Ο τιτάνιο είναι το χημικό στοιχείο με σύμβολο Ti και ατομικό αριθμό, δηλαδή αριθμό πρωτονίων ίσο με 22. Αυτό το μέταλλο βρίσκεται στις ομάδες 4 και 4 του περιοδικού πίνακα.
Η ατομική μάζα του στοιχείου είναι 47.867 u, και επειδή έχει 22 ηλεκτρόνια στα ηλεκτρόνια του ατόμου, η κατανομή των ηλεκτρονίων του είναι 1 s2 2s2 2π6 3s2 3π6 4s2 3d2.
Το τιτάνιο έχει επιθυμητές ιδιότητες για πολλές εφαρμογές καθώς είναι τόσο ισχυρό όσο ο χάλυβας και πολύ ελαφρύτερο.
Επειδή είναι όλκιμο, πυρίμαχο, ανθεκτικό στη διάβρωση μέταλλο, παρουσιάζει μηχανική αντοχή, θερμική σταθερότητα και χαμηλή αντιδραστικότητα, προστίθεται σε κράματα μετάλλων έτσι ώστε να έχουν υψηλή εκτέλεση. Η βιοσυμβατότητα και η μη τοξικότητά του το καθιστούν επίσης χρήσιμο για την κατασκευή οστικών προθέσεων.
Τα κύρια χαρακτηριστικά του τιτανίου είναι:
- Σημείο τήξεως: 1668 °C
- Σημείο βρασμού: 3287 °C
- Πυκνότητα: 4,5 g/cm3
- Χρώμα: ασημί γκρι
- Φυσική κατάσταση στους 20 °C: στερεό
- Ισότοπα: Ti46, εσείς47, εσείς48, εσείς49 και εσύ50
Αυτό το χημικό στοιχείο ανακαλύφθηκε από τον Άγγλο William Gregor το 1791 και το όνομά του προέρχεται από το ελληνικό
τιτάνες, αποδόθηκε αργότερα από τον Martin Heinrich Klaproth.Το τιτάνιο είναι το ένατο πιο άφθονο στοιχείο στον πλανήτη και βρίσκεται στο φλοιό της γης σε μεταλλεύματα όπως το ρουτίλιο (TiO2) και ιλμενίτης (FeTiO3). Επομένως, η εξόρυξη είναι η κύρια μέθοδος απόκτησης αυτού του μετάλλου.
Σε τι χρησιμεύει το τιτάνιο;
Επειδή είναι χημικά μη αντιδραστικό σε θερμοκρασία δωματίου, χυτεύεται εύκολα, έχει υψηλή μηχανική αντοχή και αντοχή στη διάβρωση, το τιτάνιο χρησιμοποιείται ως στρατηγικό μέταλλο.
Οι αεροπορικές και αεροδιαστημικές βιομηχανίες είναι οι κύριοι χρήστες του τιτανίου για την παραγωγή εξαρτημάτων, όπως εξαρτήματα στροβίλου και ατράκτου. Άλλες εφαρμογές είναι η κατασκευή οδοντικών προθέσεων, χειρουργικών εμφυτευμάτων και κοσμημάτων.
Στην ιατρική, το τιτάνιο είναι πολύ χρήσιμο λόγω της συμβατότητάς του με τους ανθρώπινους ιστούς, της ελαφρότητας και της αντοχής του. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή εμφυτευμάτων για μέρη του σώματος, όπως βίδες στερέωσης, αντικατάσταση γονάτου, πρόσθεση βραχιονίου, πρόσθεση ισχίου, μεταξύ άλλων.
Διοξείδιο του τιτανίου (TiO2) είναι μία από τις κύριες ενώσεις αυτού του στοιχείου, που χρησιμοποιείται ως λευκαντικό. Γενικά, τα λευκά μελάνια υψηλής ποιότητας το χρησιμοποιούν για να βελτιώσουν την οπτική εμφάνιση του χρώματος και της γυαλάδας. Άλλα προϊόντα, όπως οδοντόκρεμες και αντηλιακά, χρησιμοποιούν επίσης τη χρωστική ουσία. Υπάρχει επίσης εφαρμογή ως χρωστική τροφίμων που προστίθεται σε γαλακτοκομικά προϊόντα, γλυκά και ποτά.
Στην αρχιτεκτονική, μπορούμε να δούμε τη χρήση τιτανίου για την κάλυψη καμπυλωτών κατασκευών στο Μουσείο Guggenheim στο Μπιλμπάο, στη βόρεια Ισπανία.
Στην καθημερινή ζωή μπορούμε να βρούμε πολυάριθμα προϊόντα που έχουν τιτάνιο στη σύνθεσή τους, όπως σκελετοί ποδηλάτων, γυαλιά οράσεως και ρακέτες τένις.
Στη χημική βιομηχανία, το τιτάνιο χρησιμοποιείται ως καταλύτης για αντιδράσεις. Με αυτόν τον τρόπο, καθιστά δυνατό τον έλεγχο της ταχύτητας αντίδρασης και τη μείωση του χρόνου σχηματισμού του προϊόντος χωρίς να επηρεάζεται η σύνθεση των ουσιών.
Η αυτοκινητοβιομηχανία έχει μελετήσει την ενσωμάτωση του τιτανίου στην κατασκευή αυτοκινήτων για να μειώσει τη μάζα τους και, κατά συνέπεια, να μειώσει την κατανάλωση καυσίμου και να αυξήσει την επιτάχυνσή τους.
Αποκτήστε περισσότερες γνώσεις με τα περιεχόμενα:
- Χημικά στοιχεία
- Περιοδικός Πίνακας
- Τι είναι τα μέταλλα;
Βιβλιογραφικές αναφορές
ATKINS, P.W.; ΤΖΟΝΣ, Λ. Αρχές χημείας: αμφισβήτηση της σύγχρονης ζωής και του περιβάλλοντος. 3.εκδ. Porto Alegre: Bookman, 2006.
ΦΕΛΤΡΕ, Ρ. Fundamentals of Chemistry: τομ. μονόκλινο. 4η έκδ. Σάο Πάολο: Moderna, 2005.
Λι, Τζ. ΡΕ. Όχι τόσο συνοπτική ανόργανη χημεία. Μετάφραση της 5ης έκδ. Αγγλικά. Εκδότης Edgard Blucher Ltd. 1999.
