טיטניום (Ti): מה זה, למה זה מיועד ונתוני מתכת

O טִיטָן הוא היסוד הכימי עם הסמל Ti ומספר אטומי, כלומר מספר הפרוטונים שווה ל-22. מתכת זו ממוקמת בקבוצה 4 ו-4 של הטבלה המחזורית.

המסה האטומית של היסוד היא 47.867 u, ומכיוון שיש לו 22 אלקטרונים באלקטרונים של האטום, התפלגות האלקטרונים שלו היא 1 שניות² 2 שניות² 2 עמ'⁶ 3 שניות² 3 עמ'⁶ 4 שניות² 3d².

לטיטניום תכונות רצויות עבור יישומים רבים שכן הוא חזק כמו פלדה והרבה יותר קל.

מכיוון שזו מתכת רקיעה, עקשנית, עמידה בפני קורוזיה, היא מציגה עמידות מכנית, יציבות תרמית ותגובתיות נמוכה, הוא מתווסף לסגסוגות מתכת כך שיהיה להם גבוה ביצועים. התאימות הביולוגית ואי-הרעילות שלו הופכות אותו גם לשימושי לייצור תותבות עצם.

המאפיינים העיקריים של טיטניום הם:

• נקודת התכה: 1668 מעלות צלזיוס
• נקודת רתיחה: 3287 מעלות צלזיוס
• צפיפות: 4.5 גרם/ס"מ³
• צבע: אפור כסף
• מצב פיזי ב-20 מעלות צלזיוס: מוצק
• איזוטופים: טי⁴⁶, אתה⁴⁷, אתה⁴⁸, אתה⁴⁹ ואת⁵⁰

יסוד כימי זה התגלה על ידי האנגלי ויליאם גרגור בשנת 1791 ושמו, נגזר מהיוונית טיטאנים, יוחס מאוחר יותר על ידי מרטין היינריך קלפרוט.

טיטניום הוא היסוד התשיעי בשכיחותו על פני כדור הארץ והוא נמצא בקרום כדור הארץ בעפרות כמו רוטיל (TiO₂) ואילמניט (FeTiO₃). לכן, כרייה היא השיטה העיקרית להשגת מתכת זו.

מיקום הטיטניום בטבלה המחזורית

למה משמש טיטניום?

מכיוון שהוא לא תגובתי מבחינה כימית בטמפרטורת החדר, יצוק בקלות, בעל עמידות מכאנית וקורוזיה גבוהה, טיטניום משמש כמתכת אסטרטגית.

תעשיות התעופה והחלל הן המשתמשים העיקריים של טיטניום לייצור חלקים, כגון רכיבי טורבינה וגוף גוף. יישומים נוספים הם ייצור תותבות שיניים, שתלים כירורגיים ותכשיטים.

ברפואה, טיטניום שימושי מאוד בגלל תאימותו לרקמות אנושיות, קלילות וחוזק. הוא משמש לייצור שתלים לחלקי גוף, כגון ברגי קיבוע, החלפת מפרק הברך, תותבת עצם הזרוע, תותבת ירך ועוד.

תמונת רנטגן של תותבת טיטניום

טיטניום דו חמצני (TiO₂) היא אחת התרכובות העיקריות של יסוד זה, המשמשת כחומר הלבנה. בדרך כלל, דיו לבן באיכות גבוהה משתמש בו כדי לשפר את המראה החזותי של צבע ומבריק. גם מוצרים אחרים, כמו משחות שיניים ומסנני קרינה, משתמשים בפיגמנט. קיים גם יישום כצבע מאכל המוסף במוצרי חלב, ממתקים ומשקאות.

באדריכלות, אנו יכולים לראות את השימוש בטיטניום לכיסוי מבנים מעוקלים במוזיאון גוגנהיים בבילבאו, צפון ספרד.

מוזיאון גוגנהיים בבילבאו, צפון ספרד. מקור: קריסטיאן, דרך פליקר (CC BY-NC-ND 2.0)

בחיי היומיום אנו יכולים למצוא מוצרים רבים המכילים טיטניום בהרכבם, כגון מסגרות לאופניים, משקפי ראייה ומחבטי טניס.

בתעשייה הכימית, טיטניום משמש כזרז לתגובות. באופן זה מאפשר לשלוט במהירות התגובה ולצמצם את זמן היווצרות המוצר מבלי להשפיע על הרכב החומרים.

תעשיית הרכב חקרה את שילוב טיטניום בייצור מכוניות כדי להפחית את המסה שלהן ובכך להפחית את צריכת הדלק ולהגביר את האצה שלהן.

קבל יותר ידע עם התוכן:

• יסודות כימיים
• טבלה מחזורית
• מהן מתכות?

הפניות ביבליוגרפיות

ATKINS, P.W.; ג'ונס, ל. עקרונות הכימיה: חקירת החיים המודרניים והסביבה. 3.ed. פורטו אלגרה: איש הספרים, 2006.

פלטר, ר. יסודות הכימיה: כרך. יחיד. מהדורה רביעית. סאו פאולו: מודרניה, 2005.

לי, ג'יי. ד. כימיה אנאורגנית לא כל כך תמציתית. תרגום של המהדורה החמישית. אנגלית. המוציא לאור Edgard Blucher Ltd. 1999.