Титан — прочный и легкий металл ХХІ века

Об элементе

Титан — химический элемент с атомным номером 22. Принадлежит к 4-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к побочной подгруппе IV группы, или к группе IVB), находится в четвёртом периоде таблицы. Атомная масса элемента 47,867(1) а. е. м. Обозначается символом Ti. Простое вещество титан — лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой коррозионной стойкостью.

Картинки по запросу элемент титан картинки

Первый образец металлического титана получил в 1825 году швед Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титанаTiI4.

Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи. Название элементу дал Мартин Клапрот в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в противовес французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам. Поскольку немецкий исследователь сам отметил невозможность определения свойств нового элемента только по его оксиду, он подобрал для него имя из мифологии, по аналогии с открытым им ранее ураном.

Титаны 

 Обида! Обида! 
Мы - первые боги,
Мы - древние дети
Праматери-Геи,-
Великой Земли!
Изменою братьев,
Богов Олимпийцев,
Низринуты в Тартар,
Отвыкли от солнца,
Оглохли, ослепли
Во мраке подземном,
Но все еще помним
И любим лазурь.
Обуглены крылья,
И ног змеевидных
Раздавлены кольца,
Тройными цепями
Обвиты тела,-
Но все еще дышим,
И наше дыханье
Колеблет громаду
Дымящейся Этны,
И землю, и небо,
И храмы богов.
А боги смеются,
Высоко над нами,
И люди страдают,
И время летит.
Но здесь мы не дремлем:
Мы мщенье готовим,
И землю копаем,
И гложем, и роем
Когтями, зубами,
И нет нам покоя,
И смерти нам нет.
Источим, пророем
Глубокие корни
Хребтов неподвижных
И вырвемся к солнцу,-
И боги воскликнут,
Бледнея, как воры:
"Титаны! Титаны!"
И выронят кубки,
И будет ужасней
Громов Олимпийских,
И землю разрушит
И небо - наш смех.

Стихотворение Дмитрия Мережковского
Картинки по запросу титаны мифология

Физико-химические свойства

Физические свойства титана

Выделение чистого титана в конце 20 века позволило провести ряд детальных исследований этого необычного металла, что привело к настоящей сенсации. Титан обладал наивысшими показателями прочности среди всех известных тогда элементов, при этом охотно взаимодействовал с большинством реагентов. В настоящий момент физические свойства титана изучены практически досконально:

  • Температура плавления — 1670 0С;
  • Средняя плотность — 4,5 г/см3;
  • Высокие показатели гибкости и вязкости;

Чистый титан считается довольно хрупким металлом — в нормальных условиях его прочность почти в два раза ниже, чем таковая у никеля или железа. Однако в промышленности в основном используются жаропрочные сплавы на титановой основе, которые в определенных температурных пределах превосходят по прочности и упругости все известные современные металлические соединения.

Химические свойства титана

По своим химическим показателям титан относится к активным переходным металлом. Охотно вступает в реакцию с кислородом с образованием поверхностного слоя из оксида титана. Этим объясняется его коррозионная стойкость, которая характерна для всех неорганических сред. Будучи измельченным в мелкую пыль является огнеопасным веществом, легко воспламеняется с выделением большого количества энергии.

Распространение в природе

Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе.  Крупные коренные месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Канады, США, Китая, Норвегии, Швеции, Египта, Австралии, Индии, Южной Кореи, Казахстана; россыпные месторождения имеются в Бразилии, Индии, США, Сьерра-Леоне, Австралии.

распространение титана в природе

Титан является весьма активным элементом, охотно вступает в спонтанные реакции с кислородом и солями. По этой причине, в земной коре химически чистый титан никогда не встречается. Кроме того, природная аллотропная модификация этого элемента четырехвалентна, из-за чего основная форма титана — оксиды, а также соли железа, кальция и алюминия. Добыча ведется совместно с добычей других металлов, основной метод выделения титана — химическая очистка по методу кислотного травления с дальнейшей обработкой и осаждением.

По примерным оценкам, в состав земного грунта входит около 0,6% титана в чистом эквиваленте, что ставит его на десятое место по распространенности. Современные методы добычи титана позволяют использовать его в промышленных масштабах, ежегодные объемы производства оценивается в 5 миллионов тонн.

Сфера промышленного и прикладного применения

Большая часть всего получаемого титана используется для нужд машиностроения, авиационной и судостроительной промышленности. В этом качестве, титан используется наравне с алюминием и железом, что объясняется его чрезвычайно высокими прочностными характеристиками в сочетании с низким весом и плотностью.

применение титана в промышленности

Наибольшую известность титан получил в авиационной промышленности, где применяется для изготовления реактивных двигателей, несущих конструкций и деталей обшивки. Кроме того, титан используется во всех сферах, где необходим материал с высокой коррозионной стойкостью и жаропрочностью: химическая промышленность (изготовление емкостей и приборов), производство высокопрочных инструментов.

Картинки по запросу нахождение элемента титан в природе
Космонавты сильны и бесстрашны!
Покорителям космоса смелым
Монумент у Останкинской башни
Из Титана надежного сделан!
Он стоит под дождями и снегом
Под открытым останкинским небом,
В космос он не однажды летал,
Этот славный красивый металл.
Сам он лёгкий, довольно активный,
Но оксидною пленкою он,
Очень тонкою, прочной, пассивной,
От дождей и снегов защищён.