18

22TI

Embed Size (px)

DESCRIPTION

22TI. pierwiastek chemiczny tytanu. Ania Mikiewicz 1C. Informacja. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: 22TI
Page 2: 22TI

Tytan (Ti, łac. Tytan (Ti, łac. titaniumtitanium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w ) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym o liczbie atomowej 22. Jest lekki, posiada wysoką wytrzymałość układzie okresowym o liczbie atomowej 22. Jest lekki, posiada wysoką wytrzymałość mechaniczną, odporny na korozję (w tym również wody morskiej i chloru), metal o mechaniczną, odporny na korozję (w tym również wody morskiej i chloru), metal o szarawym kolorze. Tytan jest dodawany jako dodatek stopowy do żelaza, aluminium, szarawym kolorze. Tytan jest dodawany jako dodatek stopowy do żelaza, aluminium, wanadu, molibdenu i innych. Stopy tytanu są wykorzystywane w przemyśle lotniczym wanadu, molibdenu i innych. Stopy tytanu są wykorzystywane w przemyśle lotniczym (silniki odrzutowe, promy kosmiczne), militarnym, procesach metalurgicznych, (silniki odrzutowe, promy kosmiczne), militarnym, procesach metalurgicznych, motoryzacyjnym, medycznym (protezy dentystyczne, ortopedyczne klamry), sportów motoryzacyjnym, medycznym (protezy dentystyczne, ortopedyczne klamry), sportów ekstremalnych i innych. Został odkryty w Wielkiej Brytanii przez Williama Gregora w ekstremalnych i innych. Został odkryty w Wielkiej Brytanii przez Williama Gregora w 1791. Nazwę pochodzącą od bóstw z mitologii greckiej zawdzięcza Martinowi 1791. Nazwę pochodzącą od bóstw z mitologii greckiej zawdzięcza Martinowi Heinrichowi Klaprothowi.Heinrichowi Klaprothowi.

Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach rzędu 0,61%, w postaci minerałów: Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach rzędu 0,61%, w postaci minerałów: ilmenitu, rutylu i tytanitu, które są szeroko rozpowszechnione na całej Ziemi. ilmenitu, rutylu i tytanitu, które są szeroko rozpowszechnione na całej Ziemi. Metaliczny tytan otrzymujemy przez przerób rud w procesie Krolla. Jego najbardziej Metaliczny tytan otrzymujemy przez przerób rud w procesie Krolla. Jego najbardziej rozpowszechniony związek – dwutlenek tytanu znajduje zastosowanie w produkcji rozpowszechniony związek – dwutlenek tytanu znajduje zastosowanie w produkcji białych pigmentów. Inne związki zawierające tytan to czterochlorek tytanu używany do białych pigmentów. Inne związki zawierające tytan to czterochlorek tytanu używany do zasłon dymnych oraz jako katalizator i trójchlorek tytanu, który znajduje zastosowanie zasłon dymnych oraz jako katalizator i trójchlorek tytanu, który znajduje zastosowanie jako katalizator w produkcji polipropylenu.jako katalizator w produkcji polipropylenu.

Dwie najbardziej użyteczne własności tytanu to jego odporność na korozję oraz Dwie najbardziej użyteczne własności tytanu to jego odporność na korozję oraz najwyższy stosunek wytrzymałości mechanicznej do jego ciężaru. Znane są dwie najwyższy stosunek wytrzymałości mechanicznej do jego ciężaru. Znane są dwie odmiany alotropowe pierwiastka. Posiada pięć trwałych izotopów o masach atomowych odmiany alotropowe pierwiastka. Posiada pięć trwałych izotopów o masach atomowych od 46 do 50. Właściwości fizykochemiczne tytanu są podobne do cyrkonu.od 46 do 50. Właściwości fizykochemiczne tytanu są podobne do cyrkonu.

Page 3: 22TI

Tytan został odkryty w Kornwalii w Wielkiej Brytanii w 1791 przez pastora i geologa amatora Williama Gregora. Zauważył on obecność Tytan został odkryty w Kornwalii w Wielkiej Brytanii w 1791 przez pastora i geologa amatora Williama Gregora. Zauważył on obecność nowegonowego

pierwiastka w ilmenicie – czarnym piasku, który znalazł w strumieniu nieopodal swojej parafii. Piasek ten był przyciągany przez magnes.pierwiastka w ilmenicie – czarnym piasku, który znalazł w strumieniu nieopodal swojej parafii. Piasek ten był przyciągany przez magnes.Dokładniejsza jego analiza wykazała obecność dwóch substancji: tlenku żelaza (wyjaśniając przyciąganie magnesem) oraz 45,25% białegoDokładniejsza jego analiza wykazała obecność dwóch substancji: tlenku żelaza (wyjaśniając przyciąganie magnesem) oraz 45,25% białegometalicznego tlenku, którego nie mógł zidentyfikować. Gregor, zdając sobie sprawę, że niezidentyfikowany tlenek zawierał metal, który nie metalicznego tlenku, którego nie mógł zidentyfikować. Gregor, zdając sobie sprawę, że niezidentyfikowany tlenek zawierał metal, który nie pasował do właściwości jakiegokolwiek znanego pierwiastka, poinformował o swoim odkryciu Królewskie Towarzystwo Geologiczne w pasował do właściwości jakiegokolwiek znanego pierwiastka, poinformował o swoim odkryciu Królewskie Towarzystwo Geologiczne w

Kornwalii Kornwalii i niemieckie czasopismo naukowe Annalen Crell. Tlenek tytanu został odnaleziony niezależnie od Gregora w 1795 przez niemieckiego i niemieckie czasopismo naukowe Annalen Crell. Tlenek tytanu został odnaleziony niezależnie od Gregora w 1795 przez niemieckiego

chemika chemika Martina Heinricha Klaprotha w rutylu na Węgrzech. Klaproth stwierdził, że ruda zawiera nowy pierwiastek i postanowił nazwać go tytanem Martina Heinricha Klaprotha w rutylu na Węgrzech. Klaproth stwierdził, że ruda zawiera nowy pierwiastek i postanowił nazwać go tytanem zaczerpując nazwę z mitologii greckiej. Po usłyszeniu o odkryciu Gregora nowej substancji, nabył jej próbki i potwierdził odkrycie tytanu.zaczerpując nazwę z mitologii greckiej. Po usłyszeniu o odkryciu Gregora nowej substancji, nabył jej próbki i potwierdził odkrycie tytanu.Przez wiele lat próbowano otrzymać czysty tytan, jednak nie udawało się tego dokonać zwyczajnymi sposobami poprzez ogrzewanie tlenku w Przez wiele lat próbowano otrzymać czysty tytan, jednak nie udawało się tego dokonać zwyczajnymi sposobami poprzez ogrzewanie tlenku w obecności węgla, ponieważ tworzył się węglik tytanu zamiast spodziewanej redukcji tlenku do metalu. Dopiero w 1910 Matthew A. Hunter obecności węgla, ponieważ tworzył się węglik tytanu zamiast spodziewanej redukcji tlenku do metalu. Dopiero w 1910 Matthew A. Hunter otrzymał czysty (99,9%) metaliczny tytan poprzez ogrzewanie TiCl4 z sodem w bombie stalowej w temperaturze 700-800 °C. Do 1946 tytan otrzymał czysty (99,9%) metaliczny tytan poprzez ogrzewanie TiCl4 z sodem w bombie stalowej w temperaturze 700-800 °C. Do 1946 tytan

nie nie był używany nigdzie poza laboratorium, dopóki William Justin Kroll nie opracował opłacalnego sposobu otrzymywania metalicznego tytanu był używany nigdzie poza laboratorium, dopóki William Justin Kroll nie opracował opłacalnego sposobu otrzymywania metalicznego tytanu poprzez redukcje czterochlorku tytanu magnezem. Technologia ta została nazwana procesem Krolla. Pomimo badań nad tańszym i poprzez redukcje czterochlorku tytanu magnezem. Technologia ta została nazwana procesem Krolla. Pomimo badań nad tańszym i wydajniejszym sposobem otrzymywania tytanu, proces Krolla jest do dzisiaj używany do komercyjnego pozyskiwania metalu.wydajniejszym sposobem otrzymywania tytanu, proces Krolla jest do dzisiaj używany do komercyjnego pozyskiwania metalu. Tytan otrzymany w procesie KrollaTytan otrzymany w procesie KrollaTytan o bardzo wysokiej czystości został otrzymany przez Anton Eduard van Arkela i Jan Hendrik de Boera w procesie jodkowym w 1925.Tytan o bardzo wysokiej czystości został otrzymany przez Anton Eduard van Arkela i Jan Hendrik de Boera w procesie jodkowym w 1925.Rafinację tytanu prowadzi się w próżni w zamkniętym reaktorze. Pary jodu reagują z technicznym tytanem tworząc czterojodek tytanu, który Rafinację tytanu prowadzi się w próżni w zamkniętym reaktorze. Pary jodu reagują z technicznym tytanem tworząc czterojodek tytanu, który następnie ulega rozkładowi na ogrzanym oporowo cienkim drucie wolframowym, pogrubiając go w miarę trwania procesu.następnie ulega rozkładowi na ogrzanym oporowo cienkim drucie wolframowym, pogrubiając go w miarę trwania procesu.W latach 50. i 60. XX w. Związek Radziecki zapoczątkował wykorzystywanie tytanu do celów militarnych (m.in. w okrętach podwodnych K-W latach 50. i 60. XX w. Związek Radziecki zapoczątkował wykorzystywanie tytanu do celów militarnych (m.in. w okrętach podwodnych K-

278 278 Komsomolec i projektu 705). We wczesnych latach 50. XX w. tytan był szeroko stosowany w lotnictwie wojskowym, szczególnie w Komsomolec i projektu 705). We wczesnych latach 50. XX w. tytan był szeroko stosowany w lotnictwie wojskowym, szczególnie w odrzutowcach o wysokich parametrach silnika zaczynając od F100 Super Sabre i Lockheed A-12. W Stanach Zjednoczonych Departament odrzutowcach o wysokich parametrach silnika zaczynając od F100 Super Sabre i Lockheed A-12. W Stanach Zjednoczonych Departament Obrony zdał sobie sprawę ze strategicznego znaczenia tytanu i rozpoczął magazynowanie tego metalu przez całą zimną wojnę.Obrony zdał sobie sprawę ze strategicznego znaczenia tytanu i rozpoczął magazynowanie tego metalu przez całą zimną wojnę.W 2006 Agencja Obrony Stanów Zjednoczonych przyznała 5,7 mln $ konsorcjum dwóch spółek, aby opracowały nowy proces otrzymywania W 2006 Agencja Obrony Stanów Zjednoczonych przyznała 5,7 mln $ konsorcjum dwóch spółek, aby opracowały nowy proces otrzymywania

tytanu sproszkowanegotytanu sproszkowanego..

Page 4: 22TI
Page 5: 22TI

Pierwiastek metaliczny, tytan, jest znany z jego wysokiej wytrzymałości mechanicznej w Pierwiastek metaliczny, tytan, jest znany z jego wysokiej wytrzymałości mechanicznej w stosunku do niskiego ciężaru. Jest stosunkowo lekki (gęstość 4507 kg/m³), o dużej stosunku do niskiego ciężaru. Jest stosunkowo lekki (gęstość 4507 kg/m³), o dużej wytrzymałości mechanicznej, przy wysokiej czystości jest ciągliwy (zwłaszcza w wytrzymałości mechanicznej, przy wysokiej czystości jest ciągliwy (zwłaszcza w atmosferze redukcyjnej). Charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia: 1649 °C. atmosferze redukcyjnej). Charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia: 1649 °C. Jest błyszczący, posiada biały, metaliczny kolor.Jest błyszczący, posiada biały, metaliczny kolor.Handlowy tytan o czystości 99,2% posiada wytrzymałość na rozciąganie 434 MPa, Handlowy tytan o czystości 99,2% posiada wytrzymałość na rozciąganie 434 MPa, porównywalną z rozciągalnością stopów stali, jednak jest lżejszy od nich o 45%. Tytan porównywalną z rozciągalnością stopów stali, jednak jest lżejszy od nich o 45%. Tytan jest cięższy od aluminium o 60%, ale charakteryzuje się ponad dwukrotnie większą jest cięższy od aluminium o 60%, ale charakteryzuje się ponad dwukrotnie większą wytrzymałością mechaniczną niż najpopularniejszy stop Al: 6061-T6. Pewne stopy tytanu wytrzymałością mechaniczną niż najpopularniejszy stop Al: 6061-T6. Pewne stopy tytanu (np.: Beta C) posiadają wytrzymałość na rozciąganie ponad 1380 MPa (spada ona przy (np.: Beta C) posiadają wytrzymałość na rozciąganie ponad 1380 MPa (spada ona przy podgrzaniu powyżej temperatury 430 °C).podgrzaniu powyżej temperatury 430 °C).Posiada wysoką twardość (jednak nie tak wysoką jak niektóre hartowane stale), trudno Posiada wysoką twardość (jednak nie tak wysoką jak niektóre hartowane stale), trudno się obrabia mechanicznie.się obrabia mechanicznie.Metal posiada dwie odmiany alotropowe: Ti-α – krystalizujący w układzie heksagonalnym Metal posiada dwie odmiany alotropowe: Ti-α – krystalizujący w układzie heksagonalnym do temperatury 882 °C; powyżej tej temperatury występuje Ti-β – krystalizujący w do temperatury 882 °C; powyżej tej temperatury występuje Ti-β – krystalizujący w układzie regularnym przestrzennie centrowanym. Pojemność cieplna Ti-α gwałtownie układzie regularnym przestrzennie centrowanym. Pojemność cieplna Ti-α gwałtownie wzrasta wraz z podgrzewaniem, po przekroczeniu temperatury 882 °C i przemianie w wzrasta wraz z podgrzewaniem, po przekroczeniu temperatury 882 °C i przemianie w

Ti-β pojemność cieplna kształtuje się na stałym poziomie.Ti-β pojemność cieplna kształtuje się na stałym poziomie.

Page 6: 22TI

Wykres Pourbaix dla tytanu w wodzie.Wykres Pourbaix dla tytanu w wodzie.Najbardziej znana właściwość chemiczna tytanu to jego doskonała odporność naNajbardziej znana właściwość chemiczna tytanu to jego doskonała odporność nakorozję; prawie taka sama jak platyny, jest także odporny na działanie rozcieńczonychkorozję; prawie taka sama jak platyny, jest także odporny na działanie rozcieńczonychkwasów np. siarkowego, solnego i większości kwasów organicznych, chloru gazowegokwasów np. siarkowego, solnego i większości kwasów organicznych, chloru gazowegooraz roztworów zasadowych, czy morskiej wody. Czysty tytan roztwarzają stężoneoraz roztworów zasadowych, czy morskiej wody. Czysty tytan roztwarzają stężonekwasy. Jest jednym z nielicznych pierwiastków, które gwałtownie reagują z czystymkwasy. Jest jednym z nielicznych pierwiastków, które gwałtownie reagują z czystymazotem. Reakcja przebiega powyżej temperatury 800 °C, z wytworzeniem azotku tytanu. azotem. Reakcja przebiega powyżej temperatury 800 °C, z wytworzeniem azotku tytanu. Jest paramagnetykiem oraz wykazuje stosunkowo niską przewodność elektryczną iJest paramagnetykiem oraz wykazuje stosunkowo niską przewodność elektryczną icieplną.Wykres Pourbaix dla tytanu ukazuje bardzo wysoką reaktywność cieplną.Wykres Pourbaix dla tytanu ukazuje bardzo wysoką reaktywność termodynamiczną przy niskiej aktywności z wodą i tlenem.termodynamiczną przy niskiej aktywności z wodą i tlenem.Na skutek kontaktu tytanu z tlenem na jego powierzchni tworzy się pasywacyjna Na skutek kontaktu tytanu z tlenem na jego powierzchni tworzy się pasywacyjna warstwa tlenku tytanu o grubości ok. 2 nm (po czterech latach osiąga grubość 25 nm). warstwa tlenku tytanu o grubości ok. 2 nm (po czterech latach osiąga grubość 25 nm). Warstwa ta dodatkowo zwiększa odporność na korozję.Warstwa ta dodatkowo zwiększa odporność na korozję.Eksperymenty wykazały znaczną promieniotwórczość wzbudzoną tytanu na skutek Eksperymenty wykazały znaczną promieniotwórczość wzbudzoną tytanu na skutek zbombardowania jego jąder deuteronami. Produktami tej reakcji są pozytony i twardezbombardowania jego jąder deuteronami. Produktami tej reakcji są pozytony i twardepromieniowanie gamma.promieniowanie gamma.

Page 7: 22TI

Tytan zawsze występuje w rudach innych pierwiastków. Jest dziewiąty pod Tytan zawsze występuje w rudach innych pierwiastków. Jest dziewiąty pod względem występowania na Ziemi (0,63%) i siódmy jako metal. Najczęściej względem występowania na Ziemi (0,63%) i siódmy jako metal. Najczęściej występuje w skałach magmowych oraz skałach osadowych. Na przykład na występuje w skałach magmowych oraz skałach osadowych. Na przykład na 801 skał przebadanych przez United States Geological Survey, tytan zawarty był w 784 . 801 skał przebadanych przez United States Geological Survey, tytan zawarty był w 784 . Jego udział w ziemiach wynosi w przybliżeniu 0,5-1,5%.Jego udział w ziemiach wynosi w przybliżeniu 0,5-1,5%.Jest szeroko rozpowszechniony, występuje głównie pod postacią minerałów: anatazytu, Jest szeroko rozpowszechniony, występuje głównie pod postacią minerałów: anatazytu, brukitu, ilmenitu, perowskitu, rutylu, tytanitu (sfen) oraz w wielu rudach żelaza. Z brukitu, ilmenitu, perowskitu, rutylu, tytanitu (sfen) oraz w wielu rudach żelaza. Z powyższych minerałów tylko ilmenit i rutyl mają znaczenie ekonomiczne (pod powyższych minerałów tylko ilmenit i rutyl mają znaczenie ekonomiczne (pod

warunkiem warunkiem eksploatacji rudy o odpowiednio wysokiej zawartości tytanu). Znaczące złoża tytanu eksploatacji rudy o odpowiednio wysokiej zawartości tytanu). Znaczące złoża tytanu (ilmenitu) znajdują się w zachodniej Australii, Kanadzie, Nowej Zelandii, Norwegii i (ilmenitu) znajdują się w zachodniej Australii, Kanadzie, Nowej Zelandii, Norwegii i Ukrainie. Duże ilości rutylu są eksploatowane w Ameryce Północnej i Republice Ukrainie. Duże ilości rutylu są eksploatowane w Ameryce Północnej i Republice Południowej Afryki. Roczna produkcja wynosi 90 000 ton metalu i 4,3 milionów ton Południowej Afryki. Roczna produkcja wynosi 90 000 ton metalu i 4,3 milionów ton dwutlenku tytanu. Całkowite zasoby tytanu na Ziemi szacuje się na ponad 600 milionów dwutlenku tytanu. Całkowite zasoby tytanu na Ziemi szacuje się na ponad 600 milionów ton.Tytan jest zawarty w meteorytach, jego obecność zauważono na Słońcu i gwiazdachton.Tytan jest zawarty w meteorytach, jego obecność zauważono na Słońcu i gwiazdachtypu M (najchłodniejszy typ gwiazd o temperaturze powierzchni około 3200 °C). Skałytypu M (najchłodniejszy typ gwiazd o temperaturze powierzchni około 3200 °C). Skałydostarczone przez Apollo 17 z Księżyca zawierają 12,1% tytanu.dostarczone przez Apollo 17 z Księżyca zawierają 12,1% tytanu.

Page 8: 22TI

ProducentProducent Tysiące Tysiące tonton

%całośc%całościi

AustraliaAustralia 1291,01291,0 30,630,6

Republika Republika Południowej Południowej AfrykiAfryki

850,0850,0 20,120,1

KanadaKanada 767,0767,0 18,218,2

NorwegiaNorwegia 382,9 382,9 9,1 9,1

UkrainaUkraina 357,0357,0 8,58,5

Pozostałe Pozostałe państwapaństwa

573,1573,1 13,513,5

Cały ŚwiatCały Świat 4221,4221,00

100100

Page 9: 22TI

Otrzymywanie metalicznego tytanu zachodzi w pięciu głównych etapach:Otrzymywanie metalicznego tytanu zachodzi w pięciu głównych etapach: przeróbka rud tytanu;przeróbka rud tytanu; otrzymywanie czterochlorku tytanu TiCl4;otrzymywanie czterochlorku tytanu TiCl4; proces Krolla – redukcja TiCl4 magnezem;proces Krolla – redukcja TiCl4 magnezem; oczyszczanie tytanu – proces jodkowy;oczyszczanie tytanu – proces jodkowy; topienie tytanu.topienie tytanu.Ponieważ tytan reaguje z tlenem przy wysokich temperaturach (610 °C), nie może być otrzymywany przez redukcjęPonieważ tytan reaguje z tlenem przy wysokich temperaturach (610 °C), nie może być otrzymywany przez redukcjędwutlenku tytanu. Dlatego do celów handlowych stosuje się kosztowny proces Krolla (stosunkowo wysoka wartość dwutlenku tytanu. Dlatego do celów handlowych stosuje się kosztowny proces Krolla (stosunkowo wysoka wartość rynkowa tytanu jest spowodowana głównie zastosowaniem w tym procesie innego drogiego metalu – magnezu)[15]. rynkowa tytanu jest spowodowana głównie zastosowaniem w tym procesie innego drogiego metalu – magnezu)[15]. Przemysłowa produkcja czterochlorku tytanu polega na chlorowaniu przy jednoczesnej redukcji zbrykietowanego z Przemysłowa produkcja czterochlorku tytanu polega na chlorowaniu przy jednoczesnej redukcji zbrykietowanego z węglem surowca tytanowego (rutylu lub ilmenitu) w szybowym piecu elektrycznym.węglem surowca tytanowego (rutylu lub ilmenitu) w szybowym piecu elektrycznym.Reakcje zachodzące podczas procesu Krolla:Reakcje zachodzące podczas procesu Krolla:

2TiFeO3 + 7Cl2 + 6C (900 °C) → 2TiCl4 + 2FeCl3 + 6CO2TiFeO3 + 7Cl2 + 6C (900 °C) → 2TiCl4 + 2FeCl3 + 6CO TiCl4 + 2Mg (1100 °C) → 2MgCl2 + TiCl4 + 2Mg (1100 °C) → 2MgCl2 + TiTi

Techniczny tytan otrzymany w procesie Krolla powinien być rafinowany. Zasada procesu pozwalającego na otrzymanie Techniczny tytan otrzymany w procesie Krolla powinien być rafinowany. Zasada procesu pozwalającego na otrzymanie czystego tytanu polega na rozkładzie termicznym czterojodku tytanu.czystego tytanu polega na rozkładzie termicznym czterojodku tytanu.

TiI4 → Ti + 2I2TiI4 → Ti + 2I2W wysokich temperaturach (około 1400 °C) i przy określonym ciśnieniu reakcja ta przebiega w kierunku dysocjacji W wysokich temperaturach (około 1400 °C) i przy określonym ciśnieniu reakcja ta przebiega w kierunku dysocjacji czterojodku tytanu, natomiast niskie temperatury sprzyjają jego tworzeniu. Zaletą tego procesu jest otrzymanie czterojodku tytanu, natomiast niskie temperatury sprzyjają jego tworzeniu. Zaletą tego procesu jest otrzymanie czystego tytanu nie zawierającego domieszek (tlen, azot, węgiel) obniżających jego własności mechaniczne.czystego tytanu nie zawierającego domieszek (tlen, azot, węgiel) obniżających jego własności mechaniczne.Proces topienia tytanu stanowi poważny problem. Trudności sprawiają wysoka temperatura topienia tytanu (1668 °C) i Proces topienia tytanu stanowi poważny problem. Trudności sprawiają wysoka temperatura topienia tytanu (1668 °C) i jego duża aktywność chemiczna w tej temperaturze. Dodatkową niedogodność stanowi fakt, że stopiony tytan reaguje niemal ze jego duża aktywność chemiczna w tej temperaturze. Dodatkową niedogodność stanowi fakt, że stopiony tytan reaguje niemal ze

wszystkimi wszystkimi materiałami ogniotrwałymi. Jedynie dwutlenek toru, rekrystalizowany tlenek wapnia i grafit są odporne na jego działanie. materiałami ogniotrwałymi. Jedynie dwutlenek toru, rekrystalizowany tlenek wapnia i grafit są odporne na jego działanie. Topienie tytanu odbywa się w piecach łukowych, indukcyjnych, plazmowych oraz elektronowych. Te ostatnie wydają się Topienie tytanu odbywa się w piecach łukowych, indukcyjnych, plazmowych oraz elektronowych. Te ostatnie wydają się najbardziej perspektywiczne.najbardziej perspektywiczne.

Page 10: 22TI

Tytan w związkach chemicznych występuje na +4 stopniu utlenienia.Tytan w związkach chemicznych występuje na +4 stopniu utlenienia. Wiertło pokryte azotkiem tytanuWiertło pokryte azotkiem tytanu Dwutlenek tytanu (TiO2) jest najpopularniejszym związkiem tytanu. Znajduje on bardzo szerokie zastosowanie:Dwutlenek tytanu (TiO2) jest najpopularniejszym związkiem tytanu. Znajduje on bardzo szerokie zastosowanie: przemysł metalurgiczny – do produkcji elektrod, stopów, radioelementów ceramicznych;przemysł metalurgiczny – do produkcji elektrod, stopów, radioelementów ceramicznych; przemysł barw i lakierów – bardzo dobra intensywność kolorów ;przemysł barw i lakierów – bardzo dobra intensywność kolorów ; przemysł papierniczy – wysoka jakość białego papieru;przemysł papierniczy – wysoka jakość białego papieru; przemysł włókien szklanych – zastosowanie dzięki nietoksyczności, małej reaktywności chemicznej;przemysł włókien szklanych – zastosowanie dzięki nietoksyczności, małej reaktywności chemicznej; przemysł wyrobów gumowych – do produkcji naturalnego i sztucznego kauczuku.przemysł wyrobów gumowych – do produkcji naturalnego i sztucznego kauczuku. przemysł spożywczy – barwnik, oznaczony jako E171 Azotek tytanu (TiN) nanosi się na narzędzia tnące, przemysł spożywczy – barwnik, oznaczony jako E171 Azotek tytanu (TiN) nanosi się na narzędzia tnące,

formujące i ślizgowe. Warstwa TiN o grubości od 0,5 do kilkuformujące i ślizgowe. Warstwa TiN o grubości od 0,5 do kilkumikrometrów daje wzrost twardości powierzchniowej do 2400 HV. Czas pracy narzędzi ulega znacznemumikrometrów daje wzrost twardości powierzchniowej do 2400 HV. Czas pracy narzędzi ulega znacznemuwydłużeniu (do kilkunastu razy). Natryskiwane plazmowo powłoki z TiN nanoszone są na elementy robocze wydłużeniu (do kilkunastu razy). Natryskiwane plazmowo powłoki z TiN nanoszone są na elementy robocze łopatek turbin, silników i narzędzi skrawających.łopatek turbin, silników i narzędzi skrawających.Czterochlorek tytanu (TiCl4) jest bezbarwną cieczą, używaną w procesie produkcji dwutlenku tytanu do farb Czterochlorek tytanu (TiCl4) jest bezbarwną cieczą, używaną w procesie produkcji dwutlenku tytanu do farb lub redukowany magnezem bezpośrednio do tytanu. Tytan tworzy również trójchlorek tytanu TiCl3, który lub redukowany magnezem bezpośrednio do tytanu. Tytan tworzy również trójchlorek tytanu TiCl3, który jest używany jak czynnik redukcyjny.jest używany jak czynnik redukcyjny.Węglik tytanu (TiC) ma szereg unikalnych własności, tj. wysoką twardość (ok. 90 HRC), niski współczynnik Węglik tytanu (TiC) ma szereg unikalnych własności, tj. wysoką twardość (ok. 90 HRC), niski współczynnik tarcia, wysoką temperaturę topienia, dobrą odporność korozyjną i cieplną (zachowuje własności tarcia, wysoką temperaturę topienia, dobrą odporność korozyjną i cieplną (zachowuje własności skrawalne do ok. 1000 °C). Stosowany jest w przemyśle narzędziowym, kosmicznym i energetyce skrawalne do ok. 1000 °C). Stosowany jest w przemyśle narzędziowym, kosmicznym i energetyce atomowej. Węglik tytanu znalazł też zastosowanie w kompozytach diamentowo-atomowej. Węglik tytanu znalazł też zastosowanie w kompozytach diamentowo-węglikowych przeznaczonych na ostrza skrawające.Tytaniany cechuje wysoka przenikalność elektryczna. węglikowych przeznaczonych na ostrza skrawające.Tytaniany cechuje wysoka przenikalność elektryczna. Metatytaniany wapnia (CaTiO3) i magnezu (MgTiO3) znalazły zastosowanie w ceramiceMetatytaniany wapnia (CaTiO3) i magnezu (MgTiO3) znalazły zastosowanie w ceramicekondensatorowej. Tytanian baru (BaTiO3) ma właściwości piezoelektryczne i ferroelekryczne. Stosowany jest kondensatorowej. Tytanian baru (BaTiO3) ma właściwości piezoelektryczne i ferroelekryczne. Stosowany jest w urządzeniach ultradźwiękowych, mikrofonach i urządzeniach do zapalania gazu w kuchenkach. w urządzeniach ultradźwiękowych, mikrofonach i urządzeniach do zapalania gazu w kuchenkach. Tytanian strontu (SrTiO3) stosowany jest do produkcji szkła o dużym współczynniku załamania światła: Tytanian strontu (SrTiO3) stosowany jest do produkcji szkła o dużym współczynniku załamania światła: do wyrobu soczewek, pryzmatów i biżuterii. Tytanian sodowy (Na2TiO3) wchodzi w skład mas do do wyrobu soczewek, pryzmatów i biżuterii. Tytanian sodowy (Na2TiO3) wchodzi w skład mas do pokrywania prętów spawalniczych.pokrywania prętów spawalniczych.

Page 11: 22TI

Występujący w przyrodzie tytan posiada pięć stabilnych Występujący w przyrodzie tytan posiada pięć stabilnych izotopów: 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti oraz 50Ti i 48Ti, które izotopów: 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti oraz 50Ti i 48Ti, które stanowią 73,8% wszystkich izotopów. Jedenaście znanych stanowią 73,8% wszystkich izotopów. Jedenaście znanych izotopów charakteryzuje promieniotwórczość. Najbardziej izotopów charakteryzuje promieniotwórczość. Najbardziej stabilnym z radioaktywnych izotopów jest 44Ti o okresie stabilnym z radioaktywnych izotopów jest 44Ti o okresie połowicznego rozpadu wynoszącym 63 lata, dalej 45Ti o połowicznego rozpadu wynoszącym 63 lata, dalej 45Ti o czasie rozpadu 184,8 minut, 51Ti z czasem połowicznego czasie rozpadu 184,8 minut, 51Ti z czasem połowicznego rozpadu wynoszącym 5,76 minut, oraz 52Ti o czasie 1,7 rozpadu wynoszącym 5,76 minut, oraz 52Ti o czasie 1,7 minuty. Czas połowicznego rozpadu pozostałych izotopów minuty. Czas połowicznego rozpadu pozostałych izotopów jest krótszy niż 33 sekundy, a dla większości czas ten jest jest krótszy niż 33 sekundy, a dla większości czas ten jest krótszy niż 0,5 sekundy. Izotopy tytanu mają masę krótszy niż 0,5 sekundy. Izotopy tytanu mają masę atomową od 39,99 (40Ti) do 57,966 u (58Ti) .atomową od 39,99 (40Ti) do 57,966 u (58Ti) .

Page 12: 22TI

O TYTANIE ze strony BiologicznejO TYTANIE ze strony Biologicznej

Page 13: 22TI
Page 14: 22TI

Tytan jest nietoksyczny nawet w dużych dawkach i nie ma żadnegoTytan jest nietoksyczny nawet w dużych dawkach i nie ma żadnegowpływu na organizm ludzki. Szacuje się, że każdego dnia człowiek wpływu na organizm ludzki. Szacuje się, że każdego dnia człowiek spożywa 0,8 mg tytanu, ale większość nie jest przyswajana przez spożywa 0,8 mg tytanu, ale większość nie jest przyswajana przez organizm. Ma tendencje do akumulacji w tkankach zawierających organizm. Ma tendencje do akumulacji w tkankach zawierających krzemionkę. Większość roślin zawiera około 1 ppm tytanu, krzemionkę. Większość roślin zawiera około 1 ppm tytanu, natomiast skrzyp i pokrzywa może zawierać nawet do 80 natomiast skrzyp i pokrzywa może zawierać nawet do 80

ppm.Tytan ppm.Tytan pod postacią proszku lub wiórów może ulec zapaleniu, a rozpylony pod postacią proszku lub wiórów może ulec zapaleniu, a rozpylony w powietrzu grozi wybuchem. Woda i dwutlenek węgla są w powietrzu grozi wybuchem. Woda i dwutlenek węgla są nieefektywne w przypadku palenia się tytanu; jedynie nieefektywne w przypadku palenia się tytanu; jedynie skuteczne w takim przypadku są suche materiały przeciwpożarowe skuteczne w takim przypadku są suche materiały przeciwpożarowe (klasa D materiałów przeciwpożarowych). Tytan może zapalić się (klasa D materiałów przeciwpożarowych). Tytan może zapalić się kiedy świeża, nieutleniona powierzchnia pozostanie w kontakcie z kiedy świeża, nieutleniona powierzchnia pozostanie w kontakcie z ciekłym tlenem. Do zapalenia może dojść przy uderzeniu twardym ciekłym tlenem. Do zapalenia może dojść przy uderzeniu twardym przedmiotem lub przy odkształceniu mechanicznym po powstaniu przedmiotem lub przy odkształceniu mechanicznym po powstaniu pęknięcia. Takie zachowanie tytanu powoduje ograniczenie dla pęknięcia. Takie zachowanie tytanu powoduje ograniczenie dla

jego jego stosowania z ciekłym tlenem (np. w przemyśle lotniczym i stosowania z ciekłym tlenem (np. w przemyśle lotniczym i kosmonautycznym). Większość soli tytanu jest nieszkodliwych, ale kosmonautycznym). Większość soli tytanu jest nieszkodliwych, ale jego związki z chlorem, takie jak: TiCl2, TiCl3 i TiCl4 posiadają jego związki z chlorem, takie jak: TiCl2, TiCl3 i TiCl4 posiadają niebezpieczne własności. Dwuchlorek pod postacią czarnych niebezpieczne własności. Dwuchlorek pod postacią czarnych kryształów ulega samozapaleniu, natomiast czterochlorek jest kryształów ulega samozapaleniu, natomiast czterochlorek jest lotnym dymiącym się płynem. Wszystkie chlorki tytanu są żrące.lotnym dymiącym się płynem. Wszystkie chlorki tytanu są żrące.

Page 15: 22TI
Page 16: 22TI
Page 17: 22TI
Page 18: 22TI