Титан

Магнітогорський ліцей російської академії наук кафедра хімії і биологии реферат тема:

«ТИТАН».

Становив: Григоренко М.В.

Проверила: Мещерова Е.В.

Магнитогорск — 1998.

оглавление Общая характеристика. Історія відкриття 3 Перебування у природі 4 Фізичні і хімічні властивості 5 отримання 7 Деякі найважливіші сполуки 8 ТИТАН ЧЕТЫРЁХХЛОРИСТЫЙ 8 ДВООКИС ТИТАНУ 9 Застосування 10 Біологічна роль 11 Література 12.

Загальна характеристика. Історія открытия Титан (Titanium), Ti, — хімічний елемент IV групи періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва. Порядковий номер 22, атомний вагу 47,90. Полягає з 5 стійких ізотопів; отримані також штучно радіоактивні ізотопи. У 1791 року англійський хімік У. Грегор знайшов в піску із містечка Менакан (Англія, Корнуолл) нову «землю», названу їм менакановой. У 1795 року німецький хімік М. Клаирот відкрив мінералі рутиле невідому ще землю, метал якій він назвав Титан [в грецьк. міфології титани — діти Урана (Неба) і Геї (Землі)]. У 1797 року Клапрот довів тотожність цієї землі з відкритої У. Грегором. Чистий титан виділено в 1910 року американським хіміком Хантером у вигляді відновлення четырёххлористого титану натрієм в залізної бомбе.

Нахождение в природе.

Титан належить до найбільш поширених у природі елементів, його вміст у земної корі становить 0,6% (вагових). Зустрічається головним чином у вигляді двоокису TiO2 чи її сполук — титанатов. Відомо понад 60 мінералів, до складу яких входить титан Його утримують й у грунті, в тварин і звинувачують рослинних організмах. Ильменит FeTiO3 і рутил TiO2 служать основним сырьём щоб одержати титану. Як джерела титану набувають значення шлаки від плавки титано-магнетитов і ільменіту. Фізичні і хімічні властивості Титан існує у двох станах: аморфний — темносерый порошок, щільність 3,392—3,395г/см3, і кристалічний, щільність 4,5 г/см3. Для кристалічного титану відомі дві модифікації до точки переходу при 885° (нижче 885° стійка гексагональная форма, вище — кубічна); t°пл. прибл. 1680°; t стосів. вище 3000°. Титан активно поглинає гази (водень, кисень, азот), які його дуже тендітним. Технічний метал піддається гарячої обробці тиском. Цілком чистий метал то, можливо прокатан на холоду. На повітрі при звичайної температурі титан не змінюється, при накаливании утворює суміш окису Ti2O3 і нітриду TiN. У струмі кисню при червоному калении окислюється до двоокису TiO2. При високих температур реагує з вуглецем, кремнієм, фосфором, сірою економікою та ін. Стійкий до морської воді, азотної кислоті, влажному хлору, органічним кислотам і сильним щелочам. Розчиняється в сірчаної, соляної і плавикової кислотах, найкраще — в суміші HF і HNO3. Додавання до кислотам окислювача охороняє метал від корозії при кімнатної температурі. У з'єднаннях виявляє валентність 2, 3 і 4. Найбільш стійкі і мають найбільше практичного значення сполуки Ti (IV). Найменш стійкі похідні Ti (II). Сполуки Ti (III) стійкі в розчині і є сильними восстановителями. З киснем титан дає амфотерную двоокис титану, закис Ti0 і окис Ti2O3, мають основний характер, і навіть деякі проміжні окисли і перекис TiO3. Галогениды четырёхвалентного титану, крім TiCl4 — кристалічні тіла, легкоплавкие і леткі у водному розчині гидрализованы, схильні до утворення комплексних сполук, з яких технологій і аналітичної практиці має значення фтортитанат калію K2TiF6. Важливе значення мають карбід TiC і нітрид TiN— металлоподобные речовини, відмінні великий твёрдостью (карбід титан твердіше карборунда), тугоплавкостью (TiC, t°пл. 3140°; TiN, t°пл. 3200°) і хорошою электропроводностью.

получение Соединения титану отримали використання у промисловості, у початку 20 в. Організація виробництва титану належить до 1946 (в 1948 виплавлено 10 m, 72OO тонн на 1954 і прибл. 20 000 тонн на 1955). Спосіб получония грунтується на відновленні четырёххлористого титану металевим на магній у атмосфері аргону чи гелію. Компактний метал виходить переплавкою в дугових печах. Компактний метал високої чистоти утворюється під час термічної дисоціації тетраиодида титану. Важливе значення набуло відновлення TiCI4 натрієм замість магния.

Некоторые найважливіші соединения ТИТАН ЧЕТЫРЁХХЛОРИСТЫЙ Титан чотирихлористий, — з'єднання титану з хлором. Легкоподвижная безбарвна рідина з різким запахом, щільність 1,73 г/см3 (при 20°); (t стосів. 136,5°; t° пл.—23°. У вологому повітрі димить внаслідок гідролізу. Киплячій водою гидролизуется до титанової кислоти. Для титану четыреххлористого характерно освіту продуктів приєднання, наприклад TiCl4*6NH3, TiCl4*8NH3, TiCl4*PCl3 тощо. буд. При розчиненні титану четыреххлористого в НСl утворюється комплексна кислота H2[TiCl6], невідома у вільному стані; її солі Me2[TiCl6] добре кристалізуються і стійкі надворі. Найважливіший вихідний матеріал для отримання титан четыреххлористого — титанові шлаки, і навіть ильменит і двоокис титану. Летучий титан чотирихлористий очищають фракционированной перегонкою в вакуумі. Титан чотирихлористий — вихідний продукт для промислового отримання металевого титану, його застосовують також і освіти антикорозійних, термнчески стійких плівок. ДВООКИС ТИТАНУ Двоокис титану, ТiO2, — з'єднання титану з киснем, у якому титан четырёхвалентен. Білий порошок, жовтий в нагрітому стані. Зустрічається в природі головним чином вигляді мінералу рутила, t°пл. вище 1850°. Плотностъ 3,9 — 4,25 г/см3. Практично нерастворима в лугах і кислотах, за винятком HF. У концентрованої Н2SO4 розчиняється лише за тривалому нагріванні. При сплавці двоокису титану з їдкими чи углекислыми лугами утворюються титанаты, які легко гидролизуются із заснуванням на холоду ортотитановой кислоти (чи гідрату) Ti (OH)4, легко розчинній в кислотах. При стоянні вона перетворюється на мстатитановую кислоту (форма), має микрокристаллическую структуру і розчинну лише гарячої концентрованої сірчаної і фтористоводородной кислотах. Більшість титанатов практично нерозчинні у питній воді. Основні властивості двоокису титану виражені сильніше кислотних, але солі, у яких титан є катионом, й у значною мірою гидролизуются із заснуванням двухвалентного радикала титанила TiO2+. Останній входить до складу солей в ролі катиона (наприклад, сірчанокислий титанил TiOSO4*2H2O). Двоокис титану одна із найважливіших сполук титану, служить вихідним матеріалом щоб одержати інших сполук, і навіть частково металевого титану. Використовується переважно як мінеральна фарба, ще, як заповнювач у виробництві гуми і пластичних металів. Входить у складі тугоплавких шибок, поливи, форфоровых мас. З неї виготовляють штучні коштовним камінням, босцветные і забарвлені. Застосування Високі механічні і антикоррозионные властивості, значна міцність (вдвічі міцніше заліза) при відносно невеликий щільності (значно легше заліза) роблять титан дуже цінним конструкційним металом, завдяки і він дуже швидко отримав велике значення у сучасній техніці. Переважна більшість титану споживається військової промышленностьюстью, переважно, в самолётостроении, (двигуни, зокрема і реактивні, броньовані кабіни тощо. п.) й у суднобудуванні. У піротехніку використовується здатність титану вогник. У вакуумної техніці його в ролі газопоглотителя. Карбід титану входить до складу твердих сплавів і в вугілля дугових ламп і використовують у ролі шлифовального матеріалу. Нітрид титану застосовується для шліфовки коштовного каміння. Розчини солей трёхвалентного титану (хлориду, сульфату) застосовують у ролі відновлювача в аналітичної практиці, і в текстильної промисловості (біління). Подвійні оксалаты калію TiO (KC204)2*2Н20 чи амонію використовуються як протравлення тканин, шкіри, дерева. Надвисока диэлектрическая стала титаната барію ВаТiO3 дає можливість застосовувати її виготовлення електричних конденсаторів виключно великий ёмкости. Біологічна роль Титан — стала складова частина рослинних і тварин організмів. У тварин органиамах титан відкритий англійським хіміком Р. Ризом в 1835, в рослинних — німецьким хіміком А. Адергольдом в 1852. Рослини поглинають титан з грунтів, концентруючи їх у сотні й тисячі раз, тварини — з рослинної їжі. Титан в організмах зазвичай міститься у тисячних — десятитысячных частках відсотка (на живої вагу), причому рослини містять його прізвища більше, ніж тварини. Серед рослинних організмів найбільше кількість титану знайдено у водорості Clado-phora glomerata (0,032% на живої вагу), серед тварин — у жука навозника звичайного (0,0049% на живої вагу). У органах людини середнє зміст титан сягає 0,02 мг на 100 р свіжого речовини; найбільш багаті титаном селезёнка, надниркові залози і щитовидна залоза. Доведено переважне накопичення титану у ссавців тварин і птахів эпителиальными утвореннями, наприклад, у рогах, волоссі, пір'ї. Підвищений вміст титану зокрема у плаценті; титан служить постійної складовою молока (в т. год. жіночого). Обмін титану в організмі вивчений недостатньо, біологічна ж роль залишається поки невыясненной.

Література Велика радянська енциклопедія. Друге видання, т. 42. Державне наукове видавництво «Велика Радянська енциклопедія». М. 1956;

Химическая технологія й металургія титану. Збірник перекладів, год. 1—2, M., 1954;

Титан та її сплави. Збірник перекладів, год. 1—4, M., 1953—54.