Титан

Титан – один из химических элементов, принадлежащих периодической таблице Д.И. Менделеева. Его атомный номер – 22. В таблице он относится к 4-й группе химических элементов и 4-му периоду. Обозначают титан буквами Ti.

Описание

Первый образец металла был получен в 1825 году. Применение в промышленных отраслях он нашел только в 1940 году. Назвали элемент как героев из мифов Древней Греции, т.к. невозможно было определить его свойства исключительно по оксиду.

Титан занимает 10-ую строку в перечне самых распространенных в природе элементов. Его добывают из земной коры, морской воды, ультраосновных, основных и кислых пород, глины, сланца. Крупнейшие месторождения располагаются в Казахстане, Южной Корее, Индии, Австралии, Египте, Швеции, Норвегии, Китае, США, Канаде, Украине, РФ и ЮАР. Ярегское месторождение – самое масштабное на территории России. Из большей части добываемого вещества производят диоксид титана.

Изотопы

Известно несколько изотопов титана. Их массовые числа составляют 38-63 (22 протона, 16-41 нейтронов). В состав природного титана входит пять стабильных изотопов: с массовыми числами 46 Ti, 47 Ti, 48 Ti, 49 Ti, 50 Ti. Существуют искусственные изотопы с продолжительным периодом полураспада: с массовыми числами 44 Ti (60 лет), 45 Ti (184 минуты).

Титан представляет собой металл серебристо-белого цвета. Плавится он при температуре примерно 1670 °C (в случае нормального давления). При низких температурах (-80 °C) этот элемент становится более хрупким. Он пластичный, вязкий, во время механической обработки налипает на инструменты (предотвратить это можно нанесением специального покрытия). Металл производят из диоксида титана с добавлением небольшого количества примесей, в т.ч. рутилового концентрата, синтетического рутила.

Обладая оксидной пленкой, титан не подвержен коррозии. В виде порошка, стружки, проволоке может самовоспламениться на воздухе. Пыль взрывается, стружка нередко приводит к возникновению пожара. Элемент выдерживает воздействие разбавленных кислотных и щелочных растворов, влажного хлора, водных растворов хлора. За счет комплексообразователей вступает в реакцию со слабыми кислотами. В органической среде может подвергнуться коррозийным процессам из-за попадания воды на металл.

Применение

Металлический титан нашел применение во многих промышленных областях, т.к. он почти такой же прочный, как сталь, но при этом на 45% легче. Он на 60% тяжелее алюминия, но прочнее его в 2 раза. Сплавы используются как конструкционный материал для авиа-, ракето- и кораблестроения. Металл применяют в следующих отраслях промышленности:

химическая – различные трубопроводные устройства, насосы и т.п.;

военная – бронежилеты, подводные лодки, перегородки самолетов и т.п.;

автомобильная;

сельскохозяйственная;

пищевая;

спортивная;

ювелирная и др.

Этот элемент распространен и в медицине. Из него делают протезы, имплантаты, стоматологические инструменты, серьги для пирсинга.

Из различных соединений титана производят краску, бумагу, пластик, пищевую добавку, катализаторы и отвердители, бижутерию. Ими покрывают инструменты, купола церквей, создают дымовые завесы. Наибольшая доля использования титана во всем мире приходится на создание краски.

Элемент обладает физиологической инертностью, за счет чего он может использоваться в протезировании в качестве металла, напрямую контактирующего с тканями организма человека. Существенное преимущество титана заключается в том, что он не только прочный, но и может срастись с костью, что является важным в стоматологии.