Титан  - конспект - Химия, Конспект из Химия
zaycev_ia
zaycev_ia20 June 2013

Титан - конспект - Химия, Конспект из Химия

PDF (163.8 KB)
13 страница
625количество посещений
Описание
I.M. Sechenov Moscow Medical Academy. Реферат по химии. Титан (Titanium), Ti,— химический элемент IV группы периодической системы элементов Д. И. Мен делеева. Порядковый номер 22, атомный вес 47,90. Состоит из 5 устойчи...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 13
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
????? (Titanium), Ti,— ?????????? ??????? IV ?????? ????????

МАГНИТОГОРСКИЙ ЛИЦЕЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

КАФЕДРА ХИМИИ И БИОЛОГИИ

РЕФЕРАТ

ТЕМА:

«ТИТАН»

Составил: Григоренко М.В.

Проверила: Мещерова Е.В.

Магнитогорск - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ 3

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ 4

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 5

ПОЛУЧЕНИЕ 7

НЕКОТОРЫЕ НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 8

ТИТАН ЧЕТЫРЁХХЛОРИСТЫЙ 8 ДВУОКИСЬ ТИТАНА 9

ПРИМЕНЕНИЕ 10

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ 11

ЛИТЕРАТУРА 12

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

Титан (Titanium), Ti,— химический элемент IV группы

периодической системы элементов Д. И. Мен делеева. Порядковый

номер 22, атомный вес 47,90. Состоит из 5 устойчивых изотопов;

получены также искус ственно радиоактивные изотопы.

В 1791 году английский химик У. Грегор нашёл в песке из

местечка Менакан (Англия, Корнуолл) новую «зем лю», названную

им менакановой. В 1795 году немецкий хи мик М. Клаирот открыл в

минерале рутиле неиз вестную еще землю, металл которой он назвал

Титан [в греч. мифологии титаны — дети Урана (Неба) и Геи

(Земли)]. В 1797 году Клапрот доказал тождество этой земли с

открытой У. Грегором. Чистый титан выде лен в 1910 году

американским химиком Хантером посредством восстановления

четырёххлористого титана натрием в же лезной бомбе.

12

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ

Титан относится к числу наиболее распространённых в природе

элементов, его содержание в земной коре составляет 0,6%

(весовых). Встречается главным образом в ви де двуокиси TiO2 или

её соединений — титанатов. Известно свыше 60 минералов, в состав

которых входит титан Он содержится также в поч ве, в животных и

растительных организмах. Ильме нит FeTiO3 и рутил TiO2 служат

основным сырьём для получения титана. В качестве источника

титана приобретают значение шлаки от плавки титано-магнетитов

и ильменита.

12

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Титан существует в двух состояниях: аморфный — темносерый

порошок, плотность 3,392—3,395г/см3, и кристаллический,

плотность 4,5 г/см3. Для кристаллического титана известны две

модификации с точкой перехода при 885° (ниже 885° устойчивая

гексагональная фор ма, выше — кубическая); t°пл. ок. 1680°; t кип.

выше 3000°. Титан активно поглощает газы (водород, кислород,

азот), которые делают его очень хрупким. Технический металл

поддаётся горячей обработ ке давлением. Совершенно чистый

металл может быть прокатан на холоду. На воздухе при

обыкновенной температуре титан не изменяется, при накаливании

образует смесь окиси Ti2O3 и нитрида TiN. В токе кислорода при

красном калении окисляется до двуокиси TiO2. При высоких

температурах реаги рует с углеродом, кремнием, фосфором, серой и

др. Устойчив к морской воде, азотной кислоте, влажному хлору,

органическим кислотам и сильным щелочам. Рас творяется в серной,

соляной и плавиковой кислотах, лучше всего — в смеси HF и HNO3.

Добавление к кислотам окислителя предохраняет металл от кор-

розии при комнатной температуре. В соединениях проявляет

валентность 2, 3 и 4. Наиболее устойчивы и имеют наибольшее

практическое значение соединения Ti(IV). Наименее устойчивы

производные Ti(II). Соединения Ti(III) устойчивы в растворе и

являются сильными восстановителями. С кислородом титан даёт

амфотерную двуокись титана, закись Ti0 и окись Ti2O3, имеющие

основной характер, а также некоторые промежуточные окислы и

12

перекись TiO3. Галогениды четырёхвалентного титана, за

исключением TiCl4 кристаллические тела, легкоплавкие и

летучие в водном растворе гидрализованы, склонны к образованию

комплексных соединений, из которых в технологии и

аналитической практике имеет значение фтортитанат калия K2TiF6.

Важное значение имеют карбид TiC и нитрид TiN—

металлоподобные вещества, отличающиеся большой твёрдостью

(карбид титан тверже карборунда), туго плавкостью (TiC, t°пл. 3140°;

TiN, t°пл. 3200°) и хо рошей электропроводностью.

12

ПОЛУЧЕНИЕ

Соединения титана получили применение в промышлен ности в

начале 20 в. Организация производства титана относится к 1946 (в

1948 выплавлено 10 m, 72OO т в 1954 и ок. 20000 т в 1955). Способ

получония основан на восстановлении четырёххлористого титана

металлическим магнием в атмосфере аргона или гелия. Компактный

металл получается переплавкой в дуговых печах. Компактный

металл высокой чистоты образуется при термической диссоциации

тетраиодида титана. Большое значение приобрело восстановление

TiCI4 натрием вместо магния.

12

НЕКОТОРЫЕ НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

ТИТАН ЧЕТЫРЁХХЛОРИСТЫЙ

Титан четыреххлористый,— соеди нение титана с хлором.

Легкоподвижная бесцвет ная жидкость с резким запахом, плотность

1,73 г/см3 (при 20°); (t кип. 136,5°; t° пл.—23°. Во влажном воз духе

сильно дымит вследствие гидролиза. Кипящей водой гидролизуется

до титановой кислоты. Для титана четыреххлористого характерно

образование продуктов присоедине ния, например TiCl4*6NH3,

TiCl4*8NH3, TiCl4*PCl3 и т. д. При растворении титана

четыреххлористого в НСl образуется ком плексная кислота

H2[TiCl6], неизвестная в свобод ном состоянии; её соли Me2[TiCl6]

хорошо кристал лизуются и устойчивы на воздухе. Важнейший

исход ный материал для получения титан четыреххлористого —

титановые шла ки, а также ильменит и двуокись титана. Летучий

титан четыреххлористый очищают фракционированной перегонкой

в ва кууме. Титан четыреххлористый — исходный продукт для

промышлен ного получения металлического титана, его приме няют

также для образования антикоррозионных, термнчески устойчивых

плёнок.

12

ДВУОКИСЬ ТИТАНА

Двуокись титана, ТiO2, — соединение ти тана с кислородом, в

котором титан четырёхвалентен. Белый порошок, желтый в

нагретом состоянии. Встречается в природе главным образом в виде

минерала ру тила, t°пл. выше 1850°. Плотностъ 3,9 4,25 г/см3.

Практически нерастворима в щелочах и кислотах, за исключением

HF. В концентрированной Н2SO4 растворяется лишь при

длительном на гревании. При сплавлении двуокиси титана с едкими

или угле кислыми щелочами образуются титанаты, которые легко

гидролизуются с образованием на холоду ортотитановой кислоты

(или гидрата) Ti(OH)4, легко рас творимой в кислотах. При стоянии

она переходит в мстатитановую кислоту (форма), имеющую

микрокристаллическую структуру и растворимую лишь в горя чей

концентрированной серной и фтористоводородной кислотах.

Большинство титанатов практически нерастворимы в воде.

Основные свойства двуокиси титана выра жены сильнее кислотных,

но соли, в которых титан является катионом, также в значительной

мере гид ролизуются с образованием двухвалентного радикала

титанила TiO2+. Последний входит в состав солей в качестве

катиона (например, сернокислый титанил TiOSO4*2H2O). Двуокись

титана является одним из важнейших соединений титана, служит

исходным материа лом для получения других его соединений, а

также частично металлического титана. Используется главным

образом как минеральная краска, кроме того, как наполнитель в

производстве резины и пластических металлов. Входит в состав

тугоплавких стекол, глазурей, форфоровых масс. Из нее изготов-

12

ляют искусственные драгоценные камни, босцветные и

окрашенные.

ПРИМЕНЕНИЕ

Высокие механические и антикоррозион ные свойства,

значительная прочность (вдвое проч нее железа) при относительно

небольшой плотности (значительно легче железа) делают титан

весьма цен ным конструкционным металлом, благодаря чему он

весьма быстро получил большое значение в совре менной технике.

Основная масса титана потребляется во енной

промышленностьюстью, главным образом, в самолётостроении,

(дви гатели, в том числе и реактивные, бронированные ка бины и т.

п.) и в судостроении. В пиротехнике используется способность

титана воспламеняться. В вакуумной тех нике он применяется в

качестве газопоглотителя. Карбид титана входит в состав твёрдых

сплавов и в угли дуговых ламп и используется в качестве шли-

фовального материала. Нитрид титана применяется для шлифовки

драгоценных камней. Растворы солей трёхвалентного титана

(хлорида, сульфата) применяются в качестве восстановителя в

аналитической практике и в текстильной промышленности

(беление). Двойные оксалаты калия TiO(KC204)2*2Н20 или

аммония использу ются в качестве протравы тканей, кожи, дерева.

Сверхвысокая диэлектрическая постоянная титаната ба рия ВаТiO3

даёт возможность применять его для изготовления электрических

конденсаторов исключитель но большой ёмкости.

12

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

Титан — постоянная со ставная часть растительных и животных

организ мов. В животных органиамах титан открыт английским

химиком Г. Ризом в 1835, в растительных — немецким химиком

А. Адергольдом в 1852.

Растения поглощают титан из почв, концентрируя его в сотни и

тысячи раз, животные — из растительной пищи. Титан в организмах

обычно содержится в тысяч ных — десятитысячных долях процента

(на живой вес), причём растения содержат его больше, чем жи-

вотные. Среди растительных организмов наиболь шее количество

титана найдено у водоросли Clado-phora glomerata (0,032% на живой

вес), среди живот ных — у жука навозника обыкновенного (0,0049%

на живой вес).

В органах человека среднее содержание титан дости гает 0,02 мг

на 100 г свежего вещества; наиболее бо гаты титаном селезёнка,

надпочечники и щитовидная желе за. Доказано преимущественное

накопление титана у млекопитающих животных и птиц

эпителиальными образованиями, например в рогах, волосах, перьях.

Повышенное содержание титана наблюдается в плацен те; титан

служит постоянной составной частью молока (в т. ч. женского).

Обмен титана в организме изучен не достаточно, биологическая же

роль остаётся пока невыясненной.

12

ЛИТЕРАТУРА

1. Большая Советская Энциклопедия. Второе издание, т. 42.

Государственное научное издательство «Большая Советская

энциклопедия». М. 1956;

2. Химическая технология и металлургия титана. Сборник

переводов, ч. 1—2, M., 1954;

3. Титан и его сплавы. Сборник переводов, ч. 1—4, M.,

1953—54

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome