Норвегия;
  • Южная Корея.

Мировые запасы и производство титана

Представленные в Канаде около 1/5 мировой добычи приходится на ильменитовые руды. В Китае 1/10 часть выпуска обеспечивается месторождением Лак-Тико. 

РФ производит меньше 1% титанового концентрата. Однако месторождение в Коми признано вторым по масштабу после Китая. Также лопаритовые руды экспортируются преимущественно Россией (Ловозерск). Последние используют в производстве редкоземельных металлов (в том числе титана).

Получение титана

Источник металла – диоксид титана. Его образование происходит в процессе переработки ильменита. В результате образуется титановый шлак, который подвергается дальнейшей переработке. К концентрату добавляют серную кислоту, на выходе образуется двуокись титана. 

Другой способ заключается в соединении с углеродом (кокс), хлором и дальнейшим нагреванием в присутствии магния.

Также применяют восстановление кальцием диоксида титана. Последний процесс заключается в проведении электрического тока, что ведет к разложению оксида кальция (кислород на аноде и собственно кальций). 

Кислород выступает в роли окислителя, кальций, будучи металлом, переходит к катоду, попутно восстанавливая титан. Процесс происходит несколько раз. Исходом реакции служит титановая губка, требующая очищения.

Физические свойства

Элемент расположен в четвертой группе в системе Д. И. Менделеева, под номером 22. В соединении атом обладает валентностью (II). Электронная конфигурация представлена формулой: [Ar] 3d24s2.

Вес атома (масса) около 47,9 а.е.м. Переход альфа титана в бета титан происходит при температуре 8830С. Теплота плавления 18,8 кДж/моль. Подвергается кипению при 31800С. Обладает теплопроводностью, составляющей 22,09 Вт/(м*К).

Титан обладает высокой ковкостью, пластичностью, низкой твердостью. Однако сплавы, содержащие титан, относятся к высокотвердым, но хрупким соединениям.

Серебристое вещество, по строению относится к металлам, имеет голубоватый оттенок. Обладает низкой плотностью. Высокая температура плавления (16700С).

В соединениях Ti способен проявить степень окисления (+2) (Ti+2H2, Ti+2O, Ti+2(OH)2, Ti+2F2, Ti+2Cl2, Ti+2Br2), (+3) (Ti+32O3, Ti+3(OH)3, Ti+3F3, Ti+3Cl3, Ti+32S3) и (+4) (Ti+4F4, Ti+4H4, Ti+4Cl4, Ti+4Br4).

Химические свойства

Устойчив к коррозии, по свойствам приближается хромоникелевой стали. Последнее обусловлено пленкой, образуемой на его поверхности. Воздух не меняет механических свойств. 

При нагревании свыше 6000С металл становится хрупким, усиливается поглощение кислорода. При нагревании более 9100С взаимодействует с газообразными соединениями углерода, реабсорбирует азот.

При присоединении водорода, титан приобретает «водородную хрупкость». Данный эффект проявляется повышенной ломкостью при перепадах напряжения. Устойчив в кислотах.

Использование титана и его сплавов

Выделяют несколько технических сплавов с разной маркировкой ВТ1-00; ВТ1-0. В состав обоих входят:

  • углерод;
  • кислород;
  • азот;
  • водород;
  • железо;
  • кремний.

Однако в первом содержание представленных элементов выше, что обусловливает его преимущества перед ВТ1-0.

При легировании молибденом, ванадием, железом, повышается стабильность титана (или устойчивость) к температурным воздействиям. При добавлении алюминия, напротив, происходит снижение — это используют в промышленности, увеличивая диапазон химических превращений титана.

Используется в ракетном строительстве. На основе Ti изготавливают обшивку, различные агрегаты. Осуществляется производство компрессоров двигателей, цистерн для хранения. Титан нашел применение в самолетостроении, поскольку замедляет разрушение приборов.

Низкая теплопроводность позволила использовать его для изготовления противопожарных перегородок. В судостроении он предупреждает коррозию в морской воде.

В таблице представлены сведения о применении титана в зависимости от его свойств.

Читайте также:  Мазутная горелка своими руками
Высокая коррозионная сопротивление Трубы, теплообменники, реакторы
Низкий модуль упругости относительно стали Пружины, тяги в машиностроении
Легкость, низкий иммунный ответ Протезирование в медицине
Сохранение цвета Бытовые предметы, оправы, рамки
Долговечность Фасад, декор зданий, создание монументов, порошки, краски
Сплавы титана: превосходят по удельной прочности сталь Создание стали для брони

Заключение

Титан, выделенный в чистом виде в 1925 году, нашел широкое применение в современном мире. Это обусловлено легкостью и прочностью металла. Однако трудности выделения и высокие затраты требуют дальнейшей разработки этого полезного ископаемого.

Титан

Тита́н (лат. Titanium; обозначается символом Ti) — элемент побочной подгруппы четвёртой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 22. Простое вещество титан (CAS-номер: 7440-32-6) — лёгкий металл серебристо-белого цвета.

История

Открытие TiO2 сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1789), выделил новую «землю» (окись) неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 г.

немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — окислы одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л.

Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные окислы титана.
Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И.

де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI4.

Происхождение названия

Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи.

Название элементу дал Мартин Клапрот, в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в противоход французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам.

Поскольку немецкий исследователь сам отметил невозможность определения свойств нового элемента только по его оксиду, он подобрал для него имя из мифологии, по аналогии с открытым им ранее ураном.

Однако согласно другой версии, публиковавшейся в журнале «Техника-Молодежи» в конце 1980-х, новооткрытый металл обязан своим именем не могучим титанам из древнегреческих мифов, а Титании — королеве фей в германской мифологии (жена Оберона в шекспировском «Сне в летнюю ночь»). Такое название связано с необычайной «лёгкостью» (малой плотностью) металла.

Получение

Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд.

Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов.

Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а невосстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом.

Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO2. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl4:
TiO2 + 2C + 2Cl2 =TiCl2 + 2CO

Образующиеся пары TiCl4 при 850 °C восстанавливают магнием:

TiCl4+ 2Mg = 2MgCl2+ Ti

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl4. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электроннолучевую или плазменную переработку.

Физические свойства

Титан — легкий серебристо-белый металл.

Существует в двух кристаллических модификациях: α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Ti с кубической объёмноцентрированной упаковкой, температура полиморфного превращения α↔β 883 °C.

Имеет высокую вязкость, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, и поэтому требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок.

  • При обычной температуре покрывается защитной пассивирующей плёнкой оксида TiO2, благодаря этому коррозионностоек в большинстве сред (кроме щелочной).
  • Источник: Википедия
  • Другие заметки по химии

Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки 400 °C. Титановая стружка пожароопасна.

Титан — супермен среди металлов

Обзор свойств и применение титана и его сплавов. Описание его характеристик, специфики применения. Особенности и виды обработки материала в домашних условиях, техника безопасности.

История[править | править код]

Открытие диоксида титана (TiO2) сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1791), выделил новую «землю» (оксид) неизвестного металла, которую назвал менакеновой.

В 1795 году немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — оксиды одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз: французский учёный Л.

Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана.

Первый образец металлического титана получил в 1825 году швед Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI4.

Титан не находил промышленного применения, пока люксембуржец Г. Кролл (англ.)русск. в 1940 году не запатентовал простой магниетермический метод восстановления металлического титана из тетрахлорида; этот метод (процесс Кролла (англ.)русск.) до настоящего времени остаётся одним из основных в промышленном получении титана.

Источник: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BD_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82)

Историческая справка

От­крыт в 1791 англ. хи­ми­ком-лю­би­те­лем У. Гре­го­ром и не­за­ви­си­мо в 1795 М. Кла­про­том, кото­рый дал эле­мен­ту на­зва­ние в честь ти­та­нов – де­тей Ура­на и Геи в греч. ми­фо­ло­гии.

Источник: http://bigenc.ru/chemistry/text/4193242

Цена титана

Современные производители предлагают приобрести титан по цене от 1400 рублей за килограмм. Он продается в виде листов, проволоки и труб.

Стоимость ювелирных изделий зависит от бренда и наличия камней. В рейтинге самых дорогих металлов для ювелирных украшений титану предназначено 8-е место, сразу после серебра.

Читайте также:  Гильятиновые ножницы по металлу

Его стоимость оценивается в 1700-1800 рублей за 1 грамм.

В титан добавляют и другие элементы. Чем чище марка (чем меньше примесей), тем выше цена. Ювелиры любят титан за сдержанную элегантность, поэтому чаще используют для изготовления украшений для мужчин.

Источник: http://amulet.best/metally/titan.html

Нахождение в природе[править | править код]

Титан находится на 9-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре — 0,57 % по массе, в морской воде — 0,001 мг/л[5]. В ультраосновных породах 300 г/т, в основных — 9 кг/т, в кислых 2,3 кг/т, в глинах и сланцах 4,5 кг/т. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях.

В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al2O3. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30 % TiO2 по весу накапливается в некоторых глинах.

Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит (сфен) CaTiSiO5.

Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые[3].

Источник: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BD_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82)

Месторождения[править | править код]

Крупные коренные месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Канады, США, Китая, Норвегии, Швеции, Египта, Австралии, Индии, Южной Кореи, Казахстана; россыпные месторождения имеются в Бразилии, Индии, США, Сьерра-Леоне, Австралии[3][6]. В странах СНГ ведущее место по разведанным запасам титановых руд занимает РФ (58,5 %) и Украина (40,2 %)[7].Крупнейшее месторождение в России — Ярегское.

Источник: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BD_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82)

Свойства

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­них элек­трон­ных обо­ло­чек ато­ма Т. 3d24s2; cте­пень окис­ле­ния +4, ре­же +3 и +2; энер­гии по­сле­до­ват. ио­ни­за­ции 6,82, 13,58, 27,47, 43,24 эВ; элек­тро­от­ри­ца­тель­ность по По­лин­гу 1,5; атом­ный ра­ди­ус 149 пм, ион­ные ра­диу­сы Ti4+ при ко­ор­ди­нац. чис­лах 4, 5, 6 и 8 рав­ны со­от­вет­ст­вен­но 56, 65, 74 и 88 пм.

Т. – се­реб­ри­сто-бе­лый ме­талл, при 882 °С гек­са­го­наль­ная α-мо­ди­фи­ка­ция (плот­ность 4508 кг/м3) пе­ре­хо­дит в ку­би­че­скую β-мо­ди­фи­ка­цию; tпл 1670 °С, tкип 3280 °С; те­п­ло­про­вод­ность 21,9 Вт/(м·К). Об­ла­да­ет вы­со­ки­ми ме­ха­нич.

ха­рак­те­ри­сти­ка­ми, срав­ни­тель­но сла­бо за­ви­ся­щи­ми от темп-ры и силь­но – от со­дер­жа­ния при­ме­сей Н, N, C и О. Для Т. вы­со­кой сте­пе­ни чис­то­ты пре­дел проч­но­сти при рас­тя­же­нии 240–260 МПа, пре­дел те­ку­че­сти 140–170 МПа, от­но­сит.

уд­ли­не­ние 55–70%, мо­дуль уп­ру­го­сти 96–106 ГПа, твёр­дость по Бри­нел­лю 175 МПа.

Стан­дарт­ный элек­трод­ный по­тен­ци­ал Ti0/Ti3+ 1,63 В, Ti3+/Ti4+ 0,20 В. По­верх­ность Т. по­кры­ва­ет­ся за­щит­ной плён­кой, обес­пе­чи­ваю­щей ус­той­чи­вость к даль­ней­ше­му окис­ле­нию на воз­ду­хе до 500 °С, а так­же в мор­ской во­де, раз­бав­лен­ных рас­тво­рах ки­слот и ще­ло­чей. Реа­ги­ру­ет с кон­цен­три­ров.

ще­ло­ча­ми и ки­сло­та­ми, с вод­ны­ми рас­тво­ра­ми, со­дер­жа­щи­ми ио­ны фто­ра. По­ро­шок и струж­ка Т. за­го­ра­ют­ся на воз­ду­хе и в азо­те. Взаи­мо­дей­ст­ву­ет с га­ло­ге­на­ми, об­ра­зу­ет твёр­дые рас­тво­ры и гид­ри­ды с во­до­ро­дом, неск. ок­си­дов с ки­сло­ро­дом (в т. ч.

ти­та­на ди­ок­сид), со­еди­не­ния пе­ре­мен­но­го со­ста­ва с азо­том и с уг­ле­ро­дом, бо­ри­ды, си­ли­ци­ды, халь­ко­ге­ни­ды. Из­вест­ны мно­го­числ. ти­та­на­ты (со­еди­не­ния выс­ших ок­си­дов Ti с бо­лее оснoвными ок­си­да­ми), а так­же ти­та­нор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния. Т.

об­ра­зу­ет спла­вы со все­ми ме­тал­ла­ми, кро­ме ще­лоч­ных и щё­лоч­но­зе­мель­ных (см. Ти­та­но­вые спла­вы).

Источник: http://bigenc.ru/chemistry/text/4193242

Получение[править | править код]

Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а невосстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом.

Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO2. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl4:

  • 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}}}
  • Образующиеся пары TiCl4 при 850 °C восстанавливают магнием:
  • T i C l 4 + 2 M g → 2 M g C l 2 + T i {displaystyle {mathsf {TiCl_{4}+2Mgrightarrow 2MgCl_{2}+Ti}}}

Кроме этого, в настоящее время начинает получать популярность так называемый процесс FFC Cambridge, названный по именам его разработчиков Дерека Фрэя, Тома Фартинга и Джорджа Чена из Кембриджского университета, где он был создан.

Этот электрохимический процесс позволяет осуществлять прямое непрерывное восстановление титана из оксида в расплаве смеси хлорида кальция и негашёной извести (оксида кальция). В этом процессе используется электролитическая ванна, наполненная смесью хлорида кальция и извести, с графитовым расходуемым (либо нейтральным) анодом и катодом, изготовленным из подлежащего восстановлению оксида.

При пропускании через ванну тока температура быстро достигает ~1000—1100 °C, и расплав оксида кальция разлагается на аноде на кислород и металлический кальций:

  1. 2 C a O → 2 C a + O 2 {displaystyle {mathsf {2CaOrightarrow 2Ca+O_{2}}}}
  2. Полученный кислород окисляет анод (в случае использования графита), а кальций мигрирует в расплаве к катоду, где и восстанавливает титан из его оксида:
  3. O 2 + C → C O 2 {displaystyle {mathsf {O_{2}+Crightarrow CO_{2}}}} T i O 2 + 2 C a → T i + 2 C a O {displaystyle {mathsf {TiO_{2}+2Carightarrow Ti+2CaO}}}

Образующийся оксид кальция вновь диссоциирует на кислород и металлический кальций, и процесс повторяется вплоть до полного преобразования катода в титановую губку либо исчерпания оксида кальция. Хлорид кальция в данном процессе используется как электролит для придания электропроводности расплаву и подвижности активным ионам кальция и кислорода.

При использовании инертного анода (например, диоксида олова), вместо углекислого газа на аноде выделяется молекулярный кислород, что меньше загрязняет окружающую среду, однако процесс в таком случае становится менее стабильным, и, кроме того, в некоторых условиях более энергетически выгодным становится разложение хлорида, а не оксида кальция, что приводит к высвобождению молекулярного хлора.

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl4. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электронно-лучевую или плазменную переработку.

Источник: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BD_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82)

Получение

Для по­лу­че­ния Т. иль­мени­то­вый кон­цен­трат вос­ста­нав­ли­ва­ют в элек­тро­ду­го­вой пе­чи и по­лу­чен­ный шлак пе­ре­ра­ба­ты­ва­ют хло­рид­ным или суль­фат­ным спо­со­бом.

По хло­рид­но­му спо­со­бу из шла­ка по­лу­ча­ют тет­ра­хло­рид TiCl4, ко­то­рый очи­ща­ют и вос­ста­нав­ли­ва­ют ме­тал­лич. Mg c по­лу­че­ни­ем ти­та­но­вой губ­ки. Губ­ку пе­ре­плав­ля­ют в ва­ку­ум­ных ду­го­вых пе­чах в слит­ки Т. или его спла­вы.

По суль­фат­но­му спо­со­бу кон­цен­тра­ты раз­ла­га­ют H2SO4, вы­ще­ла­чи­ва­ют по­лу­чен­ные ок­си­суль­фа­ты во­дой, гид­ро­ли­зу­ют их до гид­ро­кси­да Т., ко­то­рый су­шат и про­ка­ли­ва­ют до TiO2. Ра­фи­ни­ро­ва­ние Т. ве­дут элек­тро­ли­тич.

или ио­дид­ным спо­со­бом, а так­же ва­ку­ум­ной пе­ре­плав­кой. В 2013 ми­ро­вое про­из-во кон­цен­тра­тов Т. со­став­ля­ло 7,55 млн. т, губ­ки Т. – бо­лее 220 тыс. т.

Источник: http://bigenc.ru/chemistry/text/4193242

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание) 1/A.06-05
Dana (7-ое издание)
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector