Kemungkinan keadaan oksidasi titanium. Senyawa titanium, zirkonium dan hafnium

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 dalam tabel periodik D.I.Mendeleev diberi 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; dalam 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 terbaru abad ke-20 telah secara signifikan mempercepat proses mempelajari elemen ini dan menentukan arah awal penerapannya. 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 usul 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, ia 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 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 pada tahap penelitian saat ini, para ilmuwan terus menemukan bentuk-bentuk baru 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, 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.

Properti 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). Dalam kasus penyerapan gas atmosfer, 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, yang 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).

Tempat Lahir

Bijih ilmenit adalah yang paling melimpah 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 paling sering digunakan, yang mengandung sedikit pengotor. 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. Spons titanium (massa leburan berpori) yang diperoleh sebagai hasil reaksi kimia dimurnikan atau dilebur menjadi ingot. Tergantung pada arah penggunaan selanjutnya, paduan atau logam murni terbentuk (pengotor dihilangkan dengan pemanasan hingga 1000 0 C). Untuk menghasilkan suatu zat dengan fraksi 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. Saluran pipa, wadah, katup penutup, dan filter yang digunakan dalam distilasi dan pengangkutan asam dan zat aktif kimia lainnya terbuat dari titanium (paduannya). 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 material masa depan, dengan mempelajari mana umat manusia akan berpindah ke tahap perkembangan baru.

DEFINISI

titanium terletak di periode keempat kelompok IV subkelompok sekunder (B) tabel periodik. Penunjukan – Ti. Dalam bentuknya yang sederhana, titanium adalah logam berwarna putih keperakan.

Mengacu pada logam ringan. Tahan panas. Kepadatan - 4,50 g/cm3. Titik leleh dan titik didih masing-masing sebesar 1668 o C dan 3330 o C.

Titanium tahan korosi di udara pada suhu biasa, hal ini disebabkan oleh adanya lapisan pelindung komposisi TiO 2 pada permukaannya. Stabil secara kimia di banyak lingkungan agresif (larutan sulfat, klorida, air laut, dll.).

Keadaan oksidasi titanium dalam senyawa

Titanium dapat ada dalam bentuk zat sederhana - logam, dan bilangan oksidasi logam dalam keadaan unsurnya sama dengan nol, karena distribusi kerapatan elektron di dalamnya seragam.

Dalam senyawanya, titanium mampu menunjukkan bilangan oksidasi (+2) (Ti +2 H 2, Ti +2 O, Ti +2 (OH) 2, Ti +2 F 2, Ti +2 Cl 2, Ti +2 Br 2), (+3) (Ti +3 2 O 3, Ti +3 (OH) 3, Ti +3 F 3, Ti +3 Cl 3, Ti +3 2 S 3) dan (+4) (Ti +4 F 4, Ti +4 H 4, Ti +4 Cl 4, Ti +4 Br 4).

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan	Nitrogen menunjukkan valensi III dan bilangan oksidasi (-3) dalam senyawa: a) N 2 H 4 ; b) NH3; c) NH 4 Cl; d) N 2 O 5
Larutan	Untuk memberikan jawaban yang benar atas pertanyaan yang diajukan, kami akan menentukan valensi dan bilangan oksidasi nitrogen dalam senyawa yang diusulkan secara bergantian. a) valensi hidrogen selalu sama dengan I. Jumlah satuan valensi hidrogen sama dengan 4 (1 × 4 = 4). Mari kita bagi nilai yang diperoleh dengan jumlah atom nitrogen dalam molekul: 4/2 = 2, jadi valensi nitrogen adalah II. Pilihan jawaban ini salah. b) valensi hidrogen selalu sama dengan I. Jumlah satuan valensi hidrogen sama dengan 3 (1 × 3 = 3). Mari kita bagi nilai yang diperoleh dengan jumlah atom nitrogen dalam molekul: 3/1 = 2, jadi valensi nitrogen adalah III. Bilangan oksidasi nitrogen dalam amonia adalah (-3): Ini adalah jawaban yang benar.
Menjawab	Opsi (b).

CONTOH 2

Latihan	Klorin memiliki bilangan oksidasi yang sama pada masing-masing dua senyawa: a) FeCl 3 dan Cl 2 O 5; b) KClO 3 dan Cl 2 O 5; c) NaCl dan HClO; d) KClO 2 dan CaCl 2.
Larutan	Untuk memberikan jawaban yang benar atas pertanyaan yang diajukan, kami akan menentukan bilangan oksidasi klorin pada setiap pasangan senyawa yang diusulkan secara bergantian. a) Bilangan oksidasi besi adalah (+3), dan bilangan oksidasi oksigen adalah (-2). Mari kita ambil nilai bilangan oksidasi klor sebagai “x” dan “y” masing-masing dalam besi (III) klorida dan klor oksida: kamu ×2 + (-2) × 5 = 0; Jawabannya salah. b) Bilangan oksidasi kalium dan oksigen masing-masing adalah (+1) dan (-2). Mari kita ambil nilai bilangan oksidasi klorin sebagai “x” dan “y” dalam senyawa yang diusulkan: 1 + x + (-2)×3 = 0; kamu ×2 + (-2) × 5 = 0; Jawabannya benar.
Menjawab	Opsi (b).

Penemuan TiO 2 dilakukan hampir bersamaan dan independen satu sama lain oleh orang Inggris W. Gregor dan ahli kimia Jerman M. G. Klaproth. W. Gregor, mempelajari komposisi pasir besi magnetik (Creed, Cornwall, Inggris, 1789), 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; kemudian ia menetapkan bahwa rutil dan tanah menaken adalah oksida dari unsur yang sama. Sampel logam titanium pertama diperoleh pada tahun 1825 oleh J. Ya.Berzelius. Sampel murni Ti diperoleh oleh orang Belanda A. van Arkel dan I. de Boer pada tahun 1925 melalui dekomposisi termal uap titanium iodida TiI 4

Properti fisik:

Titanium adalah logam ringan berwarna putih keperakan. Plastik, dapat dilas dalam atmosfer inert.
Ia memiliki viskositas yang tinggi dan, selama pemesinan, cenderung menempel pada pahat pemotong, oleh karena itu memerlukan penerapan lapisan khusus pada pahat dan berbagai pelumas.

Sifat kimia:

Pada suhu biasa, ia ditutupi dengan lapisan oksida pelindung pasif, tahan korosi, tetapi ketika dihancurkan menjadi bubuk, ia terbakar di udara. Debu titanium dapat meledak (titik nyala 400°C). Ketika dipanaskan di udara hingga 1200°C, titanium terbakar dengan pembentukan fase oksida dengan komposisi variabel TiO x .
Titanium tahan terhadap larutan encer dari banyak asam dan basa (kecuali HF, H 3 PO 4 dan H 2 SO 4 pekat), namun mudah bereaksi bahkan dengan asam lemah dengan adanya zat pengompleks, misalnya dengan asam fluorida HF membentuk anion kompleks 2-.
Saat dipanaskan, titanium berinteraksi dengan halogen. Dengan nitrogen di atas 400°C, titanium membentuk nitrida TiN x (x=0,58-1,00). Ketika titanium berinteraksi dengan karbon, titanium karbida TiC x (x=0,49-1,00) terbentuk.
Titanium menyerap hidrogen, membentuk senyawa dengan komposisi variabel TiHx. Saat dipanaskan, hidrida ini terurai, melepaskan H2.
Titanium membentuk paduan dengan banyak logam.
Dalam senyawa, titanium menunjukkan bilangan oksidasi +2, +3 dan +4. Bilangan oksidasi paling stabil adalah +4.

Koneksi yang paling penting:

Titanium dioksida, TiO 2 . Serbuk putih, kuning bila dipanaskan, massa jenis 3,9-4,25 g/cm 3 . Amfoter. Dalam H 2 SO 4 pekat hanya larut dengan pemanasan yang lama. Ketika digabungkan dengan soda Na 2 CO 3 atau kalium K 2 CO 3, oksida TiO 2 membentuk titanat:
TiO 2 + K 2 CO 3 = K 2 TiO 3 + CO 2
Titanium(IV) hidroksida, TiO(OH) 2 *xH 2 O, diendapkan dari larutan garam titanium; dengan mengkalsinasinya secara hati-hati, diperoleh TiO 2 oksida. Titanium(IV) hidroksida bersifat amfoter.
Titanium tetraklorida, TiCl 4 , dalam kondisi normal, adalah cairan kekuningan yang menguap kuat di udara, hal ini disebabkan oleh hidrolisis kuat TiCl 4 oleh uap air dan pembentukan tetesan kecil HCl dan suspensi titanium hidroksida. Air mendidih terhidrolisis menjadi asam titanat(??). Titanium(IV) klorida dicirikan dengan terbentuknya produk adisi, misalnya TiCl 4 *6NH 3, TiCl 4 *8NH 3, TiCl 4 *PCl 3, dan seterusnya. Ketika titanium(IV) klorida dilarutkan dalam HCl, asam kompleks H2 terbentuk, yang tidak diketahui dalam keadaan bebas; garam Me 2-nya mengkristal dengan baik dan stabil di udara.
Dengan mereduksi TiCl 4 dengan hidrogen, aluminium, silikon, dan zat pereduksi kuat lainnya, diperoleh titanium triklorida dan diklorida TiCl 3 dan TiCl 2 - zat padat dengan sifat pereduksi kuat.
Titanium nitrida- mewakili fase interstisial dengan wilayah homogenitas yang luas, kristal dengan kisi berpusat muka kubik. Persiapan - titanium nitridasi pada 1200 °C atau metode lainnya. Ini digunakan sebagai bahan tahan panas untuk membuat lapisan tahan aus.

Aplikasi:

Dalam bentuk paduan. Logam ini digunakan dalam industri kimia (reaktor, jaringan pipa, pompa), paduan ringan, dan osteoprostesis. Ini adalah bahan struktural terpenting dalam pembuatan pesawat terbang, roket, dan kapal.
Titanium adalah aditif paduan pada beberapa tingkatan baja.
Nitinol (nikel-titanium) adalah paduan dengan memori bentuk, 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.
Dalam bentuk koneksi Titanium dioksida putih digunakan dalam cat (misalnya titanium putih), serta dalam produksi kertas dan plastik. Bahan tambahan makanan E171.
Senyawa organo-titanium (misalnya tetrabutoxytitanium) digunakan sebagai katalis dan pengeras dalam industri kimia dan cat dan pernis.
Senyawa titanium anorganik digunakan dalam industri kimia elektronik dan fiberglass sebagai aditif.

Matigorov A.V.
Universitas Negeri HF Tyumen

Zirkonium dan hafnium membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +4; titanium juga mampu membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +3.

Senyawa dengan bilangan oksidasi +3. Senyawa titanium(III) diperoleh dengan reduksi senyawa titanium(IV). Misalnya:

1200 ºС 650 ºС

2TiO 2 + H 2 ¾® Ti 2 O 3 + H 2 O; 2TiCl 4 + H 2 ¾® 2TiCl 3 + 2HCl

Senyawa titanium(III) berwarna ungu. Titanium oksida praktis tidak larut dalam air dan menunjukkan sifat dasar. Oksida, klorida, garam Ti 3+ - zat pereduksi kuat:

4Ti +3 Cl 3 + O 2 + 2H 2 O = 4Ti +4 OCl 2 + 4HCl

Untuk senyawa titanium(III), reaksi disproporsionasi mungkin terjadi:

2Ti +3 Cl 3 (t) ¾® Ti +4 Cl 4 (g) + Ti +2 Cl 2 (t)

Dengan pemanasan lebih lanjut, titanium(II) klorida juga menjadi tidak proporsional:

2Ti +2 Cl 2 (t) = Ti 0 (t) + Ti +4 Cl 4 (g)

Senyawa dengan bilangan oksidasi +4. Oksida titanium(IV), zirkonium(IV) dan hafnium(IV) merupakan zat tahan api, secara kimiawi agak lembam. Mereka menunjukkan sifat-sifat oksida amfoter: mereka bereaksi perlahan dengan asam selama perebusan yang berkepanjangan dan berinteraksi dengan basa selama fusi:

TiO 2 + 2H 2 SO 4 = Ti(SO 4) 2 + 2H 2 O;

TiO 2 + 2NaOH = Na 2 TiO 3 + H 2 O

Titanium oksida TiO 2 paling banyak digunakan, digunakan sebagai pengisi dalam produksi cat, karet, dan plastik. Zirkonium oksida ZrO 2 digunakan untuk pembuatan cawan lebur dan pelat tahan api.

Hidroksida titanium(IV), zirkonium(IV) dan hafnium(IV) adalah senyawa amorf dengan komposisi bervariasi - EO 2 ×nH 2 O. Zat yang baru diperoleh cukup reaktif dan larut dalam asam, titanium hidroksida juga larut dalam basa. Sedimen yang berumur sangat inert.

Halida(klorida, bromida dan iodida) Ti(IV), Zr(IV) dan Hf(IV) memiliki struktur molekul, mudah menguap dan reaktif, serta mudah terhidrolisis. Ketika dipanaskan, iodida terurai menjadi logam, yang digunakan untuk menghasilkan logam dengan kemurnian tinggi. Misalnya:

TiI 4 = Ti + 2I 2

Fluorida titanium, zirkonium dan hafnium bersifat polimer dan reaktif rendah.

garam unsur-unsur subkelompok titanium dengan bilangan oksidasi +4 jumlahnya sedikit dan tidak stabil secara hidrolitik. Biasanya, ketika oksida atau hidroksida bereaksi dengan asam, bukan garam antara yang terbentuk, tetapi turunan okso atau hidrokso. Misalnya:

TiO 2 + 2H 2 SO 4 = TiOSO 4 + H 2 O; Ti(OH) 4 + 2HCl = TiOCl 2 + H 2 O

Sejumlah besar kompleks anionik titanium, zirkonium dan hafnium telah dijelaskan. Larutan yang paling stabil dan mudah dibentuk adalah senyawa fluorida:

EO 2 + 6HF = H 2 [EF 6 ] + 2H 2 O; EF 4 + 2KF = K 2 [EF 6 ]

Titanium dan analognya dicirikan oleh senyawa koordinasi di mana peran ligan dimainkan oleh anion peroksida:

E(JADI 4) 2 + H 2 O 2 = H 2 [E(O 2)(JADI 4) 2 ]

Dalam hal ini, larutan senyawa titanium(IV) memperoleh warna kuning-oranye, yang memungkinkan untuk mendeteksi kation titanium(IV) dan hidrogen peroksida secara analitis.

Hidrida (EN 2), karbida (ES), nitrida (EN), silisida (ESi 2) dan borida (EV, EV 2) adalah senyawa dengan komposisi bervariasi, mirip logam. Senyawa biner memiliki sifat berharga yang memungkinkannya digunakan dalam teknologi. Misalnya, paduan 20% HfC dan 80% TiC adalah salah satu yang paling tahan api, m.p. 4400 ºС.

1941 Suhu mendidih 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 C/A 1,587 Suhu Debye 380 Karakteristik lain Konduktivitas termal (300 K) 21,9 W/(m K) nomor CAS 7440-32-6

YouTube ensiklopedis

1 / 5

✪Titanium/Titanium. Kimia menjadi sederhana

✪ Titanium - LOGAM TERKUAT DI BUMI!

✪ Kimia 57. Unsur titanium. Elemen merkuri - Akademi Ilmu Menghibur

✪ Produksi titanium. Titanium adalah salah satu logam terkuat di dunia!

✪ Iridium adalah logam paling langka di dunia!

Subtitle

Halo semua! Alexander Ivanov bersama Anda dan ini adalah proyek "Kimia - Sederhana". Dan sekarang kita akan bersenang-senang sedikit dengan titanium! Ini penampakan beberapa gram titanium murni, yang dahulu kala diperoleh di Universitas Manchester, ketika masih belum ada universitas. Sampel ini berasal dari museum yang sama. Ini adalah mineral utama dari mana titanium yang diekstraksi terlihat seperti Ini adalah Rutile. Secara total, lebih dari 100 mineral diketahui mengandung titanium Pada tahun 1867, segala sesuatu yang diketahui orang tentang titanium dimuat dalam buku teks di 1 halaman Pada awal abad ke-20, tidak banyak yang berubah Pada tahun 1791, ahli kimia dan mineralogi Inggris William Gregor menemukan unsur baru dalam mineral menakinite dan menyebutnya “menakin” Beberapa saat kemudian, pada tahun 1795, ahli kimia Jerman Martin Klaproth menemukan unsur kimia baru dalam mineral lain - rutil. nama dari Klaproth, yang menamakannya untuk menghormati ratu elf Titania.Namun menurut versi lain, nama elemen tersebut berasal dari para titan, putra dewi bumi yang perkasa - Gay Namun, pada tahun 1797 ternyata Gregor dan Klaproth menemukan unsur kimia yang sama. Namun namanya tetap sama dengan yang diberikan oleh Klaproth. Namun baik Gregor maupun Klaproth tidak dapat memperoleh logam titanium. Mereka menerima bubuk kristal putih, yaitu titanium dioksida. Untuk pertama kalinya logam titanium diperoleh oleh ilmuwan Rusia D.K. Kirilov pada tahun 1875 Tetapi seperti yang terjadi tanpa liputan yang tepat, karyanya tidak diperhatikan. Setelah itu, titanium murni diperoleh oleh orang Swedia L. Nilsson dan O. Peterson, serta orang Prancis Moissan. Dan baru pada tahun 1910 ahli kimia Amerika M. Hunter memperbaiki metode sebelumnya untuk memperoleh titanium dan menerima beberapa gram titanium murni 99%. Itulah sebabnya di sebagian besar buku Hunterlah yang diindikasikan sebagai ilmuwan yang menerima logam titanium. Tidak ada yang memperkirakan masa depan yang cerah untuk titanium, sejak sedikit pun kotoran dalam komposisinya membuatnya sangat rapuh dan rapuh, yang tidak memungkinkan pemrosesan pengujian mekanis Oleh karena itu, beberapa senyawa titanium menemukan penggunaannya secara luas sebelum logam itu sendiri Titanium tetraklorida digunakan dalam Perang Dunia Pertama untuk membuat tabir asap Di udara terbuka, titanium tetraklorida terhidrolisis membentuk titanium oksiklorida dan titanium oksida Asap putih yang kita lihat adalah partikel oksiklorida dan titanium oksida. Fakta bahwa ini adalah partikel dapat dipastikan jika kita menjatuhkan beberapa tetes titanium tetraklorida ke dalam air. Titanium tetraklorida saat ini merupakan digunakan untuk memperoleh logam titanium. Metode untuk memperoleh titanium murni tidak berubah selama seratus tahun. Pertama, titanium dioksida diubah menjadi titanium tetraklorida menggunakan klorin, yang telah kita bahas sebelumnya. Kemudian, dengan menggunakan magnesium termia, logam titanium diperoleh dari titanium tetraklorida, yang dibentuk dalam bentuk spons. Proses ini dilakukan pada suhu 900 ° C dalam retort baja. Karena kondisi reaksi yang keras, sayangnya kami tidak memiliki kesempatan untuk menunjukkan proses ini. Hasilnya adalah spons titanium, yang dilebur menjadi logam padat. Untuk mendapatkan titanium ultra murni, mereka menggunakan metode pemurnian iodida, yang akan kami jelaskan secara rinci dalam video tentang zirkonium. Seperti yang telah Anda ketahui, titanium tetraklorida adalah bahan transparan cairan tidak berwarna dalam kondisi normal. Tetapi jika kita mengambil titanium triklorida, maka ini adalah padatan ungu. Hanya satu atom klor yang lebih sedikit dalam molekulnya, dan keadaannya sudah berbeda. Titanium triklorida bersifat higroskopis. Oleh karena itu, Anda hanya dapat menggunakannya dalam atmosfer inert. Titanium triklorida larut dengan baik dalam asam klorida. Ini adalah proses yang sekarang Anda amati. Ion kompleks terbentuk dalam larutan. 3– Saya akan memberi tahu Anda apa itu ion kompleks lain kali. Sementara itu, ngeri saja :) Jika Anda menambahkan sedikit asam nitrat ke dalam larutan yang dihasilkan, titanium nitrat akan terbentuk dan gas berwarna coklat dilepaskan, itulah yang sebenarnya kita lihat. Ada reaksi kualitatif terhadap ion titanium. Mari kita turunkan hidrogen peroksida Seperti yang Anda lihat, terjadi reaksi dengan pembentukan senyawa berwarna cerah Ini adalah asam supra-titanic.Pada tahun 1908, di AS, titanium dioksida mulai digunakan untuk menghasilkan warna putih, yang menggantikan warna putih, yang berbahan dasar timbal dan seng. Titanium putih jauh melebihi kualitas analog timbal dan seng. Selain itu, titanium oksida digunakan untuk memproduksi enamel, yang digunakan untuk pelapis logam dan kayu dalam pembuatan kapal Saat ini, titanium dioksida digunakan dalam industri makanan sebagai pewarna putih - ini adalah aditif E171, yang dapat ditemukan dalam stik kepiting, sereal sarapan, mayones, permen karet, produk susu, dll. Titanium dioksida juga digunakan dalam kosmetik - ini adalah bagian dari krim pelindung sinar matahari “Semua yang berkilau bukanlah emas” - kita telah mengetahui pepatah ini sejak masa kanak-kanak Dan dalam kaitannya dengan gereja modern dan titanium, ini berlaku dalam arti harfiah Dan tampaknya apa persamaan antara gereja dan titanium? Begini caranya: semua kubah gereja modern yang berkilauan dengan emas sebenarnya tidak ada hubungannya dengan emas. Faktanya, semua kubah dilapisi dengan titanium nitrida. Bor logam juga dilapisi dengan titanium nitrida. Baru pada tahun 1925 diperoleh titanium dengan kemurnian tinggi, yang mana memungkinkan untuk mempelajari sifat fisik dan kimianya Dan ternyata hasilnya luar biasa. Ternyata titanium, yang beratnya hampir setengah dari berat besi, lebih unggul dalam kekuatannya dibandingkan banyak baja. Selain itu, meskipun titanium satu setengah kali lebih berat lebih berat dari aluminium, ia enam kali lebih kuat darinya dan mempertahankan kekuatannya hingga 500 ° C. -karena konduktivitas listriknya yang tinggi dan non-magnetik, titanium sangat diminati dalam teknik kelistrikan. Titanium memiliki ketahanan yang tinggi terhadap korosi. Karena dari segi sifatnya, titanium telah menjadi bahan untuk teknologi luar angkasa. Di Rusia, di Verkhnyaya Salda, terdapat perusahaan VSMPO-AVISMA yang memproduksi titanium untuk industri dirgantara global. Dari titanium Verkhnyaya Salda mereka membuat Boeing, Airbus, Rolls-Royce , berbagai peralatan kimia dan masih banyak barang rongsokan mahal lainnya.Namun, Anda masing-masing bisa membeli sekop atau linggis yang terbuat dari titanium murni! Dan itu bukan lelucon! Dan beginilah reaksi bubuk titanium halus dengan oksigen di atmosfer. Berkat pembakaran yang berwarna-warni, titanium telah diterapkan dalam kembang api. Dan itu saja, berlangganan, berikan jempol, jangan lupa untuk mendukung proyek ini dan beri tahu teman-teman Anda! Selamat tinggal!

Cerita

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.Berzelius. Karena aktivitas kimia titanium yang tinggi dan sulitnya pemurniannya, sampel Ti murni diperoleh oleh orang Belanda A. van Arkel dan I. de Boer pada tahun 1925 dengan dekomposisi termal uap titanium iodida TiI 4 .

asal usul nama

Logam ini mendapatkan namanya untuk menghormati para raksasa, karakter dari mitologi Yunani kuno, anak-anak Gaia. Nama unsur diberikan oleh Martin Klaproth sesuai dengan pandangannya tentang tata nama kimia, berbeda dengan aliran kimia Perancis yang 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.

Tempat Lahir

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 titanium dioksida dunia adalah 4,5 juta ton per tahun. Cadangan titanium dioksida yang dikonfirmasi (tidak termasuk Rusia) berjumlah 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 mengalami 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 (misalnya, timah oksida), alih-alih karbon dioksida, oksigen molekuler dilepaskan di anoda, sehingga lebih sedikit mencemari lingkungan, tetapi proses dalam hal ini menjadi kurang stabil, dan, sebagai tambahan, dalam beberapa kondisi , penguraian klorida menjadi lebih menguntungkan secara energi, daripada kalsium oksida, sehingga menghasilkan 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.

Properti 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 (spons titanium) 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 kekuatannya, tetapi juga kemampuan logam itu sendiri untuk menyatu dengan tulang, yang memungkinkan untuk memastikan sifat kuasi-monolitik pada 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. Berat atom dari elemen 2011 (Laporan Teknis IUPAC) (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. - ISBN 5-85270-039-8.
3. titanium- artikel dari Ensiklopedia Fisik
4. J.P. Riley dan Skirrow G. Oseanografi Kimia V. 1, 1965
5. Deposit titanium.
6. Deposit titanium.
7. Ilmenit, rutil, titanomagnetit - 2006
8. titanium (belum diartikan) . Pusat informasi dan analisis "Mineral". Diakses tanggal 19 November 2010. Diarsipkan 21 Agustus 2011.
9. Perusahaan VSMPO-AVISMA
10. Koncz, St. Szanto, St.; Waldhauser, H., Der Sauerstoffgehalt von Titan-jodidstäben, Naturwiss. 42 (1955) hal.368-369
11. Titanium adalah logam masa depan (Rusia).
12. Titanium - artikel dari Ensiklopedia Kimia
13. Pengaruh air terhadap proses pasivasi titanium - 26 Februari 2015 - Kimia dan teknologi kimia dalam kehidupan (belum diartikan) . www.chemfive.ru. Diakses pada 21 Oktober 2015.
14. Seni casting di abad ke-20
15. Di pasar titanium dunia, 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