2cl это сколько

У этого термина существуют и другие значения, см. Титан.

Тита́н — химический элемент с атомным номером 22[4]. Принадлежит к 4-й группепериодической 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). е. м.[1]. Обозначается символом Ti. Простое веществотитан — лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой коррозионной стойкостью.

Внешний вид простого вещества

Стержень, состоящий из титановых кристаллов высокой чистоты
Свойства атома
Название, символ, номер

Тита́н / Titanium (Ti), 22

Атомная масса
(молярная масса)

47,867(1)[1]а.

е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Ar] 3d2 4s2

Радиус атома

147 пм

Химические свойства
Ковалентный радиус

132 пм

Радиус иона

(+4e)68 (+2e)94 пм

Электроотрицательность

1,54 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

−1,63

Степени окисления

2, 3, 4

Энергия ионизации
(первый электрон)

 657,8 2cl это сколько

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н.

у.)

4,54 г/см³

Температура плавления

1670 °C
1943 K

Температура кипения

3560 K

Уд. теплота плавления

18,8 кДж/моль

Уд.

теплота испарения

422,6 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

25,1[3] Дж/(K·моль)

Молярный объём

10,6 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

гексагональная
плотноупакованная (α-Ti)

Параметры решётки

a=2,951 с=4,697 (α-Ti)

Отношение c/a

1,587

Температура Дебая

380 K

Прочие характеристики
Теплопроводность

(300 K) 21,9 Вт/(м·К)

Номер CAS

7440-32-6

Содержание

ИсторияПравить

Открытие TiO2 (диоксида титана) сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У.

2cl это сколько и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1791), выделил новую «землю» (оксид) неизвестного металла, которую назвал менакеновой.

В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — оксиды одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом.

Через 10 лет открытие титана состоялось в третий. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана.

Первый образец металлического титана получил в 1825 годуЙ. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А.

ван Аркел и И. де 2cl это сколько в 1925 году термическим разложением паровиодида титана TiI4.

Титан не находил промышленного применения, пока Г. Кролл(англ.)русск. в 1940 году не запатентовал простой магниетермический метод восстановления металлического титана из тетрахлорида; этот метод (процесс Кролла(англ.)русск.) до настоящего времени остаётся одним из основных в промышленном получении титана.

Происхождение названияПравить

Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи.

Название элементу дал Мартин Клапрот в соответствии 2cl это сколько своими взглядами на химическую номенклатуру в противовес 2cl это сколько 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.

Нахождение 2cl это сколько природеПравить

Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре — 0,57 % по массе, в морской воде — 0,001 мг/л[5]. В ультраосновных породах300 г/т, в основных — 9 кг/т, в кислых2,3 кг/т, в глинах 2cl это сколько сланцах4,5 кг/т.

В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. 2cl это сколько свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al2O3.

Он концентрируется в бокситахкоры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде 2cl это сколько. До 30 % TiO2 по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит (сфен) CaTiSiO5.

Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые[3].

МесторожденияПравить

Крупные коренные месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Канады, США, Китая, 2cl это сколько, Швеции, Египта, Австралии, Индии, Южной Кореи, Казахстана; рассыпные месторождения имеются в Бразилии, Индии, США, Сьерра-Леоне, Австралии[6][3].

В странах СНГ ведущее место по разведанным запасам титановых руд занимает РФ (58,5 %) и Украина (40,2 %)[7]. Крупнейшее месторождение в России — Ярегское.

Запасы и добычаПравить

Основные руды: ильменит (FeTiO3), 2cl это сколько (TiO2), титанит (CaTiSiO5).

По данным на 2002 год, 90 % добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO2. Мировое производство диоксида 2cl это сколько составляло 4,5 млн т. в год. Подтверждённые запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых 2cl это сколько составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49,7—52,7 млн т[8].

Таким образом, при нынешних темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более чем на 150 лет.

Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России 2cl это сколько 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны. Самое крупное из разведанных месторождений (Ярегское) находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми).

Запасы месторождения оцениваются в 2 миллиарда тонн руды со средним содержанием диоксида титана около 10 %[9].

Крупнейший в мире производитель титана — российская компания «ВСМПО-АВИСМА»[10].

ПолучениеПравить

Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей.

В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. 2cl это сколько запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов.

Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в 2cl это сколько фазу (чугун), а невосстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу.

Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом.

Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO2. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают 2cl это сколько, получая пары тетрахлорида титана TiCl4:

Образующиеся пары TiCl4 при 850 °C восстанавливаютмагнием:

Кроме этого, в настоящее время начинает получать популярность так называемый процесс FFC Cambridge, названный по именам его разработчиков Дерека Фрэя, Тома Фартинга и Джорджа Чена и Кембриджского университета, где он был создан.

Этот электрохимический процесс позволяет осуществлять прямое непрерывное восстановление титана из оксида в расплаве смеси хлорида кальция и негашёной 2cl это сколько (оксида кальция).

В этом процессе используется электролитическая ванна, наполненная смесью хлорида кальция извести, с графитовым расходуемым (либо нейтральным) анодом и катодом, изготовленным из подлежащего восстановлению оксида.

При пропускании через ванну тока температура быстро 2cl это сколько ~1000—1100 °C, и расплав оксида кальция разлагается на аноде на кислород и металлический кальций:

Полученный кислород окисляет анод (в случае использования графита), а кальций мигрирует в расплаве к катоду, где и восстанавливает из оксида титан:

Образующийся 2cl это сколько кальция вновь диссоциирует на кислород и металлический кальций, и процесс 2cl это сколько вплоть до полного преобразования катода в титановую губку либо исчерпания оксида кальция.

Хлорид кальция в данном процессе используется как электролит для придания электропроводности расплаву и подвижности активным ионам кальция и кислорода. При использовании инертного анода (например, диоксида 2cl это сколько, вместо углекислого газа на аноде выделяется молекулярный кислород, что меньше загрязняет окружающую среду, однако процесс в таком случае становится менее стабильным, и, кроме того, в некоторых условиях более энергетически выгодным становится разложение хлорида, а не оксида 2cl это сколько, что приводит к высвобождению молекулярного хлора.

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl4. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электронно-лучевую или плазменную переработку.

Физические свойстваПравить

Титан — лёгкий серебристо-белый металл. При нормальном давлении существует в двух кристаллических модификациях: низкотемпературный α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой (гексагональная сингония,  пространственная группаC6mmc, параметры ячейки a = 0,2953 нм, c = 0,4729 нм, Z = 2) и высокотемпературный β-Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой (кубическая сингония,  пространственная группаIm3m, параметры ячейки a = 0,3269 нм, Z = 2), температура 2cl это сколько α↔β 883 °C, теплота перехода ΔH=3,8 кДж/моль[3] (87,4 кДж/кг[11]).

Большинство металлов при растворении в титане стабилизируют β-фазу и снижают температуру перехода α↔β[3].

2cl это сколько

При давлении выше 9 ГПа и 2cl это сколько выше 900 °C титан переходит в гексагональную фазу (ω-Ti)[11]. Плотность α-Ti и β-Ti соответственно равна 4,505 г/см³ (при 20 °C) и 4,32 г/см³ (при 900 °C)[3]. Атомная плотность α-титана 5,67·1022 ат/см³[12][13].

Температура плавления титана при нормальном давлении равна 1670 ± 2 °C, или 1943 ± 2 К (принята в качестве одной из вторичных калибровочных точек температурной шкалы ITS-90(англ.)русск.)[2].

Температура кипения 3287 °C[2]. Молярная теплоёмкость 2cl это сколько нормальных условиях Cp 2cl это сколько 25,060 кДж/(моль·K), что соответствует удельной теплоёмкости 0,523 кДж/(кг·K)[2]. Теплота плавления 15 кДж/моль[11], теплота испарения 410 кДж/моль[11].

Характеристическая дебаевская температура430 К[11]. Теплопроводность 21,9 Вт/(м·К) при 20 °C[11]. Температурный коэффициент линейного расширения 9,2·10−6 К−1 в 2cl это сколько от −120 до +860 °C[11].

Молярная энтропия α-титана S0 = 30,7 кДж/(моль·К)[2]. Для титана в газовой фазе энтальпия формирования ΔH0
f = 473,0 кДж/моль, энергия ГиббсаΔG0
f = 428,4 кДж/моль, молярная энтропия S0 = 180,3 кДж/(моль·К), теплоёмкость при постоянном давлении Cp = 24,4 кДж/(моль·K)[2].

Удельное электрическое сопротивление при 20 °C составляет 0,58 мкОм·м[11] (по другим данным 0,42 мкОм·м[3]), при 2cl это сколько °C 1,80 мкОм·м[3]. Температурный коэффициент сопротивления0,003 К−1 в диапазоне 0…20 °C[11].

Пластичен, сваривается в инертной атмосфере. Прочностные характеристики мало зависят от температуры, однако сильно зависят от чистоты и предварительной обработки[3]. Для технического титана твёрдость по Виккерсу составляет 790—800 МПа, модуль нормальной упругости103 ГПа, модуль сдвига39,2 ГПа[11]. У высокочистого предварительно отожжённого в вакууме титана предел текучести 140—170 МПа, относительное удлинение 55—70%, твёрдость по Бринеллю716 МПа[3].

Имеет высокую вязкость, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, и поэтому требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок.

При обычной температуре покрывается защитной пассивирующей плёнкой оксида TiO2, благодаря этому 2cl это сколько в большинстве 2cl это сколько (кроме щелочной).

Титан обладает 2cl это сколько устойчивостью к испарению в вакууме, что наряду с его лёгкостью делает его перспективным при конструировании космических кораблей[14].

Температура перехода в сверхпроводящее состояние 0,387 К. При температурах выше 73 кельвин титан парамагнитен. Магнитная восприимчивость при 20 °C составляет 3,2·10−6[3]. Постоянная Холла α-титана равна +1,82·10−13[3].

Химические свойстваПравить

Устойчив к коррозии благодаря оксидной плёнке, но при измельчении в порошок, а также в тонкой стружке или проволоке титан пирофорен[3]. Титановая пыль имеет свойство взрываться.

Температура вспышки — 400 °C. Титановая стружка пожароопасна.

Титан устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей (кроме HF, H3PO4 и концентрированной H2SO4). Титан устойчив к влажному хлору и водным 2cl это сколько хлора[2].

Легко реагирует даже со слабыми кислотами в присутствии комплексообразователей, например, с плавиковой кислотой HF он взаимодействует благодаря образованию комплексного аниона [TiF6]2−.

Титан наиболее подвержен коррозии в органических средах, так как 2cl это сколько присутствии воды на поверхности титанового изделия образуется плотная пассивная пленка из оксидов и гидрида титана. Наиболее заметное повышение коррозионной стойкости титана заметно при повышении содержания воды в агрессивной среде с 0,5 до 8,0 %, что подтверждается электрохимическими исследованиями электродных потенциалов титана в растворах кислот и щелочей в смешанных водно-органических средах[15].

При нагревании на воздухе до 1200 °C Ti загорается ярким белым пламенем с образованием оксидных фаз переменного состава TiOx.

Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)2·xH2O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO2. Гидроксид TiO(OH)2·xH2O и диоксид TiO2амфотерны.

TiO2 взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na2CO3 или поташом K2CO3 оксид TiO2 образует 2cl это сколько

При нагревании Ti взаимодействует с галогенами (например, с 2cl это сколько при 550 °C[2]).

Тетрахлорид титана TiCl4 при обычных условиях — бесцветная жидкость, сильно дымящая на воздухе, что объясняется гидролизом TiCl4, содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвесигидроксида титана.

Восстановлением TiCl4водородом, алюминием, кремнием, другими сильными восстановителями, получен трихлорид и дихлорид титана TiCl3 и TiCl2 — твёрдые вещества, обладающие сильными восстановительными свойствами.

Ti взаимодействует с Br2 и I2.

С азотом N2 выше 400 °C титан образует нитрид TiNx (x = 0,58—1,00). Титан — единственный элемент, который горит в атмосфере азота[2].

При взаимодействии титана с углеродом образуется карбид титана TiCx (x = 0,49—1,00).

При 2cl это сколько Ti поглощает H2 с образованием соединения переменного состава TiHx (x = 1,3—2). При нагревании эти гидриды разлагаются с выделением H2.

Титан образует сплавы интерметаллические соединения со многими металлами.

ПрименениеПравить

В чистом виде и в виде сплавовПравить

Использование металлического титана во многих отраслях промышленности обусловлено тем, что его прочность примерно равна прочности стали при том, что он на 45 % легче.

Титан на 60 % тяжелее алюминия, но прочнее его примерно вдвое[2].

  • Титан в виде сплавов является важнейшим конструкционным материалом в авиа- и ракетостроении, в кораблестроении.
  • Металл применяется в химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы, трубопроводная арматура), военной промышленности (бронежилеты, броня и противопожарные перегородки в авиации, корпуса подводных лодок), промышленных процессах (опреснительных установках, процессах целлюлозы и бумаги), автомобильной промышленности, сельскохозяйственной промышленности, пищевой промышленности, спортивных товарах, ювелирных изделиях, мобильных телефонах, лёгких сплавах и т.

    д.

  • Титан является физиологически инертным[2], благодаря чему применяется 2cl это сколько медицине (протезы, остеопротезы, зубные имплантаты), в стоматологических и эндодонтических инструментах, украшениях для пирсинга.
  • Титановое литьё выполняют в вакуумных
Часы из титанового сплава
Заготовка титанового шпангоута истребителя F-15 до и после прессования на штамповочном прессе компании Alcoa усилием 45 тыс.

тонн, май 1985

Источник: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Титан_(элемент)

Copyright © 2018.