TITANAS

Titanas yra ketvirto periodo ketvirtoje B grupėje.

Titano atomas turi 22 protonus, 22 elektronus ir 26 neutronus. Jo atominė masė yra 47,88. Pagrindinis oksidacijos laipsnis 4. Pirmame elektronų sluoksnyje titanas turi 2 elektronus, antrame – 8 elektronus, trečiame – 10 elektronų, ketvirtame – 2 elektronus.

Titanas turi 4 valentinius elektronus; du iš jų yra išorinėje orbitoje ir du – priešpaskutinėje orbitoje. Šis elementas nesugeba prisijungti elektronų, todėl jis savo junginiuose nebūna neigiamas.

Titanas priklauso prie labai paplitusių elementų skaičiaus. Titano randama 0,2%. TTitanas įeina į daugelio mineralų sudėtį. Svarbiausieji iš jų – titanomagnetiniai, FeTiO3 . Fe3O4. Nors gamtoje titano randama palyginti daug, tačiau jis mažai įsisavintas praktikoje ir kai kada traktuojamas kaip ,,retasis’’ elementas. Taip yra todėl, kad jis labai išsisklaidęs gamtoje ir perdirbti tinkami jo kiekiai randami labai retai. Kita svarbi priežastis – tai sunkus jo išskyrimas iš gamtinių junginių.

G a v i m a s. Titanas gaunamas, redukuojant jo chloridą metaliniu magniu. Pvz.:

TiCl4 + 2Mg 2MgCl2 + Ti.

Reakcija vykdoma 900oC ttemperatūroje inertinių dujų atmosferoje (slėgyje).

S a v y b ė s. Pagal fizines savybes titanas – tai tipiškas metalas, savo išvaizda panašus į plieną. Titano lydymosi temperatūra yra 1660oC, o virimo temperatūra – 3287oC. Tankis – 4,54g/cm3.

Titanas kalus. Iš jo ggalima išvalcuoti lakštus ir net foliją. Be to, jis atsparus oro ir vandens atžvilgiu. Titanas du kartus lengvesnis už plieną, o titano lydiniai tris kartus tvirtesni už aliuminio lydinius, penkis kartus tvirtesni už magnio lydinius ir pranoksta kai kurius specialiuosius plienus, o jo tankumas žymiai mažesnis.

P a n a u d o j i m a s. Titanas naudojamas, lydant plienus, deguoniui ir azotui pašalinti. Titano milteliai sugeba absorbuoti labai didelius kiekius vandenilio.

Dėl savo fizikinių savybių titanas ir jo lydiniai plačiai naudojami avio ir laivų gamyboje, kosminėje technikoje. Kaip legiruojantis priedas, titanas naudojamas juoduosiuose ir spalvotuose lydiniuose. Titanas kaip pagrindas naudojamas konstrukcinėse medžiagose, sugebančiose dirbti ekstremaliose sąlygose. Lydiniuose su geležimi titanas (ferotitanas) naudojamas kaip priedas prie specialių plienų.

J u n gg i n i a i. Titanas yra keturvalentis, tačiau palyginti lengvai sudaro junginius, kuriuose jis trivalentis. Dvivalenčio titano dariniai negausūs ir labai nepatvarūs.

Titaną veikia HCl, H2SO4 ir HNO3. kambario temperatūroje titanas atsparus vandeniui ir orui. Esant aukštai temperatūrai, jis reaguoja su halogenais, deguonimi, siera, azotu ir anglimi.

Kaitinant titaną, susidaro titano dioksidas TiO2. Jis sunkiai lydosi ir praktiškai netirpsta vandenyje, praskiestose rūgštyse ir šarmuose. Karštoje koncentruotoje sieros rūgštyje TiO2 lėtai pereina į tirpalą.

Titano dioksidas naudojamas baltų dažų (titano baltalai), sunkiai llydomo stiklo, glazūrų ir emalių gamyboje.

Titano hidroksidas gaunamas netiesioginiu būdu. Paprastai būna baltų drebučių pavidalo, beveik netirpsta vandenyje, bet lengvai sudaro koloidinius tirpalus. Hidroksidas pasižymi amfoterinėmis savybėmis. Titanatus, galima gauti, sulydant TiO2 su metalų oksidais arba šarmais. Druskos paprastai būna tokių formų: Na2TiO3, Na4TiO4. dauguma titanatų netirpsta vandenyje.

Titano karbidas – tai metališkas kristalas, labai kietas ir sunkiai lydomas. Dėl jo kietumo TiC vartojamas kaip šlifuojamosios medžiagos ir ir stiklui pjaustyti. Titano karbidas vartojamas specialių siūlelių gamybai, nes gerai praleidžia elektros srovę.

Iš junginių didžiausią reikšmę turi halogenidai. Paprastai jie gaunami, kaitinant dioksido mišinį su anglimi halogeno atmosferoje:

TiO2 + 2C + 2Cl2 2CO + TiCl4.

TiCl4 paprastose sąlygose – skystis. Titano halogenidai lengvai tirpsta vandenyje.

Titanas lengvai sudaro kompleksinius junginius.