Titanium chemische en fysische eigenschappen

Titanium is een sterk metaal dat wordt gebruikt in menselijke implantaten, vliegtuigen en vele andere producten. Hier zijn feiten over dit nuttige element:

Basis feiten

• Titanium Atoomnummer: 22
• Symbool: Ti
• Atoomgewicht: 47.88
• Ontdekking: William Gregor 1791 (Engeland)
• Elektronen configuratie: [Ar] 4s² 3d²
• Woord oorsprong: Latijnse titanen: in de mythologie, de eerste zonen van de aarde

Isotopes

Er zijn 26 bekende isotopen van titanium variërend van Ti-38 tot Ti-63. Titanium heeft vijf stabiele isotopen met atoommassa's 46-50. De meest voorkomende isotoop is Ti-48, goed voor 73,8% van alle natuurlijke titanium.

Eigendommen

Titanium heeft een smeltpunt van 1660 +/- 10 ° C, kookpunt van 3287 ° C, soortelijk gewicht van 4,54, met een valentie van 2, 3 of 4. Pure titanium is een glanzend wit metaal met lage dichtheid, hoge sterkte en hoge corrosieweerstand. Het is bestand tegen verdunde zwavelzuur en zoutzuur, vochtig chloorgas, de meeste organische zuren en chloride-oplossingen. Titanium is alleen ductiel als het geen zuurstof bevat. Titanium brandt in lucht en is het enige element dat in stikstof brandt.

Titanium is dimorf, waarbij de zeshoekige vorm langzaam verandert in de kubische vorm rond 880 ° C. Het metaal combineert met zuurstof bij rode warmtetemperaturen en met chloor bij 550 ° C. Titanium is zo sterk als staal, maar het is 45% lichter. Het metaal is 60% zwaarder dan aluminium, maar het is twee keer zo sterk.

Titaniummetaal wordt beschouwd als fysiologisch inert. Zuiver titaandioxide is redelijk helder, met een extreem hoge brekingsindex en een optische dispersie hoger dan die van een diamant. Natuurlijk titanium wordt zeer radioactief na een bombardement met deuteronen.

Toepassingen

Titanium is belangrijk voor legeringen met aluminium, molybdeen, ijzer, mangaan en andere metalen. Titaniumlegeringen worden gebruikt in situaties waarin lichtgewichtsterkte en het vermogen om extreme temperaturen te weerstaan ​​vereist zijn (bijv. Ruimtevaarttoepassingen). Titanium kan worden gebruikt in ontziltingsinstallaties. Het metaal wordt vaak gebruikt voor componenten die moeten worden blootgesteld aan zeewater. Een titaananode bekleed met platina kan worden gebruikt om kathodische corrosiebescherming tegen zeewater te verschaffen.

Omdat het inert is in het lichaam, heeft titaniummetaal chirurgische toepassingen. Titaandioxide wordt gebruikt om kunstmatige edelstenen te maken, hoewel de resulterende steen relatief zacht is. Het asterisme van stersaffieren en robijnen is een gevolg van de aanwezigheid van TiO₂. Titaandioxide wordt gebruikt in huisverf en kunstenaarsverf. De verf is permanent en biedt een goede dekking. Het is een uitstekende reflector van infraroodstraling. De verf wordt ook gebruikt in zonne-observatoria.

Titaniumoxide-pigmenten zorgen voor het grootste gebruik van het element. Titaniumoxide wordt in sommige cosmetica gebruikt om licht te verspreiden. Titanium tetrachloride wordt gebruikt om glas te iriseren. Omdat de verbinding sterk in lucht dampt, wordt het ook gebruikt om rookschermen te produceren.

bronnen

Titanium is het 9de meest voorkomende element in de aardkorst. Het wordt bijna altijd gevonden in stollingsgesteenten. Het komt voor in rutiel, ilmeniet, sfene en veel ijzerertsen en titanaten. Titanium wordt gevonden in steenkoolas, planten en in het menselijk lichaam. Titanium wordt gevonden in de zon en in meteorieten. Rotsen van de Apollo 17-missie naar de maan bevatten tot 12,1% TiO₂. Rotsen van eerdere missies vertoonden lagere percentages titaandioxide. Titaniumoxide banden worden gezien in spectra van M-type sterren. In 1946 toonde Kroll aan dat titanium commercieel kon worden geproduceerd door titaniumtetrachloride met magnesium te verminderen.

Fysieke gegevens

• Elementclassificatie: Overgangsmetaal
• Dichtheid (g / cc): 4.54
• Smeltpunt (K): 1933
• Kookpunt (K): 3560
• Uiterlijk: Glanzend, donkergrijs metaal
• Atoomstraal (pm): 147
• Atoomvolume (cc / mol): 10.6
• Covalent Radius (pm): 132
• Ionische straal: 68 (+ 4e) 94 (+ 2e)
• Specifieke warmte (@ 20 ° C J / g mol): 0.523
• Fusion Heat (kJ / mol): 18.8
• Verdampingswarmte (kJ / mol): 422,6
• Debye-temperatuur (K): 380.00
• Pauling Negativity Number: 1.54
• Eerste ioniserende energie (kJ / mol): 657,8
• Oxidatiestaten: 4, 3
• Rasterstructuur: 1.588
• Lattice Constant (Å): 2.950
• CAS-registratienummer: 7440-32-6

Trivia

• Titanium werd ontdekt in een zwart zand dat bekend staat als ilmenite. Ilmenite is een mengsel van ijzeroxiden en titaniumoxiden.
• William Gregor was de pastoor van de parochie van Mannacan toen hij titanium ontdekte. Hij noemde zijn nieuwe metaal 'manaccanite'.
• De Duitse chemicus Martin Klaproth herontdekte het nieuwe metaal van Gregor en noemde het titanium naar de Titanen, Griekse mythologische wezens van de aarde. De naam 'titanium' had de voorkeur en werd uiteindelijk overgenomen door andere scheikundigen, maar erkende Gregor als de oorspronkelijke ontdekker.
• Zuiver titaniummetaal werd pas in 1910 geïsoleerd door Matthew Hunter - 119 jaar na zijn ontdekking.
• Ongeveer 95% van al het titanium wordt gebruikt bij de productie van titaniumdioxide, TiO₂. Titaandioxide is een extreem helder wit pigment dat wordt gebruikt in verven, kunststoffen, tandpasta en papier.
• Titanium wordt gebruikt in medische procedures omdat het niet-toxisch en niet-reactief is in het lichaam.

Referenties

• Los Alamos National Laboratory (2001)
• Crescent Chemical Company (2001)
• Lange's Handbook of Chemistry (1952)
• CRC Handbook of Chemistry & Physics (18e editie)
• ENSDF-database van het International Atomic Energy Agency (okt 2010)