Реферат: Титан

Титан

титан химическийэлемент

Титан(лат. Titanium) — химический элемент IV группы периодической системыМенделеева, 4 периода, имеет номер 22. Атом Титана содержит 22 электрона на 7оболочках вокруг ядра с зарядом +22. Атомная масса приблизительно равна 48.

Титан — легкийсеребристо-белый металл, по внешнему виду похож на сталь. Обладает низкойтеплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза- железа. Титан относится к переходным элементам. Данный металл плавится придовольно высокой температуре (1668°С) и кипит при 3300 °С. Его плотностьсравнительно мала (4500 кг/м3). Стоит также отметить, что его механическаяпрочность примерно вдвое больше, чем чистого железа, и почти в шесть раз вышепрочности алюминия.

Титан в виде двуокисибыл открыт английским любителем-минералогом У. Грегором в 1791 в магнитныхжелезистых песках местечка Менакан (Англия). Грегор растворил пробу найденногочерного песка, смешанного с тонким грязно-белым песком, в соляной кислоте; приэтом из песка выделилось 46% железа. Оставшуюся часть пробы Грегор растворил всерной кислоте, причем почти все вещество перешло в раствор, за исключением3,5% кремнезема. После упаривания сернокислотного раствора остался белыйпорошок в количестве 46% пробы. Продолжая исследования порошка, Грегор пришел квыводу, что он представляет собой соединение железа с каким-то неизвестнымметаллом.

В 1795 немецкий химикМ. Г. Клапрот установил, что минерал рутил представляет собой природный окиселэтого же металла, названного им «титаном». Выделить титан в чистомвиде долго не удавалось, лишь в 1910 американский учёный М.А. Хантер получилметаллический титан нагреванием его хлорида с натрием в герметичной стальнойбомбе; полученный им металл был пластичен только при повышенных температурах ихрупок при комнатной из-за высокого содержания примесей.

Свойства титана вомногом зависят от степени его чистоты, поэтому разработка способов массовогопроизводства особо чистого титана является одной из важнейших проблемпромышленности. Дело в том, что союз титана с кислородом (а именно в виде такогосоединения элемент обычно и встречается в природе) является одним из самыхпрочных в химии. Ни электрический ток, ни высокие температуры не в силахвырвать титан из объятий кислорода.

Применяемый впромышленности технический титан содержит примеси кислорода, азота, железа,кремния и углерода, повышающие его прочность, снижающие пластичность и влияющиена температуру полиморфного превращения, которое происходит в интервале 865-920°C.

Титан — один израспространённых элементов, среднее содержание его в земной коре составляет0,57% по массе. Титан постоянно присутствует в тканях растений, накапливается упозвоночных животных, преимущественно в роговых образованиях, селезёнке,надпочечниках, щитовидной железе, плаценте; плохо всасывается изжелудочно-кишечного тракта. У человека суточное поступление титана с продуктамипитания и водой составляет 0,85 мг, выводится с мочой и калом (0,33 и 0,52 мгсоответственно). Этот металл относительно малотоксичен.

Интересно, что тонкаятитановая стружка при недостаточной смазке может загораться в процессемеханической обработки. А при достаточной концентрации кислорода в окружающейсреде и повреждении окисной плёнки путём удара или трения возможно загораниеметалла при комнатной температуре и в сравнительно крупных кусках.

В наши дни к титануприковано внимание тысяч ученых. В многочисленных лабораториях образцы этогометалла ежедневно подвергаются жестоким «пыткам»: его рвут на части, гнут,«варят» в кислотах и щелочах, раскаляют, охлаждают до сверхнизких температур,воздействуют на него чудовищными нагрузками, током высокой частоты,ультразвуком. И титан раскрывает человеку свои тайны...