Otrzymywanie i własności metalu – tytan cz. II

Odrębność tytanu jako pierwiastka została stwierdzona przez Gregora w 1789 r. Metaliczny tytan, zresztą niezupełnie czysty, otrzymany został dopiero w 1825 r. przez Berzełiusa, który w tym celu działał sodem na fluorotytanian potasowy. K2[TiP6] + 4Mn =2KF + 4NaF + Ti .

Można również zredukować czterochlorek tytanu sodem lub dwutlenek tytanu wapniem. Redukcja TiCb węglem prowadzi do powstawania węglika, TiC. W ogóle otrzymanie czystego tytanu jest bardzo utrudnione na skutek dużego powinowactwa jego do tlenu, azotu i węgla. Zupełnie czysty metal udało się otrzymać przez rozkład pary czterojodku tytanu na rozżarzonym drucie wolframowym w próżni. Na skalę techniczną wytwarza się tytan przez elektrolizę roztworu czterochlorku tytanu w stopionych halogenkach litowców (Li, Na, K).

Tytan jest metalem o połysku stalowoszarym, na zimno kruchym i dość twardym, na gorąco kowalnym, nieźle przewodzącym prąd elektryczny. W zwykłej temperaturze jest odporny na działanie tlenu z powietrza i pary wodnej. Na gorąco reaguje nie tylko z tlenem, lecz również z fluorowcami, siarką, azotem (powyżej 800°C) i węglem.

Rozcieńczone kwasy działają na tytan powoli. Stężony kwas azotowy reaguje podobnie jak z cyną, tworząc nierozpuszczalny uwodniony dwutlenek tytanu („kwas ß-tytanowy”). Najenergiczniej działa kwas fluorowodorowy. Tytan rozpuszcza się na gorąco również w mocnych zasadach, przy czym wydziela się wodór.

W zwykłej temperaturze tytan pochłaniać może gazowy wodór w ilości do 2 g-at. H na 1 g-at. Ti. Absorpcji wodoru towarzyszy wzrost objętości tytanu do 15°/» i zmiana jego struktury krystalicznej. Produkt absorpcji zawiera prawdopodobnie wodór w postaci pojedynczych atomów, które zajmują miejsce pomiędzy węzłami sieci krystalicznej tytanu, tworząc na podobieństwo związków międzymetalicznych (§ 250) połączenie adaltonidowe.

Główne zastosowanie tytanu polega na dodawaniu go do specjalnych gatunków stali, której nadaje szczególną odporność na wstrząsy i uderzenia. Stal tytanowa służy przede wszystkim do wyrobu osi i kół w wagonach kolejowych. Tytan wprowadza się do stali zwykle w postaci stopu z żelazem (ferrotytan) o zawartości 10—25% Ti. Stop taki otrzymuje się przez redukcję węglem rudy żelaznej z rudą tytanową w piecu elektrycznym. Dla polepszenia jakości stali wystarczy już dodatek tytanu rzędu 0,1%. Rola tego dodatku polega m. in. na tym, że wiąże on rozpuszczone w stali gazy (przede wszystkim tlen i azot), dając odlew bardzo jednolity. Z tego względu zalecano też dodawanie tytanu do stopów glinu oraz miedzi. Tytan okazał się dobrym katalizatorem w reakcjach, w których biorą udział azot i wodór, więc np. w reakcji syntezy amoniaku.

Leave a Reply