Titanas

141 0
Titanas ir jo neorganiniai junginiai
Chloridų cheminės savybės
  • Kai kurių dūminių užtaisų veikimas pagrįstas TiCl4 hidrolize drėgname ore: TiCl4 + 2H2O  TiO2 + 4HCl Ti+4 + 2H2O  TiO2 + 4H+
  • Kai kuriais atvejais TiCl4 oksiduojasi: TiCl4 + O2  TiO2 + 2 Cl2
  • Gali būti redukuojamas magniu: 2 Mg + TiCl4  2 MgCl2 + Ti Ti+4 + 4 e- -> Ti0 Mg0 – 2 e- -> Mg2+
  • Titano tetrachloridui reaguojant su kalio druska susidaro kompleksinis junginys: TiCl4 + 2KCl  K2[TiCl6]
  • Ore TiCl3 yra oksiduojamas deguonimi: TiCl3 + O2 + 2H2O 4TiOCl2 + 4HCl Ti+3 – 1 e- -> Ti+2 O20 + 4 e- -> 2O-2
Chloridų fizikinės savybės
  • TiCl4 yra bespalvis skystis (lydosi -24 °C, verda 136 °C te
    emperatūroje). Oksidacijos būsenoje +4 visi valentiniai Ti elektronai dalyvauja ryšių sudaryme. Šio oksidacijos laipsnio titanas turi daug panašumų į 4A grupės elementus (pvz., CCl4, SiCl4 ir TiCl4 molekulės yra tetraedro formos).
  • TiCl3 violetinės spalvos skystis. Verda 960 °C, lydosi 425 °C.
Titano oksidai
  • Gryną TiO2 gamina, leisdami TiCl4 ir O2 dujų mišinį per įkaitintą iki 700 °C SiO2 vamzdį: TiCl4(d) + O2(d) → TiO2(k) + 2Cl2(d)
Oksidų fizikinės savybės
  • TiO2 ryškiai balta, neskaidri, inertiška ir netoksiška medžiaga. Turi didelį lūžio rodiklį  (n = 2.7). Lydymosi temperatūra – 1843 °C. Nedegus.
  • TiO (Titano(II) oksidas) auksinės geltonos spalvos. Lydymosi temperatūra – 1750 °C
  • Ti2O3 (Titano(III) oksidas) violetinės spalvos
Oksidų cheminės savybės
  • Šildant oksidą su anglimi gaunamas halogenidas:
b>TiO2 + 2C + 2Cl2  TiCl4 + 2 CO
  • Titano dioksidui reaguojant su vandenilio fluoridu susidaro kompleksinis junginys: TiO2 + 6HF  H2[TiF6] + 2H2O
  • Reaguoja su kalio šarmu: TiO2 + 4KOH  K4TiO4 + 2H2O
  • Reaguoja su kalcio karbonatu: TiO2 + CaCO3  CaTiO3 + CO2
  • Mažesnio oksidacijos laipsnio junginys yra stiprus reduktorius, pvz, redukuojant praskiesta si
    ieros rūgštį: 2TiO + 3H2SO4  Ti2(SO4)3 + H2 + 2H2O Ti+2 – 1 e- -> Ti+3 2H+ + 2*1 e- -> H20
  • Titano panaudojimas
    • Titanas naudojamas lėktuvų konstravime, iš titano gaminami kaulus pakeičiantys implantai, įvairiausia chemijos pramonės įmonių įranga, skirta naudoti agresyvioje aplinkoje (vamzdžiai, reaktoriai, siurbliai ir kt.).
    • Titanas taip pat plačiai naudojamas juodoje ir spalvotoje metalurgijoje, o titano oksidas naudojamas gaminant aukštos kokybės baltus pigmentus, keramiką ir gumą.
    • Žmogaus kaulai titaną priima geriau nei kitus metalus ar lydinius, gerai prie jo priauga. Todėl iš titano gaminami (ar juo dengiami) į kaulą tvirtinami dantų implantų varžtai. Tokie sraigtai gerai laikosi kaule net iki 30 metų.
    Biologinė reikšmė
    • Normaliomis sąlygomis žmogaus organuose yra 1 mg titano šimtui gramų žmogaus audinių pelenų. Toks didelis ir gana pastovus elemento kiekis žmogaus organizme rodo, kad titanas yra gyvybiškai svarbus. Deja, eksperimentiškai nenustatyta kokiuose metaboliniuose procesuose ji
      is dalyvauja. Yra žinoma, kad titano sieros rūgšties druskų įvedimas į kraujo donorų maisto racioną pagreitina baltymų regeneraciją ir padidina eritrocitų skaičių. Taip pat eksperimentiškai nustatyta, kad ilgalaikis titano dioksido įvedimas į gyvūnų maistą yra visiškai nekenksmingas.
    Literatūros sąrašas
    • V. Janickis; E. Rinkevičienė; J. Šukytė; A. Žarnauskas, Bendrosios ir neorganinės chemijos pagrindai. Kaunas, 2003. 249p.
    • Titanas [Interaktyvus], [Žiūrėta 2014-12-02] Prieiga per internetą: http://lt.wikipedia.org/wiki/Titanas
    • Titano dioksidas [Interaktyvus], [Žiūrėta 2014-12-02] Prieiga per internetą: http://lt.wikipedia.org/wiki/Titano_dioksidas
    • Titanas [Interaktyvus], [Žiūrėta 2014-12-03] Prieiga per internetą: http://mokslai.lt/referatai/referatas/15295.html
    • Titano mineralai [Interaktyvus], [Žiūrėta 2014-12-03] Prieiga per internetą: http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Titanium_minerals
    Paplitimas
    • Devintasis pagal paplitimą cheminis elementas Žemėje.
    • Titanas sudaro 0,
      ,6% Žemės plutos masės.
    • Molyje yra apie 0,8% titano (IV) oksido, dirvoje iki 0,5% .
    Pagrindiniai mineralai
    Titano gavimo būdai
    • Rūdos, iš kurių gaunamas titanas, pirmiausia koncentruojamos kompleksiniais metodais. Išskirtas TiO2 paverčiamas Titano(IV) chloridu:
    • TiO2 + 2C + 2Cl2  TiCl4 + 2CO
    • TiCl4 redukuojamas magniu, aliuminiu arba el. srove:
    • TiCl4 + 2 Mg  Ti + 2MgCl2 (Kroll’o metodas)
    • Ti+4 + 4 e- -> Ti0 Mg0 – 2 e- -> Mg2+
    • Aliumotermiškai redukuojant titano(IV) oksidą:
    • 3TiO2 + 4Al  3Ti + 2Al2O3 Ti+2 + 2 e- -> Ti0 Al0 – 3e- -> Al+3
    Titano fizikinės savybės
    • Lengvas, tvirtas, blizgantis.
    • Baltai, sidabriškai metalinės spalvos.
    • Kambario temperatūroje nekoroduoja, nes paviršių dengia oksido plėvelė.
    • Grynas Titanas yra gana kalus (ypač aplinkoje be deguonies).
    • Titanas yra toks pat tvirtas kaip plienas, bet 45 % lengvesnis.
    • Sunkialydis (lydymosi temperatūra 1667 oC)
    Titano cheminės savybės
    • Didėjant temperatūrai, šio metalo cheminis aktyvumas didėja ir įkaitintas iki raudonumo jis dega oro atmosferoje Absorbuojant dujas pirmiausia susidaro kietieji tirpalai, o poto metališkieji junginiai.
    • Ti + O2  Ti-O  Ti6O  Ti3O  TiO  Ti2O3  TiO2
    • kietasis tirpalas metališkasis ryšys pereinamasis ryšys kovalentinis ryšys
    • Reaguoja su karštomis koncentruotomis rūgštimis:
    • 3Ti +4HNO3 +H2O  3H2TiO3 + 4NO
    • 2 Ti + 6 HCl + 3 H2O  2 TiCl3(H2O)3 + 3 H2 Ti + 4H2SO4  Ti(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O
    • Lydomas reaguoja su šarmais:
    • Ti + 4NaOH  Na4TiO4 + 2H2
    Titano cheminės savybės
    • Reaguodamas su azotu sudaro nitridą TiN
    • 150-400 oC temperatūroje reaguoja su halogenidais (TiX4)
    • su anglimi – karbidus TiC
    • su siliciu – silicidus TiSi2
    • su boru – boridus TiB, TiB2
    Titano neorganiniai junginiai
    Titano chloridai
    • Titano tetrachloridas (TiCl4) dažniausiai gaminamas gamtinį rutilą (TiO2) veikiant anglimi ir chloru: TiO2 + 2C + 2Cl2  TiCl4 + 2CO
    • Titano(III) chloridas gaunamas redukuojant TiCl4 vandeniliu:
    • 2 TiCl4 + H2
      2  2 HCl + 2 TiCl3 Ti+4 + 1e- -> Ti+3 H20 – 2e- -> 2H+

    Komentuokite!