Titan

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Den här artikeln handlar om grundämnet titan. För Saturnus måne, se Titan (måne). För andra betydelser, se Titan (olika betydelser).
Titan
Nummer
22
Tecken
Ti
Grupp
4
Period
4
Block
d

Ti

Zr
SkandiumTitanVanadin
[Ar] 3d2 4s2
22Ti
   

Titan-crystal bar.JPG


Emissionsspektrum
Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Relativ atommassa 47,867(1)[1] u
Utseende Silvervit
Fysikaliska egenskaper
Densitet vid r.t. 4,506 g/cm3
– flytande, vid smältpunkten 4,11 g/cm3
Aggregationstillstånd Fast
Smältpunkt 1941 K ​(1668 °C)
Kokpunkt 3560 K ​(3287 °C)
Molvolym 10,64 × 10−6 m3/mol
Smältvärme 18,7 kJ/mol
Ångbildningsvärme 457[2] kJ/mol
Specifik värmekapacitet 523[3] J/(kg × K)
Molär värmekapacitet 25,06 J/(mol × K)
Ångtryck
Tr. (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
Te. (K) 1982 2171 (2403) 2692 3064 3558
Atomära egenskaper
Atomradie 147 pm
Kovalent radie 160 pm
Elektronaffinitet 7,6 kJ/mol
Jonisationspotential Första: 658,8 kJ/mol
Andra: 1309,8 kJ/mol
Tredje: 2652,5 kJ/mol
Fjärde: 4174,6 kJ/mol
(Lista)
Arbetsfunktion 4,33[4] eV
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration [Ar] 3d2 4s2
e per skal 2, 8, 10, 2
Electron shell 022 Titanium - no label.svg
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd 4, 3, 2, 1, −1, −2[5]
Oxider (basicitet) TiO2 (amfoterisk)
Elektronegativitet 1,54 (Paulingskalan)
1,38 (Allenskalan)
Normalpotential −0,86 V (TiO2+ + 2 H+ + 4 e → Ti + H2O)
Diverse
Kristallstruktur Hexagonal tätpackad (hcp)
Kristallstruktur
Ljudhastighet 4140 m/s
Termisk expansion 8,6 µm/(m × K) (25 °C)
Värmeledningsförmåga 21,9 W/(m × K)
Elektrisk konduktivitet 2,5 × 106 A/(V × m)
Elektrisk resistivitet 420 × m (20 °C)
Magnetism Paramagnetisk
Magnetisk susceptibilitet 1,8 × 10−4[6]
Youngs modul 116 GPa
Skjuvmodul 44 GPa
Kompressionsmodul 110 GPa
Poissons konstant 0,34[7]
Mohs hårdhet 6
Vickers hårdhet 830–3420 MPa
Brinells hårdhet 716–2770 MPa
Identifikation
CAS-nummer 7440-32-6
Pubchem 23963
Historia
Namnursprung Titaner, söner till jordgudinnan inom grekisk mytologi.[8][9]
Upptäckt William Gregor (1791)
Första isolation Jöns Jakob Berzelius (1825)
Namngivare Martin Heinrich Klaproth (1795)
Stabilaste isotoper
Huvudartikel: Titanisotoper
Nuklid NF t1/2 ST SE (MeV) SP
44Ti {syn.} 63 a ε 0,268 44Sc
46Ti 8,0 %
Stabil
47Ti 7,3 %
Stabil
48Ti 73,8 %
Stabil
49Ti 5,4 %
Stabil
50Ti 5,4 %
Stabil
Säkerhetsinformation
Säkerhetsdatablad: Sigma-Aldrich
Globalt harmoniserat system för klassifikation och märkning av kemikalier
GHS-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) på grundval av följande källa: [10]
Pulver:
02 – Brandfarlig
Brandfarlig






H-fraser H250, H252
P-fraser P210, P222​, P280, P​235+410​, P​422​, P420
EU-märkning av farliga ämnen
EU-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) på grundval av följande källa: [11]
Pulver:
Brandfarlig
Brandfarlig
(F)
Irriterande
Irriterande
(Xi)





R-fraser R17, R​36/37/38
S-fraser S26
NFPA 704

NFPA 704.svg

1
1
2
SI-enheter och STP används om inget annat anges.

Titan (lat. titanium) är ett metalliskt grundämne och det nionde vanligaste atomslaget i jordskorpan. Titan används i legeringar inom bland annat flyg- och rymdteknik. Titan används också som implantatmedel i människokroppen, till exempel för att fästa tandproteser i käkben, eftersom benvävnad växer fast i titan och titan inte orsakar avstötning. Titan används också i smycken eftersom det sällan orsakar allergi.[12][13] Vidare används metallen, på grund av sin förmåga att tåla starka syror utan korrosion, som anod-/katod-ledare i ytbehandlingsindustrin och är lämplig i tillverkning av vissa typer av högtalarmembran. Titanets höga styrka, som tillåter mycket tunnare konstruktioner än flertalet andra metaller, kombinerat med en ganska låg densitet utnyttjas också vid tillverkning av utrustningar där låg vikt eftersträvas. Exempel på detta återfinns bl.a. i turbinblad, i vissa klockor samt kokkärl för vandrare.

Titandioxid, som inte släpper igenom ljus, används i solkrämer, smink och målarfärger.

Titanbearbetning[redigera | redigera wikitext]

Titanets hårdhet gör det svårt att bearbeta. De flesta borrar idag består av HSS härdat stål vilket är mjukare än titan. Stansning är vanligt förekommande men sliter på stansarna; stansar som går av är inte helt ovanligt.[ifrågasatt uppgift] Vid bockning spricker titan lätt om man tillämpar vanlig bockning (1–3 mm radie). Oftast måste man ha 5–10 mm radie vid bockning för att förhindra sprickor.[ifrågasatt uppgift]

Legeringar[redigera | redigera wikitext]

Det finns många olika titanlegeringar. Gemensamma fördelar för dem är att de är korrosionshärdiga, det vill säga rostar inte, tål värme bra och har låg densitet. Nackdelen är att titan till följd av bland annat reningsprocesser är en dyr metall.

Det finns två huvudtyper av titanlegeringar:

  • Legeringar med palladium. Dessa är de mest korrosionshärdiga legeringarna.
  • Legeringar med aluminium och vanadin eller mangan. Denna typ av legering har mycket bra hållfasthetsegenskaper och används bland annat till flygplansdelar och flygmotordetaljer.

Historia[redigera | redigera wikitext]

År 1791 framställde engelsmannen William Gregor titanoxid ur mineralet ilmenit. Ämnet fick år 1795 namnet titanium av den tyske kemisten Martin Heinrich Klaproth, som upptäckte samma oxid i mineralet rutil. [14]

Metallen framställdes först i oren form år 1825 av Jöns Jacob Berzelius. Rent titan utvanns 1910 av amerikanen Matthew A. Hunter genom upphettning av titan(IV)klorid med natriummetall i en sluten stålbehållare.[14]

Källor[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  2. ^ Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  3. ^ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  4. ^ David R. Lide: CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press LLC, 1998, ISBN 0-8493-0479-2.
  5. ^ Andersson, N. (2003). ”Emission spectra of TiH and TiD near 938 nm”. J. Chem. Phys. 118: sid. 10543. doi:10.1063/1.1539848. Bibcode2003JChPh.118.3543A. http://bernath.uwaterloo.ca/media/257.pdf. 
  6. ^ Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  7. ^ der-wirtschaftsingenieur.de: Elastizitäts-Modul (E-Modul), abgerufen am 29. Mai 2013.
  8. ^ Royal Society of Chemistry – Visual Element Periodic Table
  9. ^ – Online Etymological Dictionary
  10. ^ Förteckning över CAS 15292-44-1 i substansdatabasen GESTIS av IFA. Läst 15 september 2015. (JavaScript krävs)
  11. ^ Datablad Titan (Pulver) på AlfaAesar. Läst 5 februari 2010. (JavaScript krävs)..
  12. ^ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18705814
  13. ^ http://www.melisa.org/titanium-allergy.php
  14. ^ [a b] Anders Lennartsson, Periodiska systemet, Studentlitteratur, 2011