Tytan

Odkryty w 1791 roku przez brytyjskiego duchownego Williama Gregora, który nazwał ten pierwiastek mechanitem. Cztery lata później, niemiecki chemik Martin Heinrich Klaproth, zauważył obecność tego pierwiastka w niektórych minerałach i ze względu na wytrzymałość nazwał go tytanem.

Nazwa pochodzi od mitologicznych greckich Tytanów. Po raz pierwszy został wyizolowany w 1910 r.

Tytan jest białym, srebrzystym metalem. Należy do grupy metali przejściowych. Tworzy dwie odmiany alotropowe. Jest ciągliwym srebrzystobiałym metalem, a jego mechaniczne właściwości (np. twardość) zależą w dużej mierze od domieszek i zanieczyszczeń. Jego przewodnictwo jest tym większe, im jest czystszy. Charakteryzuje się małą ściśliwością i przy niewielkiej stosunkowo gęstości wykazuje dużą wytrzymałość. Reaguje z powietrzem i innymi gazami już przy temperaturach pokojowych. Pył tego pierwiastka jest wybuchowy. Jest stosunkowo odporny na działanie kwasów. W temperaturach bliskich zeru bezwzględnemu wykazuje własności nadprzewodzące. Tworzy zwišzki z wodorem, z fluorowcami na różnych stopniach utlenienia, z tlenem, azotem i węglem.
Występowanie: Zawartość tytanu w skorupie ziemskiej wynosi około 0,6 %, jest więc dość pospolity. Skała księżycowa zawiera około 10% tytanu. Zawartość w skorupie ziemskiej - 0,42% wag. Główne minerały to: ilmenit FeTiO2, rutyl TiO2
Otrzymywanie: Najczęściej stosowaną metodą otrzymywania tytanu jest redukcja jego chlorku (TiCl4). W przemyśle stosuje kilka metod, które dają metal o różnych czystościach: redukcja TiCl4 magnezem (met. Krolla), termiczny rozkład halogenków (met. Arkela-Boera)

Wykorzystanie: Odporny na korozję tytan, przy gęstości mniejszej od żelaza i wytrzymałości większej niż aluminium, znajduje bardzo wiele zastosowań. Ze względu na odporność chemiczną używany jest do produkcji aparatury mającej kontakt z np. odczynnikami chemicznymi, żywnością, ropą naftową. Z niego robione są wszczepy, protezy wewnętrzne i narzędzia chirurgiczne. Jego wytrzymałość wykorzystywana jest w lotnictwie i astronautyce. Jest jednym z podstawowych składników silników lotniczych. Związki tytanu są wykorzystywane m.in. w chemii analitycznej (tytanometria), jako reduktory. Tlenek tytanu (TiO2), ze względu na większy od diamentu współczynnik załamania światła, jest często wykorzystywany jako biały pigment. Tlenek ten znajduje czasem zastosowanie jako półprzewodnik typu n i jako materiał na elektrody. Jest również wykorzystywany w przemyśle kosmetycznym. Tytanian baru (BaTiO3), ze względu na dużą, zależną od temperatury przenikalność elektryczną i własności piezoelektryczne, jest używany w elektronice. Węglik tytanu (TiC) jest wykorzystywany jako materiał na narzędzia skrawające.

Konfiguracja elektronowa Ar 3d24s2
Masa atomowa 47,88
Gęstość [kg/m3] 4540 (293K)
Główny stopień utlenienia +4 (-1; 0; +2; +3)
Izotopy: masa - zawartość - okres półrozpadu
44Ti
46Ti
47Ti
48Ti
49Ti
50Ti
43,952 - 0% - 48 lat
45,952 - 8,0% - stabilny
46,948 - 7,43% - stabilny
47,948 - 73,8% - stabilny
48,948 - 5,5% - stabilny
49,945 - 5,4% - stabilny
Temperatura topnienia 1943K
Temperatura wrzenia 3560K
Promień atomowy [pm] 144,8
Powinowactwo elektronowe [kJ×mol-1] 7,6
Energia jonizacji [kJ×mol-1] 658 Ti -> Ti+
1310 Ti+ -> Ti2+
2652 Ti2+ -> Ti3+
Elektroujemność  1,54 (Pauling); 3,45 eV (absolutna)

Poprzednia Pierwiastki Następna