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Titan Chemische Reaktion

Titan ist ein chemisches Element, chemisches Symbol Ti, Ordnungszahl 22, im Periodensystem der chemischen Elemente im vierten Zyklus, Gruppe IVB. Ist ein silberweißes Übergangsmetall, das sich durch geringes Gewicht, hohe Festigkeit, mit metallischem Lüster, feuchtigkeitsresistente Chlorkorrosion auszeichnet. Aber Titan kann nicht in trockenem Chlor verwendet werden, auch wenn die Temperatur unter 0 ℃ trockenes Chlor, wird es eine heftige chemische Reaktion, die Bildung von Titantetrachlorid und dann Zersetzung von Titandioxid oder sogar Verbrennung. Nur wenn der Feuchtigkeitsgehalt von Chlorgas höher als 0,5% ist, kann Titan eine zuverlässige Stabilität beibehalten.

Titan [2] wird aufgrund seiner Dispersion in der Natur als ein seltenes Metall angesehen und ist schwer zu extrahieren. Aber es ist relativ reich, in allen Elementen auf dem zehnten Platz. Titanerz hauptsächlich Ilmenit und Rutil, weit verbreitet in der Kruste und Lithosphäre. Titan ist auch in fast allen Lebewesen, Felsen, Gewässern und Böden vorhanden. Die Extraktion von Titan aus dem Haupterz erfordert die Crow-Methode oder die Hunt-Methode. Die gebräuchlichste Verbindung von Titan ist Titandioxid, das zur Herstellung von Weißpigmenten verwendet werden kann. Andere Verbindungen umfassen Titantetrachlorid (TiCl & sub4;) (als Katalysator und zur Herstellung von Rauchabschirmungen für Luftabdeckungen) und Titantrichlorid (TiCl & sub3;) (zur Herstellung von katalysiertem Polypropylen).

Physikalische Eigenschaften

Titan hat metallischen Glanz und ist duktil. Dichte von 4,5 g / cm3. Schmelzpunkt 1660 ± 10 ℃. Der Siedepunkt von 3287 ℃. Valence + 2, + 3 und +4. Die Ionisationsenergie beträgt 6,82 eV. Titan zeichnet sich durch geringe Dichte, mechanische Festigkeit, einfache Verarbeitung aus. Die Plastizität von Titan hängt hauptsächlich von der Reinheit ab. Titan mehr rein, desto größer die Plastizität. Hat eine gute Korrosionsbeständigkeit, nicht von der Atmosphäre und Meerwasser beeinflusst. Bei Raumtemperatur ist nicht weniger als 7% Salzsäure, 5% Schwefelsäure, Salpetersäure, Königswasser oder verdünnte Alkalilösung Korrosion; nur Flusssäure, konzentrierte Salzsäure, konzentrierte Schwefelsäure kann nur eine Rolle spielen.

Titan ist ein wichtiges Legierungselement in Stahl und Legierungen. Die Dichte von Titan ist 4,506 bis 4,516 g / cm (20 ° C) höher als die von Aluminium und niedriger als für Eisen, Kupfer und Nickel. Aber die Stärke liegt an der Spitze des Metalls. Schmelzpunkt 1668 ± 4 ℃, latente Schmelzwärme 3,7-5,0 kcal / Grammatom, Siedepunkt 3260 ± 20 ℃, latente Verdampfungswärme 102,5-112,5 kcal / Grammatom, kritische Temperatur 4350 ℃, kritischer Druck 1130 Atmosphärendruck. Titan Wärmeleitfähigkeit und Leitfähigkeit ist schlecht, ähnlich oder etwas niedriger als der Edelstahl, Titan mit Supraleitung, Titan supraleitenden kritischen Temperatur von 0,38-0,4K. Bei 25 ° C beträgt die Wärmekapazität von Titan 0,126 Karten / Grammatom, Enthalpie 1149 Karten / Grammatom, Entropie beträgt 7,33 Karten / Grammatom, Metall Titan ist paramagnetisches Material, die Permeabilität beträgt 1,00004.

Titan hat Plastizität, hohe Reinheit Titan-Dehnung von bis zu 50-60%, Abschnitt Schrumpfung bis zu 70-80%, aber die Schrumpfstärke ist gering (das heißt, die Intensität der Kontraktion). Titan Verunreinigungen in der Existenz seiner großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften, vor allem die Lücke Verunreinigungen (Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff) kann stark die Festigkeit von Titan verbessern, deutlich seine Plastizität. Titan als Strukturmaterial weist gute mechanische Eigenschaften auf, das heißt, es ist streng darauf zu achten, den entsprechenden Verunreinigungsgehalt zu kontrollieren und Legierungselemente hinzuzufügen.

chemische Reaktion

Titan reagiert mit vielen Elementen und Verbindungen bei höheren Temperaturen. Verschiedene Elemente, entsprechend ihrer unterschiedlichen Reaktionen mit Titan, können in vier Kategorien eingeteilt werden:

Die erste Kategorie: Halogen- und Sauerstoffelemente und kovalente Titan- und Ionenbindungsverbindungen;

Die zweite Kategorie: Übergangselemente, Wasserstoff-, Beryllium-, Bor-, Kohlenstoff- und Stickstoffelemente mit Titan zur Herstellung von intermetallischen und begrenzten festen Lösungen;

Die dritte Kategorie: Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Chrom, Scandium und Titan, um eine unendliche feste Lösung zu erzeugen;

Die vierte Kategorie: Inertgas, Alkalimetall, Erdalkalimetall, Seltenerdelemente (außer Scandium), Actinium, Thorium usw. reagieren nicht mit Titan oder reagieren grundsätzlich nicht. Mit der Verbindung HF und Fluoridfluoridgas in der Erhitzungsreaktion mit Titan zur Erzeugung von TiF4 wird die Reaktion durchgeführt

Ti + 4HF = TiF & sub4; + 2H & sub2; + 135,0 kcal

Die nichtwässrige Fluorwasserstoffflüssigkeit kann einen dichten Titantetrafluoridfilm auf der Titanoberfläche bilden, um zu verhindern, dass HF in das Innere des Titans eintaucht. Flusssäure ist das stärkste Lösungsmittel für Titan. Selbst wenn die Konzentration von 1% Fluorwasserstoffsäure, aber auch mit der Titanreaktion:

2Ti + 6HF = 2TiF3 + 3H2

Das wasserfreie Fluorid und seine wässrige Lösung reagieren bei niedrigen Temperaturen nicht mit Titan, und nur das geschmolzene Fluorid reagiert bei hohen Temperaturen signifikant mit Titan. HCl und Chlorid Das Chlorwasserstoffgas kann das Titanmetall korrodieren und der trockene Chlorwasserstoff reagiert mit Titan bei & gt; 300 ° C zur Herstellung von TiCl 4:

Ti + 4HCl = TiCl & sub4; + 2H & sub2; + 94,75 kcal

Konzentration <5% salzsäure="" bei="" raumtemperatur="" reagiert="" nicht="" mit="" titan,="" 20%="" salzsäure="" bei="" raumtemperatur="" mit="" dem="" auftreten="" von="" melonen="" bei="" der="" erzeugung="" von="" purpurfarbenem="" ticl="">

2Ti + 6HCl = 2TiCl3 + 3H2