Титан — легкий, прочный, коррозионностойкий металл

23-06-2019 01:58

Титан — простое химическое вещество, элемент таблицы Менделеева под номером 22, металл. Обозначается буквами Ti (Titanium).

Теоретически элемент титан был открыт в конце 18-го века сразу несколькими учеными, работавшими с минералами, содержащими диоксид титана. Они выделили оксид, поняли, что он содержит неизвестный науке элемент, но получить его в чистом виде не смогли. Один из этих ученых, немец Клапрот, предложил назвать неизвестный элемент титаном. Существует две версии, почему именно «титан». Первая и основная — Клапрот взял имя из греческой мифологии. Вторая — отсылка к имени царицы эльфов Титании (германская мифология). В то время под влиянием работ Лавуазье было принято давать название новым элементам по ассоциации с их свойствами. Но немецкий химик считал, что об элементе известно слишком мало, чтобы придумать «правильное» название. Как потом оказалось, название подходит новому металлу как нельзя лучше, учитывая его износостойкость и легкость.

Железо (порошок) 3.200.28 Двуокись титана Е171

Железо (порошок) 3.200.28

Двуокись титана Е171

В чистом виде титан был получен лишь в начале 20-го века. Процесс был сложным и дорогим, поэтому металл долго не был востребован промышленностью. И только в 1940-м году химик из Люксембурга Г. Кролл предложил относительно простой магниетермический способ выделения титана из его тетрахлорида. Процесс Кролла применяется для промышленного получения титана до сих пор, хотя сейчас разработаны и другие методы.

Титан достаточно распространенный элемент. Из важных металлов на земле больше только железа, магния и алюминия. В чистом виде не встречается из-за своей химической активности, но входит в состав более чем 100 минералов. Для промышленности имеют значение ильменит FeTiO3, рутил TiO2, титанит CaTiSiO5, перовскит CaTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4.
Элемент можно найти в растениях, животных, в организме человека.

Свойства

Светлый серебристый металл. На воздухе быстро покрывается тонкой пленкой оксида титана, устойчивой к внешним воздействиям влаги и кислорода, поэтому изделия из титана долгое время сохраняют блеск и не тускнеют. Кроме этого, тонкая пленка переливается на свету розовым, красным и синим. Титан легкий, с низкой плотностью (плотнее алюминия, но легче железа). Прочнее меди и железа, при том, что легче их. Тугоплавкий, плавиться начинает только при t около +1670 °С. Пластичный, его можно ковать, сверлить, прокатывать. Плохо проводит электрический ток и тепло. Порошок или стружка чистого титана самовоспламеняются и взрываются уже при t около +400 °С.

При комнатной температуре титан химически инертен из-за образующейся на поверхности пленки оксида. Устойчив к влаге, морской воде, кислороду, водороду, хлору и его растворам, большинству щелочей и кислот (исключение — фтороводородная, фосфорная, а также горячая муравьиная, щавелевая, концентрированная серная). Но при нагревании вступает в реакции почти со всеми элементами, в том числе с галогенами, углеродом, водородом, хлором, азотом. Это единственный элемент, горящий в атмосфере чистого азота. Образует сплавы и соединения с металлами. Нейтрален только к инертным газам, литию, натрию, магнию, калию, сере и кальцию.

Титан физиологически инертен к органическим тканям человека. Импланты из титана могут сращиваться с костями, что часто используют в стоматологии. Однако титановая пыль канцерогенна.