Тита́н (лат. Titanium; обозначается символом Ti) — элемент побочной подгруппы четвёртой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 22. Простое вещество титан (CAS-номер: 7440-32-6) — лёгкий металл серебристо-белого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой, температура полиморфного превращения α↔β 883 °C[1]. Температура плавления 1660±20 °C
История
Открытие TiO2 сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1789), выделил новую «землю» (окись) неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — окислы одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные окислы титана.
Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI4.
Происхождение названия
Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи. Название элементу дал Мартин Клапрот, в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в противоход французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам. Поскольку немецкий исследователь сам отметил невозможность определения свойств нового элемента только по его оксиду, он подобрал для него имя из мифологии, по аналогии с открытым им ранее ураном.
Однако согласно другой версии, публиковавшейся в журнале «Техника-Молодежи» в конце 1980-х, новооткрытый металл обязан своим именем не могучим титанам из древнегреческих мифов, а Титании — королеве фей в германской мифологии (жена Оберона в шекспировском «Сне в летнюю ночь»). Такое название связано с необычайной «лёгкостью» (малой плотностью) металла.
Нахождение в природе
Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре 0,57 % по массе, в морской воде 0,001 мг/л[3]. В ультраосновных породах 300 г/т, в основных — 9 кг/т, в кислых 2,3 кг/т, в глинах и сланцах 4,5 кг/т. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al2O3. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30 % TiO2 по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит CaTiOSiO4. Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые.
Месторождения
Месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Китая, Японии, Австралии, Индии, Цейлоне, Бразилии, Южной Кореи[4].
Запасы и добыча
Основные руды: ильменит (FeTiO3), рутил (TiO2), титанит (CaTiSiO5).
На 2002 год, 90 % добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO2. Мировое производство диоксида титана составляло 4,5 млн т. в год. Подтверждённые запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т[5]. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49.7—52.7 млн т[6]. Таким образом, при нынешних темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более, чем на 150 лет.
Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны. Самое крупное из разведанных месторождений (Ярегское) находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми). Запасы месторождения оцениваются в 2 миллиарда тонн руды со средним содержанием диоксида титана около 10 %[7].
Крупнейший в мире производитель титана — российская компания «ВСМПО-АВИСМА»[8].
Получение
Брусок кристаллического титана (чистота 99,995 %, вес ≈283 г, длина ≈14 см, диаметр ≈25 мм), изготовленный на заводе «Уралредмет» иодидным методом ван Аркеля и де Бура
Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а невосстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом.
Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO2. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl4: TiO2 + 2C + 2Cl2 =TiCl4 + 2CO
Образующиеся пары TiCl4 при 850 °C восстанавливают магнием: TiCl4+ 2Mg = 2MgCl2+ Ti
Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl4. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электроннолучевую или плазменную переработку.
Другие работы по теме:
Понятие живого вещества
Живое вещество В элементном составе живого вещества преобладают 4 элемента: водород, углерод, кислород, азот. Они являются главными элементами живого вещества. Эти элементы - биофильные. Кроме того, наиболее распространены элементы, находящиеся в начале периодической системы элементов Менделеева, а элементы середины и конца таблицы распространены мало.
Титан
Общая характеристика титана как химического элемента IV группы периодической системы Д.И. Менделеева. Химические и физические свойства титана. История открытия титана У. Грегором в 1791 году. Основные свойства титана и его применение в промышленности.
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева
периоды VIII 1,0079 Водород 4,0026 Гелий 6,939 Литий 9,0122 Бериллий 10,811 12,01115 Углерод 14,0067 Азот 15,9994 Кислород 18,9984 Фтор 20,179 Неон 22,9898
Литий
(от греч. lithos — камень) — химический элемент I группы периодической системы Д. И. Менделеева, порядковый номер 3, атомная масса 6,941, относится к щелочным металлам. В природе встречается два стабильных изотопа:
Титан
Магнитогорский лицей российской академии наук кафедра химии и биологии реферат тема: «ТИТАН» Составил: Григоренко М.В. Проверила: Мещерова Е.В. Магнитогорск - 1998
Астат
АСТАТ (лат. Astatium), астатин, Аt - радиоактивный химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 85. Стабильных изотопов у астата нет; известно не менее 20 радиоактивных изотопов астата, из которых наиболее долгоживущий
Основы маркировки металлов и металлопродукции Вариант 8
Определение вида продукции, предложенной для рассмотрения (прокат, отливка, поковка и т.д.), ее геометрические параметры. Необходимо изучить сортамент прокатной продукции и определить к какому виду продукции относится предложенное для изучения изделие.
Короленко в. г. - Гуманизм в произведениях в. г. короленко
Владимира Галактионовича Короленко уже при жизни стали называть совестью эпохи. И. А. Бунин писал о нем. Радуешься что живет и здравствует среди нас как какой то титан которого не могут коснуться все те отрицательные явления которыми так бо Оригинальность рассказу придает использование писателем фантастического момента умерший видит себя разговаривающим.
Короленко в. г. - Чему учат жизнь и произведения в. г. короленко
Имя Владимира Галактионовича Короленко уже при его жизни стало символом “совести эпохи”. Вот что писал о нем И. А. Бунин: “Радуешься, что он живет и здравствует среди нас как какой-то титан, которого не могут коснуться все те отрицательные явления, которыми так богата наша нынешняя литература”.
Вольфрам и его применение
Спустя два года испанские химики братья д'Элуяр, работавшие под руководством Шееле, сумели выделить из этого минерала новый элемент — вольфрам, которому суждено было произвести переворот в промышленности. Однако это произошло через целое столетие
Климат и озера Титана
Астрономам впервые удалось зарегистрировать свет, отраженный от поверхности жидких озер Титана. По словам исследователей, это не только красиво, но и является очередным подтверждением наличия на поверхности сатурнианского спутника жидких углеводородов.
Применение спектрального анализа
Методом, дающим ценные и наиболее разнообразные сведения о небесных светилах, является спектральный анализ. Он позволяет установить из анализа света качественный и количественный химический состав светила, его температуру.
Леонардо Да Винчи титан Возрождения
Леонардо да Винчи (1452-1519) Милан, 1498 Тайная вечеря Леонардо да Винчи завершил работу над Тайной вечерей, фреской, заказанной ему миланским монастырем Санта-Мария делле Грацие и начатой в 1495 г. Тайная вечеря принадлежит к самым известным произведениям мировой живописи. Художник изобразил момент, когда Христос говорит: “Один из вас предаст меня” .
Пирожки печеные с мясным фаршем
Соответствие продукции, выпускаемой кондитерскими цехами предприятий питания, требованиям основных стандартов. Технология приготовления печеных пирожков с мясным фаршем. Основные способы приготовления мясного фарша, химический состав ингредиентов.
Дровосек-титан
План Введение 1 Описание 1.1 Морфология 1.2 Биология 2 Ареал обитания 3 Личинка Список литературы Дровосек-титан Введение Дровосек-титан (лат. Titanus giganteus) — вид жуков из семейства усачи (Cerambycidae). Принадлежит к числу наиболее крупных насекомых.
Последовательные таблицы
Будем рассматривать неотсортированные таблицы. K - количество элементов в таблице N - длина вектора представления элементов таблицы Векторное представление:
по Географии 5
Содержание Презентация Составление географической карты Тест Список литературы ТЕСТ ПО ГЕОГРАФИИ . Найдите ошибку в сочетании «Металл - район его производства»
Краснодар
Краснодар, центр Краснодарского края, расположен на Кубано-Приазовской (Прикубанской) низменности, на правом берегу реки Кубань (порт), в 1539 км к югу-востоку от Москвы.
Рубидий
Рубидий (лат. Rubidium), Rb, химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 37, атомная масса 85,4678. Относится к щелочным металлам.
Серебро
Серебро (лат. Argentum), Ag, химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 47, атомная масса 107,8682.
Цезий
Цезий (лат. Caesium), Cs, химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 55, атомная масса 132,9054.
Золото
Золото (лат. Aurum), Аu, химический элемент I группы периодической системы, атомный номер 79, атомная масса 196,9665.
Натрий
Натрий (лат. Natrium), Na, химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 11, атомная масса 22,98977; относится к щелочным металлам.
Селен
Se - химический элемент 4-ой группы периодической системы Менделеева с относительным номером 34, с атомной массой 78,96. Название селена от греческого selen - Луна. Образует несколько модификаций.
Биогенные элементы
Кальций Кальций - биогенный элемент, постоянно присутствующий в тканях растений и животных. Важный компонент минерального обмена животных и человека и минерального питания растений, кальций выполняет в организме разнообразные функции. В составе апатита, а также сульфата и карбоната кальций образует минеральный компонент костной ткани.
Химический состав звезд
Химический состав звёзд По мере повышения температуры состав частиц способных существовать в атмосфере звезды конечно упрощается Спектральный анализ звёзд классов О