PembentukanPendidikan menengah dan sekolah

Titanium - logam. hartanah titanium. Penggunaan titanium. Gred dan komposisi kimia titanium

Yang kekal, misteri, ruang, bahan masa depan - semua ini dan banyak julukan lain yang diberikan kepada pelbagai sumber titanium. Sejarah penemuan logam ini tidak remeh: pada masa yang sama lebih unsur keluaran dalam bentuk tulen bekerja beberapa saintis. Proses mengkaji sifat-sifat fizikal dan kimia dan definisi permohonannya tidak selesai hari ini. Titanium - logam masa depan dan kedudukannya dalam kehidupan manusia tidak ditakrifkan belum sepenuhnya, memberikan penyelidik moden ruang lingkup yang besar untuk kreativiti dan penyelidikan saintifik.

ciri

unsur kimia titanium (Titanium) ditetapkan dalam simbol Periodic Table D. I. Mendeleeva Ti. Terletak dalam kumpulan IV sebelah subkumpulan bagi tempoh yang keempat, dan mempunyai nombor siri 22. Bahan mudah titanium - putih logam dan perak, ringan dan tahan lama. Konfigurasi elektronik atom mempunyai struktur berikut: 22) 2) 8) 10) 2 , 1S 2S 2 2 3S 2 6 2P 3P 3d 6 2 2 4S. Akibatnya, titanium mempunyai beberapa mungkin pengoksidaan 2, 3, 4, sebatian yang paling stabil, adalah tetravalent.

Titanium - aloi atau logam?

Soalan ini adalah untuk menarik minat ramai. Pada tahun 1910, ahli kimia Amerika Hunter adalah titanium tulen yang pertama. logam yang terkandung hanya 1% daripada kekotoran, tetapi jumlah yang boleh diabaikan dan terbukti tidak memberikan kemungkinan siasatan lanjut hartanahnya. Kemuluran bahan ini telah dicapai tolkopod suhu yang tinggi, di bawah keadaan biasa (suhu bilik), sampel itu terlalu rapuh. Malah, perkara ini tidak saintis berminat kerana prospek penggunaannya seolah-olah terlalu tidak menentu. Kerumitan mendapatkan dan menyiasat dikurangkan lagi potensi permohonannya. Hanya pada tahun 1925, ahli kimia dari Belanda J. de Boer dan A. van Arkel menerima logam titanium, sifat-sifat yang telah menarik perhatian jurutera dan pereka di seluruh dunia. Sejarah kajian unsur ini bermula dengan tahun 1790, ia adalah pada masa ini selari, bebas daripada satu sama lain, dua saintis menemui titanium sebagai elemen kimia. Setiap daripada mereka menerima (oksida) ejen majmuk, gagal pulih logam dalam bentuk tulen. Titanium dianggap sebagai perintis Inggeris sami mineralogi William Gregor. Pada wilayah paroki beliau, terletak di bahagian barat daya England, seorang saintis muda mula belajar pasir hitam Menakena Valley. Keputusan eksperimen dengan magnet telah peruntukan bijirin berkilat, yang merupakan sebatian titanium. Pada masa yang sama ahli kimia Jerman Martin Heinrich Klaproth dikenal pasti bahan baru dari rutile mineral. Pada tahun 1797, beliau juga membuktikan bahawa selari dengan elemen terbuka adalah sama. Titanium dioksida adalah lebih daripada satu abad adalah satu misteri kepada banyak ahli kimia untuk mendapatkan logam tulen tidak mungkin walaupun Berzelius. teknologi terkini abad XX ini banyak mempercepatkan proses pembelajaran unsur tersebut dan menentukan hala tuju awal penggunaannya. Dalam skop ini adalah berkembang secara berterusan. Menghadkan skop hanya boleh kerumitan proses mendapatkan bahan seperti titanium tulen. Harga dan aloi logam adalah agak tinggi, jadi ia tidak boleh menggantikan besi tradisional dan aluminium setakat ini.

Asal-usul nama

Menakin - Nama pertama titanium, yang telah digunakan sehingga 1795. Itu betul, mengikut fahaman wilayah, yang dipanggil elemen baru W. Gregor. Martin Klaproth memberikan elemen pada tahun 1797 nama "Titan" itu. Pada masa ini, rakan sejawatannya dari Perancis itu, yang diketuai oleh agak berpengaruh ahli kimia A. L. Lavuaze menawarkan untuk memanggil bahan yang baru ditemui selaras dengan ciri-ciri asas mereka. ahli sains Jerman tidak bersetuju dengan pendekatan ini, dia memang berpendapat bahawa fasa penemuan ini agak sukar untuk mengenal pasti semua ciri-ciri yang wujud dalam bahan, dan untuk menggambarkan mereka dalam tajuk. Walau bagaimanapun, kita perlu sedar bahawa Klaproth jangka dipilih pengguna sepenuhnya sepadan dengan logam - ia berulang kali menekankan saintis moden. Terdapat dua teori utama Titan nama. Logam boleh ditetapkan sebagai penghormatan kepada Titania ratu Elven (Watak mitologi Germanic). Nama ini melambangkan kedua-dua ringan dan ejen kekuatan. Kebanyakan ahli sains cenderung kepada penggunaan mitologi Yunani, di mana Titans telah dipanggil anak-anak bumi dewi perkasa Gaia. Versi ini mengatakan nama elemen yang sebelum ini terbuka - uranium.

Berada dalam alam semula jadi

Daripada logam, yang dari segi teknikal yang bernilai bagi seseorang, titanium berada di tempat keempat kepada sejauh mana kerak bumi. Sebahagian besar dalam alam semula jadi mempunyai ciri-ciri hanya besi, magnesium dan aluminium. Kebanyakan kandungan titanium yang dinyatakan dalam basalt shell sedikit lebih kecil dalam lapisan granit itu. Dalam air laut, kandungan bahan adalah rendah - kira-kira 0,001 mg / l. unsur titanium kimia adalah sangat aktif, jadi dalam bentuk tulen adalah mustahil untuk bertemu. Dalam kebanyakan kes, ia hadir dalam sebatian dengan oksigen, dan mempunyai valens empat. Beberapa mineral titaniferous berbeza 63-75 (dari pelbagai sumber), dan pada peringkat ini penyelidikan, saintis terus mencari bentuk baru kompaun. Untuk kegunaan praktikal, yang paling penting adalah galian yang berikut:

  1. Ilmenit (FeTiO 3).
  2. Rutile (TiO 2).
  3. Titanite (CaTiSiO 5).
  4. Perovskit (Catío 3).
  5. Titanomagnetite (FeTiO 3 + Fe 3 O 4) dan t. D.

Semua bijih titaniferous sedia ada dibahagikan kepada asas dan placer. unsur ini adalah asing lemah, ia hanya boleh melancong dalam batu beranak atau batu bergerak kelodak bawah. Dalam biosfera, jumlah terbesar titanium yang terkandung dalam alga. Wakil-wakil fauna unsur daratan berkumpul dalam tisu tanduk, rambut. Untuk ciri-ciri manusia badan titanium di dalam limpa, kelenjar adrenal, plasenta, kelenjar tiroid.

ciri-ciri fizikal

Titanium - logam ferus mempunyai warna perak-putih, menyerupai besi. Pada suhu 0 0 C kepadatan 4,517 g / cm 3. Bahan ini mempunyai jisim haba yang rendah, yang merupakan ciri logam alkali (kadmium, natrium, litium, sesium). Ketumpatan titanium menduduki kedudukan yang pertengahan antara besi dan aluminium, manakala prestasi adalah lebih tinggi daripada kedua-dua elemen. Sifat-sifat utama logam, yang dianggap dalam menentukan skop penggunaannya adalah kekuatan alah dan kekerasan. Titanium aluminium lebih kukuh sebanyak 12 kali, besi dan tembaga - 4 kali, semasa ia adalah jauh lebih mudah. Kemuluran bahan tulen dan had hasil yang membolehkan pemprosesan pada nilai suhu yang tinggi dan rendah, seperti dalam kes logam lain, t. E. teknik Riveting, memalsukan, kimpalan, bergolek. Ciri membezakan titanium - kekonduksian haba yang rendah dan oleh itu, sifat-sifat ini dikekalkan pada suhu tinggi sehingga 500 0 C. Dalam medan magnet adalah unsur titanium paramagnet, ia tidak menarik seperti besi, dan tidak dikeluarkan tembaga. prestasi anti-kakisan yang sangat tinggi dalam persekitaran yang keras dan kesan mekanikal adalah unik. Lebih daripada 10 tahun berada di dalam air laut tidak menukar rupa dan komposisi plat titanium. Besi dalam kes ini akan dimusnahkan sepenuhnya berkarat.

sifat termodinamik titanium

  1. Ketumpatan (pada keadaan normal) adalah 4.54 g / cm 3.
  2. Nombor atom - 22.
  3. Metals Group - refraktori ringan.
  4. Berat atom titanium - 47.0.
  5. Takat didih (0 C) - 3260.
  6. Molar jumlah cm 3 / mol - 10.6.
  7. Takat lebur titanium (0 C) - 1668.
  8. haba tentu pengewapan (kJ / mol) - 422,6.
  9. Kerintangan (pada 20 0 C) ohm * cm * 10 -6 - 45.

sifat kimia

Bertambah baik elemen ketahanan kakisan yang disebabkan oleh pembentukan pada permukaan filem oksida kecil. Ia menghalang (di bawah keadaan biasa) tindak balas kimia dengan gas (oksigen, hidrogen) terletak di atmosfera yang mengelilingi unsur seperti titanium logam. sifat-sifatnya berubah di bawah pengaruh suhu. Apabila ia dinaikkan kepada 600 0 C, tindak balas antara oksigen, mengakibatkan pembentukan titanium oksida (TiO 2). Dalam hal penyerapan gas atmosfera terbentuk sebatian rapuh yang tidak mempunyai kegunaan praktikal untuk kimpalan sebab ini dan lebur titanium yang dihasilkan dalam vakum. Adalah satu proses tindak balas berbalik membubarkan hidrogen dalam logam, ia berlaku lebih aktif pada suhu yang lebih tinggi (400 0 C dan ke atas). Titanium, terutamanya zarah halus (plat nipis atau wayar) dibakar di bawah suasana nitrogen. Tindak balas kimia antara hanya boleh dilakukan pada suhu 700 0 C, dengan itu membentuk TiN nitrida. Dengan pelbagai bentuk aloi logam yang sangat keras sering pengaloian unsur. Tindak balas dengan halogen (kromium, bromo, iodo) memasuki hanya apabila kehadiran pemangkin (suhu tinggi) dan kepada interaksi dengan bahan yang kering. Ini menghasilkan aloi refraktori sangat keras. Dengan penyelesaian asid dan alkali titanium kimia pengecualian aktif adalah sulfurik pekat (mendidih berpanjangan), hidrofluorik, panas organik (asid formik, asid oksalik).

deposit

Yang berlaku secara semula jadi bijih ilmenit paling biasa - rizabnya dianggarkan pada 800 juta tan. Deposit deposit rutil adalah lebih sederhana, tetapi jumlah keseluruhan - di samping mengekalkan pertumbuhan pengeluaran - perlu menyediakan manusia untuk 120 tahun akan datang, logam seperti titanium. Harga produk akhir akan bergantung kepada permintaan dan meningkatkan pengeluaran kebolehkerjaan, tetapi secara purata adalah di antara 1200-1800 Rubles. / Kg. Dengan peningkatan teknikal yang berterusan dengan ketara mengurangkan kos semua proses pengeluaran di naik taraf tepat pada masanya mereka. Rizab terbesar bijih titanium mempunyai China dan Rusia, dan asas sumber mineral adalah Jepun, Afrika Selatan, Australia, Kazakhstan, India, Korea Selatan, Ukraine, Ceylon. Deposit jumlah pengeluaran yang berbeza dan peratusan titanium dalam bijih, kajian geologi yang berterusan sentiasa, yang membolehkan untuk menganggap penurunan dalam nilai pasaran logam dan aplikasi yang lebih luas. Rusia adalah yang pengeluar terbesar titanium.

penerimaan

Untuk pengeluaran titanium dioksida, ia adalah yang paling biasa digunakan, yang mengandungi jumlah minimum kekotoran. Ia diperolehi dengan memperkayakan ilmenit atau bijih rutile pati. Elektrik arka rawatan relau haba berlaku bijih, yang disertai oleh pembentukan besi dan pemisahan sanga mengandungi oksida titanium. Sulfat atau klorida kaedah yang digunakan untuk pemprosesan pecahan percuma besi. Titanium oksida adalah serbuk kelabu (lihat. Gambar itu). logam titanium diperolehi dengan rawatan secara beransur-ansur.

Fasa pertama adalah proses sanga pensinteran dengan pendedahan kok dan klorin wap. TiCl 4 dikurangkan menyebabkan magnesium atau natrium apabila dikenakan suhu 850 0 C. Titanium span (berliang massa bersatu) yang diperolehi oleh tindak balas kimia, atau disucikan cair ke dalam jongkong. Bergantung kepada penggunaan selanjutnya destinasi, atau aloi logam terbentuk dalam bentuk tulen (kekotoran dikeluarkan oleh pemanasan untuk 1000 0 C). Untuk pengeluaran bahan dengan kaedah digunakan kekotoran sebahagian kecil 0.01% iodida. Ia adalah berdasarkan kepada proses penyejatan span titanium pretreated dengan halogen, wapnya.

Bidang permohonan

Takat lebur titanium adalah cukup tinggi bahawa logam adalah satu kelebihan yang tidak ternilai kemudahan penggunaan sebagai bahan struktur. Oleh itu, ia mendapati permohonan terbesar dalam industri pembinaan kapal, industri penerbangan, peluru berpandu pembuatan, loji kimia. Titanium sering digunakan sebagai pendopan dalam pelbagai aloi yang menunjukkan ciri-ciri yang lebih baik daripada rintangan haba dan kekerasan. ketahanan kakisan yang tinggi dan keupayaan untuk menahan persekitaran paling agresif membuat logam ini adalah amat diperlukan bagi industri kimia. Titanium (aloi) adalah saluran paip, tangki, injap, penapis, yang digunakan untuk penyulingan dan pengangkutan asid dan bahan-bahan aktif kimia lain. Beliau menuntut semasa membuat peranti beroperasi pada prestasi suhu tinggi. Sebatian titanium digunakan untuk membuat alat pemotong tahan lama, cat, plastik dan kertas, alat-alat pembedahan, implan, barang kemas, bahan-bahan hiasan, yang digunakan dalam industri makanan. Semua arah adalah sukar untuk menerangkan. perubatan moden untuk keselamatan biologi penuh sering menggunakan titanium logam. Harga - ini adalah satu-satunya faktor yang memberi kesan kepada keluasan panjang penggunaan elemen ini. Betul menegaskan titanium yang - bahan masa depan, pembelajaran manusia yang akan memasuki peringkat pembangunan yang baru.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ms.atomiyme.com. Theme powered by WordPress.