تبلیغات
وب اطلاعات شیمی برای جوانان و نوجوانان - تیتانیم

تیتانیم

شنبه 2 مرداد 1389  10:43 ب.ظ

نوع مطلب :عناصر گروه چهارم ،

تیتانیم عنصری فلزی است که رنگ سفید- نقره ای براق دارد . این عنصر در سال 1791 توسط William Gregor دانشمند انگلیسی کشف گردید . در زیرC°880 ساختار بلورین هگزا گونال دارد و بالای این دما تبدیل به ساختار مکعبی می شود. این فلز بسیار سخت است و دانسیته پایینی دارد.این فلز خاصیت چکش خواری دارد.ترکیبات تیتانیم به صورت وسیعی در طبیعت توزیع شده است.روتیل، دی اکسید طبیعی تیتانیم و ایلمینیت که علاوه بر تیتانیم شامل آهن واکسیژن نیز می باشد دو منبع اصلی تیتانیم هستند.یک روش تهیه این فلز شامل عبور کلر از روی ایلمنیت یا روتیلی است که باکربن تا نقطه قرمز شدن حرارت دیده. تیتانیم تترا کلریدی که تشکیل می شود با تقطیر جزء به جزء خالص می شود وسپس با منیزیم مذاب در دمای C°800 در اتمسفری از آرگن احیاء می شود.

تیتانیم ناخالص در سال 1887 توسط نیلسون و پترسون به دست آمد. و فلز خالص آن در سال 1910 توسط گرما دادن به ترکیب تترا کلرید تیتانیم با سدیم در بمبهای فولادی به دست آمد.
تیتانیم در شهابسنگها و خورشید وجود دارد. سنگهای بدست آمده از ماموریت آپولو 17 در ماه حدود 12.1 درصد اکسید تیتانیم داشته است. باندهای اکسید تیتانیم در طیف سنجی از مدل M ستاره ها میزان بالایی را نشان داده است. این عنصر از نظر فراوانی نهمین عنصر در پوسته زمین به حساب می آید. تیتانیم معمولاً از سنگهای آتشفشانی و رسوبات حاصل از آنها به دست می آید.
این عنصر در کانیهای روتیل، ایلمینیت و اسفن و تیتانس و در نهشته های آهنی نیز وجود دارد. تیتانیم در خاکسترهای زغالسنگ ، در گیاهان و در بدن انسان وجود دارد. این عنصر در آزمایشگاه توسط واکنش تتراکلرید تیتانیم با منیزیم به دست می آید. این روش برای تولیدات بشتر فلز تیتانیم نیز استفاده می شود. تیتانیم می تواند توسط تجزیه یدی تصفیه شود.
تیتانیم خالص فلزی درخشنده و به رنگ سفید است. دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی می باشد. این عنصر که در هوا می سوزد تنها عنصری است که در نیتروژن هم می سوزد. تیتانیم در برابر اسید هیپوکلریک و اسید سولفوریک رقیق و بیشتر اسیدهای آلی و گاز کلرو محلولهای کلری مقاوم است.
تیتانیم طبیعی از بمباران مواد رادیواکتیو با دوترونها حاصل می شود. این تشعشعات رادیو اکتیوی بیشتر پوزیترونها و اشعه های گاما با قدرت بالا هستند. فلز تیتانیم از نظر فیزیولوژی بی اثر است. تیتانیم می تواند در دمای برافروختگی با اکسیژن و در دمای 550 درجه سانتیگراد با کلر ترکیب شود. زمانی که دی اکسید تیتانیم خالص است سطح آن بسیار براق می شود و حتی میتواند بیشتر از الماس خاصیت انعکاس نور دارد.
تیتانیم طبیعی شامل 5 ایزوتوپ است که جرم اتمی آن از 46 تا 50 در تغییر است. همه این عناصر پایدار هستند. هشت ایوتوپ دیگر این عنصر ناپایدار هستند.
مهمترین آلیاژهای عنصر تیتانیم با آلومینیم ، مولیبدن، منگنز، آهن و دیگر فلزات است.
ترکیبات تیتانیم به علت سبکی وزن و مقاومت بالا در برابر تغییردما ، بیشتر برای ساخت هواپیماها و گلوله ها به کار می رود. تیتانیم فلزی است که مثل فولاد سخت و محکم است اما 45 % از فولاد سبکتر است.
این عنصر دارای مقاومت بالا است به همین دلیل برای استفاده درآب دریا و برای پروانه هواپیما و کشتی، بادبانها و قطعات یدکی کشتیها استفاده می شود. این عنصر به صورت مصنوعی ساخته می شود و زمانی که مصنوعی باشد برای استفاده جواهرات مورد استفاده قرار می گیرد. درخشش یاقوت کبود و یاقوت سرخ به علت وجود اکسید تیتانیم در ترکیب آنها می باشد.
دی اکسید تیتانیم به طور وسیعی برای استفاده رنگهای ساختمانی و رنگهای هنری کاربرد دارد و این استفاده به علت خاصیت پوشش قوی است که دارد. دی اکسید تیتانیم یک ماده رنگی است که در این مورد استفاده وسیعی دارد. تیتانیم رنگی منعکس کننده خوبی برای اشعه مادون قرمز می باشد و برای رصد خورشید در زمانی که در اثرگرما دید ضعیف باشد، نیز استفاده می شود. تترا کلرید تیتانیم در صنعت شیشه نیز کاربرد دارد.
قیمت فلز تیتانیم خالص 99.95% میزان 100 دلار در پوند است.



ساختار بلوری عنصر تیتانیم


اثرات تیتانیم بر سلامتی انسان
میزان سمی بودن تیتانیم به صورت عنصری و اکسید تیتانیم اندک است. موشهای آزمایشگاهی که خاکسترهای تیره رنگی را طی تنفس وارد بدن خود کرده اند، معمولاً در بدن خود مقداری اکسید تیتانیم دارند. تاثیر اکسید تیتانیم تاثیر اندکی بر ششهای انسان دارد.
تاثیر مقدار زیاد پودر تیتانیم: تنفس غبار تیتانیم باعث گرفتگی و درد سینه، سرفه و مشکلات تنفسی میشود. اگر اکسید تیتانیم با پوست و چشم تماس پیدا کند، باعث تحریک میگردد. تنفس، تماس پوستی و چشمی راههای ورود اکسید تیتانیم به بدن انسان است.
سرطانزایی: آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC)، اکسید تیتانیم را در گروه سوم طبقه بندی کرده است.

تاثیرات زیست محیطی تیتانیم
تیتانیم عنصری است که اثرات سمی آن اندک میباشد.
تاثیرات زیست محیطی خاصی از تیتانیم گزارش نشده است.



عنصر تیتانیم در طبیعت


تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر تیتانیم :
عدد اتمی: 22
جرم اتمی: 47.867
نقطه ذوب : C°1660
نقطه جوش : C°3287
شعاع اتمی : Å 2.0
ظرفیت: 2
رنگ: سفید نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: 4
انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 6.82
شکل الکترونی: 1s22s2p63s23 p63d24s2
شعاع یونی : Å 0.605
الکترونگاتیوی: 1.54
حالت اکسیداسیون: 4
دانسیته: 1.55
گرمای فروپاشی: Kj/mol 15.45
گرمای تبخیر : Kj/mol421
مقاومت الکتریکی: Ohm m: 0.00000042
گرمای ویژه: J/g Ko 0.52
دوره تناوبی:4

شماره سطح انرژی : 4
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 10
چهارمین انرژی : 2
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Ti-44 52.0 سال
Ti-45 3.07 ساعت
Ti-46 پایدار
Ti-47 پایدار
Ti-48 پایدار
Ti-49 پایدار
Ti-50 پایدار
Ti-51 5.76 دقیقه

اشکال دیگر :
دی اکسید تیتانیم TiO2 ، تری اکسید دی تیتانیم Ti2O3 و اکسید تیتانیم TiO
هیدرید تیتانیم TiH2
تری کلرید تیتانیم TiCl3 ، دی کلرید تیتانیم TiCl2 و تترا کلرید تیتانیم TiCl4


منابع : کانی های ایلمنیت و روتیل
کاربرد : به عنوان اسیدی پایدار و قوی در بسیاری از آلیاژکاری ها به کار می رود . دی اکسید تیتانیم دارای رنگ سفیدی است که برای پوشش دیوار به کار می رود . در موتور هواپیما و در وسایلی که فلز سبک لازم دارد استفاده می شود . همچنین در درصنایع رنگ سازی ، لاستیک سازی ، فولاد سازی نیز استفاده می شود .

روش شناسایی:

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography
XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry
ES :Emission Spectrography
NA:Neutron Activation Analysis
COL: Colorimetry



نوشته شده توسط: | آخرین ویرایش:- | نظرات() 

Eddy
جمعه 17 آذر 1396 09:44 ق.ظ
Very soon this website will be famous among all blogging and site-building viewers, due
to it's nice content
https://anabelkrumm.wordpress.com/2014/05/28/heel-pain-relief-at-home/
دوشنبه 5 تیر 1396 10:29 ق.ظ
Right here is the perfect blog for anybody
who would like to find out about this topic. You know a whole lot its almost tough
to argue with you (not that I actually would want to?HaHa).
You definitely put a new spin on a topic which has been discussed for a long time.
Excellent stuff, just great!
Shawn
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 03:33 ب.ظ
Every weekend i used to pay a quick visit this site, as
i wish for enjoyment, for the reason that this this web site
conations actually pleasant funny information too.
rodgersfifvkjyqyx.snack.ws
جمعه 22 اردیبهشت 1396 11:10 ق.ظ
Woah! I'm really digging the template/theme of this website.
It's simple, yet effective. A lot of times it's tough to get that "perfect balance" between usability and visual appearance.
I must say you've done a very good job with this. In addition, the blog loads extremely quick for me on Internet explorer.
Outstanding Blog!
BHW
پنجشنبه 31 فروردین 1396 03:51 ق.ظ
What's up colleagues, nice post and nice urging commented here, I am in fact enjoying by these.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر