Titán (elem)

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

22 szkandiumtitánvanádium
-

Ti

Zr
Általános
Név, vegyjel, rendszám titán, Ti, 22
Elemi sorozat átmeneti fémek
Csoport, periódus, mező 4, 4, d
Megjelenés ezüstös fémes
Atomtömeg 47.867(1) g/mol
Elektronszerkezet [Ar] 3d2 4s2
Elektronok héjanként 2, 8, 10, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 4.506 g/cm³
Sűrűség a f.p.-on 4.11 g/cm³
Olvadáspont 1941 K
(1668 °C, 3034 °F)
Forráspont 3560 K
(3287 °C, 5949 °F)
Fúziós hő 14.15 kJ/mol
Párolgáshő 425 kJ/mol
Hőkapacitás (25 °C) 25.060 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T/K 1982 2171 (2403) 2692 3064 3558
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs állapotok +4
(amfoter oxid)
Elektronegativitás 1.54 (Pauling skála)
Ionizációs energia
(részletek)
1.: 658.8 kJ/mol
2.: 1309.8 kJ/mol
3.: 2652.5 kJ/mol
Atomsugár 140 pm
Atomsugár (számított) 176 pm
Kovalens sugár 136 pm
Egyebek
Mágnesesség  ???
Elektromos ellenállás (20 °C) 0.420 µΩ·m
Hővezetőképesség (300 K) 21.9 W/(m·K)
Hőtágulás (25 °C) 8.6 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (r.t.) 5090 m/s
Young modulusz 116 GPa
Nyírási modulusz 44 GPa
Bulk modulusz 110 GPa
Poisson arányszám 0.32
Mohs keménység 6.0
Vickers keménység 970 MPa
Brinell keménység 716 MPa
CAS szám 7440-32-6
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Titán izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
44Ti syn 63 y ε - 44Sc
γ 0.07D, 0.08D -
46Ti 8.0% Ti stabil 24 neutronnal
47Ti 7.3% Ti stabil 25 neutronnal
48Ti 73.8% Ti stabil 26 neutronnal
49Ti 5.5% Ti stabil 27 neutronnal
50Ti 5.4% Ti stabil 28 neutronnal
Hivatkozások

A titán a periódusos rendszer egy kémiai eleme. Vegyjele Ti, rendszáma 22. Az átmeneti fémek közé tartozik.

[szerkesztés] Története

Az elemet Klaproth német vegyész fedezte fel 1795-ben, és a Titánokról nevezte el, akik a görög mitológiában az Ég és a Föld gyermekei voltak, és akiket arra kárhoztattak, hogy a Föld mélyének rejtett tüzei között éljenek. Nagy tisztaságú formában csak sokkal később nyerték ki, Hunter 1910-ben a titán-kloridot (TiCl4) nátriummal (Na) redukálva állított elő először tisztán titánt.

[szerkesztés] Előfordulása

A titán, amely a földkéreg 0,63%-át adja, nagyon gyakori elem (a kilencedik leggyakoribb elem). Annak oka, hogy régen kevéssé ismerték, annak tulajdonítható, hogy a tiszta fémet igen nehéz volt előállítani, illetve előfordulása meglehetősen szétszórt.
Két legfontosabb ásványa az ilmenit (FeTiO3) és a rutil (TiO2).

[szerkesztés] Előállítása és felhasználása

1932-ben a luxemburgi Wilhelm Kroll állította elő a titánt titán-kloridból fémkalciummal (Ca), majd később magnéziummal (Mg), illetve nátriummal ([[. Ezen eljárások költségessége megakadályozta a titán kereskedelmi hasznosítását, azonban kedvező tulajdonságai (kis sűrűség, jó mechanikai szilárdság, előnyös ötvöző tulajdonságok) indokolták felhasználását. Fő felhasználási területe még ma is a repülőgépipar, mind a motorok, mind a repülőgéptestek előállításához, de széleskörűen használják vegyipari és hajózási berendezések gyártására is. Előállítására még ma is a Kroll-módszer a legelterjedtebb: ilmenitet vagy rutilt hevítenek klór (Cl2) és szén (C) jelenlétében 900 °C-on:


\mathrm{2FeTiO_3 + 7Cl_2 + 6C \Rightarrow 2TiCl_4 + 2FeCl_3 + 6 CO}\,\!


A TiCl4 kinyerhető, majd argonatmoszférában zárt kemencében magnéziumolvadékkal (Mg) redukálható 900 °C-on:


\mathrm{TiCl_4 + 2 Mg \Rightarrow Ti + 2MgCl_2}\,\!