Титан

Общие сведения.

Титан – это элемент периодической таблицы Менделеева, который располагается в побочной подгруппе четвёртой группы. Он относится к четвёртому по свёту периоду и занимает место под номером 22, что позволяет говорить о некоторых его химических и физических свойствах. Титан обладает атомной массой в 47,88 грамма на моль вещества. Титан можно классифицировать, как лёгкий металл, обладающий серебристо-белым цветом. Он существует в двух главных модификациях: альфа и бета, которые отличаются друг от друга структурой своей решётки. Температура перехода из одного состояния в другое составляет 883 градуса Цельсия.

История.

Первоначально, как и для многих других элементов периодической таблицы, титан был открыт в виде оксида. Данное вещество обнаружили практически одновременно два видных учёных: англичанин У. Грегор и химик из Германии М. Г. Клапрот. Это произошло в 1789 году, когда шло активное изучение минералов для нужд металлургии.

В чистом виде титан был получен только в 1825 году, года элемент выделил Й. Я. Берцелиус. Стоит отметить тот факт, что по современным критериям состав нельзя было назвать данным металлом, поскольку содержался относительно высокий процент примеси. Практически без посторонних включений титан был получен только спустя столетие – в 1925 году. Причина этого заключается в высокой химической активности, а также проблем при очистке.

Нахождение в природе.

Если рассматривать распространение титана в земной коре, то этот металл находится на десятом месте. При этом, он не встречается в самородном виде. Элемент имеет совокупную массу, составляющую 0,57 процента от веса Земли. Почти весь титан в земной коре представлен в виде химического соединения с валентностью четыре, а также обладающим кислородом в своём составе. Титановые руды имеют некоторое сходство с оксидом алюминия.

В геологии известно около сотни минералов, которые могут содержать элемент в самых разных концентрациях. Как показывает практика, добыча возможна только из некоторых по причинам рентабельности. Месторождения титана широко представлены по всему миру, но самые крупные среди них находятся в России, Японии, Индии и некоторых других государствах.

Производство.

Согласно статистике, более девяти десятых добываемого титана используется для производства его оксида с валентностью четыре. Во всём мире добывается около 4,3 миллиона тонн вещества, если рассматривать данный показатель в чистом виде. Для получения используется концентрированная серная кислота. В ней происходит растворение руды, после чего выполняется спекание. Процесс выделения титана достаточно сложен и трудоёмок.

Физические и химические свойства титана.

Данный элемент обладает объёмной массой в 4,54 тонны на кубический метр. Поскольку в чистом виде получить его крайне сложно, то температура плавления составляет около 1933 Кельвинов с погрешностью в двадцать градусов в обе стороны. Титан обладает высоким показателем вязкости и имеет склонность к налипанию на тот инструмент, с которым осуществляется работа над металлом.

Элемент устойчив к коррозийным факторам, поскольку обладает оксидной плёнкой. Если растереть вещество в порошок, то реакция будет протекать даже при комнатной температуре. Одной из особенностей металла является тот факт, что он обладает высокой устойчивостью к кислотам и щелочам. Если в процесс включить комплексообразователи, то взаимодействие будет начинаться легко и быстро.

Применение.

Титан обладает чрезвычайно высоким показателем своей прочности, а также относительно невысокой плотностью. Всё это делает его весьма популярным в самых разных областях: от аэрокосмической, до машиностроения. Конструкции из титана способны выдержать даже самые сильные нагрузки на них, что широко используется при создании металлических каркасов некоторых объектов.

В качестве легирующей добавки титан себя весьма хорошо зарекомендовал в сфере машиностроения. Сплав с никелем обладает памятью формы, что позволяет использовать его в медицине. В соединении с алюминием титан способен обеспечить невероятную устойчивость к окислительным процессам.