A titán alapvető tulajdonságai

A titán alapvető tulajdonságai

Fizikai tulajdonságok :

A titán sűrűsége 4,506–4,516 g / cm3 (20 ° C), olvadáspont 1668 ± 4 ° C, látens olvadási hő 3,7–5,0 kcal / g atom, forráspont 3260 ± 20 ° C, látens hő párolgási sebessége 102,5-112,5 kcal / g atom, a kritikus hőmérséklet 4350 ° C és a kritikus nyomás 1130 atm. A titán hővezetőképessége és elektromos vezetőképessége gyenge, kb. Vagy kissé alacsonyabb, mint a rozsdamentes acélé, a titán szupravezető képessége és a tiszta titán kritikus hőmérséklete 0,38–0,4K.

A titán plaszticitása, a nagy tisztaságú titán megnyúlása elérheti az 50-60% -ot, a profil zsugorodása elérheti a 70-80% -ot is, de erõssége alacsony, és nem alkalmas szerkezeti anyagokhoz.

Kémiai tulajdonságok :

A titán magasabb hőmérsékleten reagálhat sok elemre és vegyületre. A különféle elemeket négy kategóriába lehet sorolni a titánnal történt különféle reakcióik alapján:

Az első kategória: kovalens és ionos kötésű vegyületek, amelyeket halogének és oxigén elemek alkotnak titánnal;

A második kategória : átmeneti elemek, hidrogén, berillium, bór csoport, szén csoport és nitrogén csoport elemei titánnal, hogy intermetallikumokat és korlátozott szilárd oldatokat képezzenek;

A harmadik típus : cirkónium, hafnium, vanádium csoport, króm csoport, hafnium elem és titán végtelen szilárd oldat;

A negyedik kategória : közömbös gázok, alkálifémek, alkáliföldfémek, ritkaföldfémek (kivéve torium), tallium, torium stb. Nem reagálnak titánnal, vagy alapvetően nem reagálnak.

Reakció vegyületekkel

◇ HF és fluorid

A hidrogén-fluorid-gáz reagál a titánnal, és melegítés közben TiF4 képződik, a reakció képlete (1); a nemvizes hidrogén-fluorid-folyadék sűrű titán-tetrafluorid-filmet képezhet a titán felületén, amely megakadályozhatja a HF bejutását a titánba. A hidrogén-fluorid a titán legerősebb oldószere. Még az 1% koncentrációjú hidrogén-fluorid is hevesen reagálhat a titánnal, lásd a (2) képletet; a vízmentes fluorid és vizes oldata alacsony hőmérsékleten nem reagál a titánnal, és csak magas hőmérsékleten olvad. Reagál a titánnal.

(2)

HCl és klorid

A hidrogén-klorid-gáz korrodálhatja a fém titánt. A száraz hidrogén-klorid titánnal reagál, így TiCl4 képződik> 300 ° C-on, lásd a (3) képletet. Az 5% -nál kisebb koncentrációjú sósav szobahőmérsékleten nem reagál a titánnal, és 20% -os sósav szobahőmérsékleten reagál a titánnal. A dinnye előfordulása lila TiCl3 képződésében, lásd a (4) képletet; ha a hőmérséklet magas, még a híg sósav is korrodálja a titánt. Különböző vízmentes kloridok, például magnézium, mangán, vas, nikkel, réz, cink, higany, ón, kalcium, nátrium, bárium és NH4 ionok és ezek vizes oldatai nem reagálnak a titánnal, és ezekben a kloridokban a titán jó stabilitással rendelkezik .

◇ kénsav és hidrogén-szulfid

A titánnak jelentős reakciója van 5% kénsavval és titánnal. Normál hőmérsékleten körülbelül 40% kénsav korrodálja a leggyorsabban a titánt. Ha a koncentráció nagyobb, mint 40%, akkor a korróziós sebesség lassabb lesz, amikor eléri a 60% -ot, és ismét 80% -ot. Leggyorsabb. A felmelegített híg sav vagy 50% -os tömény kénsav titánnal reagáltatva titán-szulfát képződik, lásd az (5) és (6) képletet. A hevített koncentrált kénsav titánnal redukálható SO2-képződésre, lásd a (7) képletet. Normál hőmérsékleten a titán hidrogén-szulfiddal reagál, és védőfóliát képez a felületén, amely megakadályozza a hidrogén-szulfid és a titán közötti további reakciót. Magas hőmérsékleten azonban a hidrogén-szulfid titánnal reagál, hogy hidrogént kicsapjon. Lásd a (8) képletet. A titánpor por 600 ° C-on reagál hidrogén-szulfiddal, és titán-szulfidokat képez. A reakciótermék főként TiS 900 ° C-on és Ti2S3 1200 ° C-on.

◇ A salétromsav és az aqua regia sima és sima felülettel rendelkezik. A titán jó stabilitással rendelkezik a salétromsavval szemben. Ennek oka az, hogy a salétromsav gyorsan erős oxidréteget képezhet a titán felületén, de a felület durva, különösen a szivacs titán vagy a titán por. Reagál másodlagos és forró híg salétromsavval, lásd a (9) és (10) képletet. A 70 ° C-nál magasabb koncentrált salétromsav is reagálhat titánnal, lásd a (11) képletet. Normál hőmérsékleten a titán nem reagál az aqua regia-val. Ha a hőmérséklet magas, a titán reakcióba léphet akvaregionával TiCl2 képződéséhez.

Összefoglalva: a titán tulajdonságai rendkívül szorosan kapcsolódnak a hőmérséklethez, annak létezési formájához és tisztaságához. A sűrű fém titán meglehetősen stabil természetű, de a titán por önmagában öngyulladást okozhat a levegőben. A titán szennyeződései jelentősen befolyásolják a titán fizikai, kémiai, mechanikai és korrózióállóságát. Különösen néhány intersticiális szennyeződés torzíthatja a titánrácsot és befolyásolhatja a titán különféle tulajdonságait. Szobahőmérsékleten a titán kémiai aktivitása nagyon csekély, és néhány anyaggal, például hidrogén-fluoriddal reagálni képes. A hőmérséklet emelkedésével azonban a titán aktivitása gyorsan növekszik, különösen magas hőmérsékleten, a titán hevesen reagál sok anyaggal. A titán olvasztási eljárását általában magas hőmérsékleten, 800 ° C feletti hőmérsékleten hajtják végre, tehát vákuumban vagy inert atmoszféra védelme alatt kell működtetni.