Titanium Chemical & Physical Properties

Titan är en stark metall som används i mänskliga implantat, flygplan och många andra produkter. Här är fakta om detta användbara element:

Grundläggande fakta

• Titanatomnummer: 22
• Symbol: Ti
• Atomvikt: 47,88
• Upptäckt: William Gregor 1791 (England)
• Elektronkonfiguration: [Ar] 4s² 3d²
• Ordet ursprung: Latin-titaner: i mytologin, jordens första söner

isotoper

Det finns 26 kända isotoper av titan som sträcker sig från Ti-38 till Ti-63. Titan har fem stabila isotoper med atommassor 46-50. Den vanligaste isotopen är Ti-48 och står för 73,8% av all naturlig titan.

Egenskaper

Titan har en smältpunkt av 1660 +/- 10 ° C, kokpunkten 3287 ° C, specifik vikt på 4,54, med en valens av 2, 3 eller 4. Ren titan är en glansig vit metall med låg densitet, hög hållfasthet och hög korrosionsbeständighet. Den är resistent mot utspädda svavelsyror och saltsyror, fuktig klorgas, de flesta organiska syror och kloridlösningar. Titan är endast mjuk när den är fri från syre. Titan brinner i luften och är det enda elementet som bränner i kväve.

Titan är dimorf, med den sexkantiga formen som långsamt förändras till kubisk b-form kring 880 ° C. Metallen kombineras med syre vid röda värmetemperaturer och med klor vid 550 ° C. Titan är lika stark som stål, men den är 45% lättare. Metallen är 60% tyngre än aluminium, men den är dubbelt så stark.

Titanmetall anses vara fysiologiskt inert. Ren titandioxid är rimligt tydlig med ett extremt högt brytningsindex och en optisk spridning högre än diamantens. Naturligt titan blir mycket radioaktivt vid bombardement med deuteroner.

användningsområden

Titan är viktigt för legering med aluminium, molybden, järn, mangan och andra metaller. Titanlegeringar används i situationer där lätt styrka och förmåga att motstå extrema temperaturer krävs (t.ex. flyg- och rymdapplikationer). Titan kan användas i avsaltningsanläggningar. Metallen används ofta för komponenter som måste utsättas för havsvatten. En titananod belagd med platina kan användas för att ge katodiskt korrosionsskydd mot havsvatten.

Eftersom den är inert i kroppen har titanmetall kirurgiska applikationer. Titandioxid används för att tillverka konstgjorda ädelstenar, även om den resulterande stenen är relativt mjuk. Asterism av stjärna safirer och rubiner är ett resultat av närvaron av TiO₂. Titandioxid används i husfärg och konstnärfärg. Färgen är permanent och ger god täckning. Det är en utmärkt reflektor för infraröd strålning. Färgen används också i solobservatorier.

Titanoxidpigment står för den största användningen av elementet. Titanoxid används i vissa kosmetika för att sprida ljus. Titantetraklorid används för att iridisera glas. Eftersom föreningen avtar starkt i luft, används den också för att producera rökskärmar.

källor

Titan är det nionde vanligaste elementet i jordskorpan. Det finns nästan alltid i stolliga bergarter. Det förekommer i rutil, ilmenit, sfen och många järnmalm och titanater. Titan finns i kolaska, växter och i människokroppen. Titan finns i solen och i meteoriter. Stenar från Apollo 17-uppdraget till månen innehöll upp till 12,1% TiO₂. Stenar från tidigare uppdrag visade lägre procentsatser av titandioxid. Titaniumoxidband ses i spektra av stjärnor av M-typ. 1946 visade Kroll att titan kunde produceras kommersiellt genom att reducera titantetraklorid med magnesium.

Fysiska data

• Elementklassificering: Övergångsmetall
• Densitet (g / cc): 4,54
• Smältpunkt (K): 1933
• Kokpunkt (K): 3560
• Utseende: Blank, mörkgrå metall
• Atomic Radius (pm): 147
• Atomvolym (cc / mol): 10,6
• Kovalent radie (pm): 132
• Ionisk radie: 68 (+ 4e) 94 (+ 2e)
• Specifik värme (@ 20 ° C J / g mol): 0,523
• Fusionsvärme (kJ / mol): 18,8
• Indunstningsvärme (kJ / mol): 422,6
• Debye-temperatur (K): 380,00
• Pauling Negativity Number: 1,54
• Första joniserande energi (kJ / mol): 657,8
• Oxidationsstater: 4, 3
• Gitterstruktur: 1,588
• Gitterkonstant (Å): 2,950
• CAS-registreringsnummer: 7440-32-6

Trivia

• Titan upptäcktes i en svart sand känd som ilmenit. Ilmenite är en blandning av järnoxider och titanoxider.
• William Gregor var pastorn i Mannacan församling när han upptäckte titan. Han namngav sin nya metall 'manaccanite'.
• Den tyska kemisten Martin Klaproth återupptäckte Gregors nya metall och gav den titan efter titanerna, grekiska mytologiska varelser på jorden. Namnet "titan" föredrogs och antogs slutligen av andra kemister men erkände Gregor som den ursprungliga upptäckaren.
• Ren titanmetall isolerades inte förrän 1910 av Matthew Hunter - 119 år efter upptäckten.
• Cirka 95% av allt titan används för produktion av titandioxid, TiO₂. Titandioxid är ett extremt ljust vitt pigment som används i färger, plast, tandkräm och papper.
• Titan används i medicinska procedurer eftersom det är giftigt och icke-reaktivt i kroppen.

referenser

• Los Alamos National Laboratory (2001)
• Crescent Chemical Company (2001)
• Lange's Handbook of Chemistry (1952)
• CRC Handbook of Chemistry & Physics (18: e upplagan)
• International Atomic Energy Agency ENSDF-databas (okt 2010)