ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                                    ტიტანი

წარმოადგენს მოვერცხლიფრო ლითონს

(ლათ. Titanium; აღინიშნება სიმბოლოთი Ti) — პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდის, მეოთხე ჯგუფის, თანაური ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტია, რომლის ატომური ნომერია 22. მარტივი ნივთიერება ტიტანი (CAS-ნომერია: 7440-32-6) — მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის მჩატე ლითონი. არსებობს ორ კრისტალური მოდიფიკაციით: α-Ti ჰექსაგონალური მჭიდროდ შეფუთული მესერით, β-Ti კუბური მოცულობით-ცენტრიებული შეფუთვით, პოლიმორფული გარდაქმნის ტემპერატურა α↔β 883 °C. დნობის ტემპერატურა 1660±20 °C.

იხ.ვიდეო

TiO₂-ის აღმოჩენა ერთმანეთისაგან დამოუკიდებლად განახორციელეს ინგლისელმა უ. გრეგორიმ და გერმანელმა ქიმიკოსმა მ. ჰ. კლაპროტმა. გრეგორმა, რკინიანი მაგნიტური ქვიშის კვლევისას (კრიდი, კორნოული, გაერთიანებული სამეფო), 1789 წელს, გამოყო უცნობი ლითონის ახალი «მიწა» (ჟანგი) რომელსაც უწოდა მენაკენოური. 1795 წ. გერმანელმა ქიმიკოსმა კლაპროტმა აღმოაჩინა მინერალ რუტილში ახალი ელემენტი და მას უწოდა ტიტანი. ორი წლის შემდეგ კლაპროტმა დაადგინა რომ, რუტილი და მენაკენური მიწა — ერთი და იგივე ელემენტის ჟანგებია, რომელსაც კლაპროტის მიერ შერჩეული სახელწოდება «ტიტანი» შერჩა. 10 წლის შემდეგ ტიტანის აღმოჩენა მოხდა მესამეჯერ. ფრანგმა მეცნიერმა ლუი ვოკლენმა აღმოაჩინა ტიტანი ანატაზში და დაამტკიცა, რომ რუტილი და ანატაზი -ტიტანის იდენტური ჟანგებია.

ლითონური ტიტანის პირველად მიღებული იქნა 1825 წელს, იენს იაკობ ბერცელიუსის მიერ. ტიტანის მაღალი აქტივობისა და მისი გაწმენდის სიძნელის გამო სუფთა Ti ნიმუში ჰოლანდიელებმა ა. ვან არკელმა და ი&bsp;ბურმა 1925 წელს მიიღეს TiI₄-ის თერმული იოდიდური ორთქლის დაშლის მეთოდით.

ლითონმა თავისი სახელწოდება მიიღო ძველ ბერძნული მითოლოგიის პერსონაჟების გეას შვილების ტიტანების პატივსაცემად. ელემენტს სახელწოდება მისცა მარტინ კლაპროტმა, თავისი თვალთახედვის მიხედვით ქიმიურ ნომენკლატურაზე, რომელიც ფრანგული სკოლის საწინააღმდეგო იყო, სადაც ცდილობდნენ ელემენტისთვის მიეცათ სახელი თავისი ქიმიური თვისების მიხედვით. რადგანაც გერმანელმა მეცნიერმა თვითონ აღნიშნა რომ ვერ განსაზღვრავდა ახალი ელემენტის თვისებებს მხოლოდ მისი ოქსიდის მიხედვით, მან ამიტომაც მონახა სახელი ძველ მითოლოგიიდან, მის მიერ ადრე აღმოჩენილი ურანის ანალოგიურად.

მაგრამ მეორე ვერსიის მიხედვით, რომელიც ჟურნალმა «ტეხნიკა-მოლოდეჟიმ» გამოაქვეყნა 1980-იანი წლების ბოლოს, ახალ აღმოჩენილი ელემენტი თავის სახელს არა მითოლოგიურ ტიტანებს უმადლოდეს არამედ ტიტანიას - ფერიების დედოფალს გერმანული მითოლოგიიდან (ობერონის ცოლი შექსპირის «სიზმარი ზაფხულის ღამით»). ასეთი სახელწოდება დაკავშირებულია ლითონის უჩვეულოდ «სიმჩატით» (მცირე სიმკვრივით)

TiO₂-ის აღმოჩენა ერთმანეთისაგან დამოუკიდებლად განახორციელეს ინგლისელმა უ. გრეგორიმ და გერმანელმა ქიმიკოსმა მ. ჰ. კლაპროტმა. გრეგორმა, რკინიანი მაგნიტური ქვიშის კვლევისას (კრიდი, კორნოული, გაერთიანებული სამეფო), 1789 წელს, გამოყო უცნობი ლითონის ახალი «მიწა» (ჟანგი) რომელსაც უწოდა მენაკენოური. 1795 წ. გერმანელმა ქიმიკოსმა კლაპროტმა აღმოაჩინა მინერალ რუტილში ახალი ელემენტი და მას უწოდა ტიტანი. ორი წლის შემდეგ კლაპროტმა დაადგინა რომ, რუტილი და მენაკენური მიწა — ერთი და იგივე ელემენტის ჟანგებია, რომელსაც კლაპროტის მიერ შერჩეული სახელწოდება «ტიტანი» შერჩა. 10 წლის შემდეგ ტიტანის აღმოჩენა მოხდა მესამეჯერ. ფრანგმა მეცნიერმა ლუი ვოკლენმა აღმოაჩინა ტიტანი ანატაზში და დაამტკიცა, რომ რუტილი და ანატაზი -ტიტანის იდენტური ჟანგებია.

ლითონური ტიტანის პირველად მიღებული იქნა 1825 წელს, იენს იაკობ ბერცელიუსის მიერ. ტიტანის მაღალი აქტივობისა და მისი გაწმენდის სიძნელის გამო სუფთა Ti ნიმუში ჰოლანდიელებმა ა. ვან არკელმა და ი&bsp;ბურმა 1925 წელს მიიღეს TiI₄-ის თერმული იოდიდური ორთქლის დაშლის მეთოდით.

                                                                

ტიტანის შენადნობებისგან დამზადებული საათი

სახელწოდების წარმოშობა

ლითონმა თავისი სახელწოდება მიიღო ძველ ბერძნული მითოლოგიის პერსონაჟების გეას შვილების ტიტანების პატივსაცემად. ელემენტს სახელწოდება მისცა მარტინ კლაპროტმა, თავისი თვალთახედვის მიხედვით ქიმიურ ნომენკლატურაზე, რომელიც ფრანგული სკოლის საწინააღმდეგო იყო, სადაც ცდილობდნენ ელემენტისთვის მიეცათ სახელი თავისი ქიმიური თვისების მიხედვით. რადგანაც გერმანელმა მეცნიერმა თვითონ აღნიშნა რომ ვერ განსაზღვრავდა ახალი ელემენტის თვისებებს მხოლოდ მისი ოქსიდის მიხედვით, მან ამიტომაც მონახა სახელი ძველ მითოლოგიიდან, მის მიერ ადრე აღმოჩენილი ურანის ანალოგიურად.

მაგრამ მეორე ვერსიის მიხედვით, რომელიც ჟურნალმა «ტეხნიკა-მოლოდეჟიმ» გამოაქვეყნა 1980-იანი წლების ბოლოს, ახალ აღმოჩენილი ელემენტი თავის სახელს არა მითოლოგიურ ტიტანებს უმადლოდეს არამედ ტიტანიას - ფერიების დედოფალს გერმანული მითოლოგიიდან (ობერონის ცოლი შექსპირის «სიზმარი ზაფხულის ღამით»). ასეთი სახელწოდება დაკავშირებულია ლითონის უჩვეულოდ «სიმჩატით» (მცირე სიმკვრივით)

მდგრადია კოროზიის მმართ თავისი ოქსიდის ზედა ფენის გამო, მაგრამ მისი დაფქვის შემთხვევაში, ან მწვრილი ბურბუშელის ან მავთულის სახით ტიტანი პიროფორულია^[8].

ტიტანი მდგრადია უმრავლესი მჟავეების და ტუტეების გაზავებული ხსნარების მიმართ (გარდა HF, H₃PO₄ და კონცენტრირებული H₂SO₄).

კომპლექსოშემქმნელების თანდასწრებით ადვილად შედის რეაქციაში სუსტ მჟავვებთანც კი, მაგალითად, HF-სთან ურთიერთქმედებს კომპლექსური ანიონის [TiF₆]²⁻ წარმოქმნის გამო.

ჰაერზე გახურებისას 1200 °C-მდე Ti ალდება ცვალებადი შემადგენლობის ოქსიდური ფაზების წარმოქმნით TiO_x. ტიტანის მარილების ხსნარებიდან ილექება ტიტანის ჰიდროქსიდი TiO(OH)₂·xH₂O, რომლის ფრთხილი გახურებით მიიღება ოქსიდი TiO₂. ჰიდროქსიდი TiO(OH)₂·xH₂O და დიოქსიდი TiO₂ ამფოტერულია.

TiO₂ ურთიერთქმედებს გოგირდმჟავასთან ხანგრძლივი დუღილის დროს. სოდასთან Na₂CO₃ ან კალიუმის კარბონატთან K₂CO₃ ტიტანის ოქსიდი TiO₂ წარმოქმნის ტიტანატს: TiO₂+K₂CO₃=K₂TiO₃+CO₂.

გახურებისას Ti ურთიერთქმედებს ჰალოგენებთან. ტიტანის ტეტრაქლორიდი TiCl₄ ნორმალურ პირობებში — უფერო სითხეა, რომელიც ჰაერზ ეძალიან ორთქლიანობს, რაც აიხსნება ძლიერი TiCl₄-ის ჰიდროლიზით ჰაერში არსებული წყლის ორთქლთან და მარილმჟავის და ტიტანის ჰიდროქსიდის უმწვრილესი წვეთების წარმოქმნით.

TiCl₄ აღდგენით წყალბადით, ალუმინით, სილიციუმით, სხვა ძლიერი აღმდგენელებით, მიღებულია ტიტანის ტრიქლორიდი და დიქლორიდი TiCl₃ და TiCl₂ — ძლიერი აღმდგენ თვისებებიანი მყარი ნივთიერებები. Ti ურთიერთქმედებს Br₂ და I₂.

აზოტთან N₂ 400 °C-ზე მაღლა ტიტანი წარმოქმნის ნიტრიდს TiN_x(x=0,58-1,00). ტიტანის ურთიერთქმედებით ნახშირბადთან წარმოიქმნება ტიტანის კარბიდი TiC_x (x=0,49-1,00).

გახურებისას Ti შთანთქავს H₂-ს ცვალებადი შემადგენლობის ნაერთის წარმოქმნით TiH_х (x=1,0). გახურებისას ეს ჰიდრიდები იშლებიან წყალბადის H₂ გამოყოფით. ტიტანი წარმოქმნის შენადნობებს მრავალ ლითონთან.

• ლითონი გამოიყენება: ქიმიურ მრეწველობაში (რეაქტორებში, მილსადენებში, ტუმბოებში, მილსადენის არმატურა),

სამხედრო მრეწველობაში (ჯავშან ჟილეტები, ავიაციის ჯავშანი, წყალქვეშა ნავების კორპუსები), სამრეწველო პროცესებში (გამამტკნარებელ დანადგარებში, ცელულოზისა და ქაღალდის დამზადების პროცესებში), საავტომობილო მრეწველობაში, სასოფლო სამეურნეო მრეწველობაში, კვების მრეწველობაში, სამკაულებში პირსინგისათვის, სამედიცინო მრეწველობაში (პროთეზები, ოსტეოპროთეზი), სტომატოლოგიურ და ენდოდონტურ ინსტრუმენტებში, კბილის იმპლატანტებში, სპორტულ საქონელში, საიუველირო ნაკეთობებში (ალექსანდრ ხომოვი), მობილურ ტელეფონებში, მჩატე შენადნობებში და ა.შ. წარმოადგენს უმნიშვნელოვანეს საკონსტრუქციო მასალას ავია-, რაკეტა-, გემმშენებლობაში.

• ტიტანურ ჩამოსხმას ასრულებენ ვაკუუმის ღუმელებში გრაფიტის ფორმებში ყალიბებში. ვაკუუმური ჩამოსხმა ასევე გამოიყენება გამოსადნობ მოდელებში. ტექნოლოგიური სიძნელეების გამო, მხატვრულ ჩამოსხმაში გამოიყენება ძალიან იშვიათად. მსოფლიოში პირველ ტიტანისაგან მონუმენტალურ ჩამოსხმულ სკულპტურას წარმოადგენს იური გაგარინის ძეგლი რომელიც მისი სახელობის მოედანზე დგას მოსკოვში.
• ტიტანი წარმოადგენს მალეგირებელ დანამატს ზოგი მარკის ფოლადებში.
• ნიტინოლი (ნიკელი-ტიტანი) — შენადნობი, რომელსაც გააჩნია ფორმის მეხსიერება, გამოიყენება მედიცინაში და ტექნიკაში.
• ტიტანის ალუმინიდი წარმოადგენს ჟანგვისადმი ძალიან მდგრად და ცეცხლგამძლეს, რამაც თავის მხვრივ განსაზღვრა მისი გამოყენების სფეროები - ავიაცია და მანქანათმშენებლობა როგორც კონსტრუქციული მასალა

ნაერთების სახით

• თეთრი ტიტანის დიოქსიდი (TiO₂) გამოიყენება საღებავებში (მაგალითად, ტიტანის მათეთრებელი), ასევე ქაღალდისა და პლასტიკის წარმოებაში. საკვები დანამატია - E171.
• ტიტანორგანული ნაერთები (მაგ. ტეტრაბუტოქსიტიტანი) გამოიყენება როგორც კატალიზატორი და გამამყარებელი ქიმიურ და საღებავებისა და ლაქების მრეწველობებში.
• ტიტანის არაორგანული ნაერთები გამოიყენება ქიმიურ ელექტრონულ მრეწველობაში, მინის ბოჭკოს წარმოებაში როგორც დანამატი ან საფარი.
• ტიტანის დიბორიტი — ზემაგარი მასალების მნიშვნელოვანი კომპონენტია რომლებიც გამოიყენება ლითონების დამუშავებისათვის.
• ტიტანის ნიტრიდი გამოიყენება ინსტრუმენტების ზედაპირის დასაფარავად.
• ბარიუმის ტიტანატი BaTiO₃, ტყვიის ტიტანატი PbTiO₃ და მთელი რიგი სხვა ტიტანატები —- სეგნეტოელექტრიკებია.

მოხმარების ბაზრის ანალიზი

2005 წელს კომპანიამ Titanium Corporation გამოაქვეყნა ტიტანის მოხმარების შემდეგი შეფასება მსოფლიოში:

• 60 % — საღებავები;
• 20 % — პლასტიკები;
• 13 % — ქაღალდი;
• 7 % — მანქანათმშენებლობა.

ღირებულება

15-25 $ კილოგრამზე, სიწმინდის მიხედვით.

შავი ტიტანის (ტიტანის ღრუბელი) სიწმინდე და მარკა ჩვეულებრავ განისაზღვრება მისი პლასტიკურობის ხარისხით.

ფეროტიტანის ფასი (ტიტანის მინიმუმ 70 %) 22.12.2010-სათვის შეადგინა $6,82 ერთ კილოგრამზე. 01.01.2010-ისათვის ფასი იყო $5,00 დონეზე - ერთ კილოგრამზე.