Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa
Ochrona Środowiska II0
Małgorzata Kokosza, Urszula Szmigielska
Temat pracy: TYTAN występowanie i rola w przyrodzie
Praca kontrolna w ramach przedmiotu
„Metale ciężkie w środowisku”
Szczecin 2011
Spis treści:
Wstęp.
Cel pracy.
Charakterystyka fizyczna i chemiczna.
Występowanie w atmosferze, litosferze, hydrosferze.
Obecność i rola w roślinach, zwierzętach, organizmie ludzkim.
Wydobycie i gospodarka Tytanem.
Piśmiennictwo.
Wstęp
Tytan (Ti, łac. titanium) to pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych tzn. znajdujących się w Bloku d-grupy pierwiastków chemicznych w układzie okresowym obejmują one grupy poboczne układu okresowego Są to pierwiastki, których elektrony o najwyższej energii znajdują się na orbitalu d (w stanie podstawowym). Na zewnętrznej powłoce mają od 1 do 2 elektronów, co sprawia, że pierwiastki te są metalami Tytan ma liczbę atomową 22.
Jest to lekki, pierwiastek posiadający wysoką wytrzymałość mechaniczną, jest odporny na korozję (w tym również wody morskiej i chloru), Tytan jest metalem o kolorze szarym. Stosowany jest jako dodatek stopowy do żelaza, aluminium, wanadu , molibdenu i innych. Stopy tytanu są wykorzystywane w przemyśle lotniczym (silniki odrzutowe, promy kosmiczne), militarnym, procesach metalurgicznych, motoryzacyjnym, medycznym (protezy dentystyczne, ortopedyczne klamry), sportów ekstremalnych i innych. Został odkryty w Wielkiej Brytanii przez Williama Gregora w 1791. Nazwę pochodzącą od boga z mitologii greckiej zawdzięcza Martinowi Heinrichowi Klaprothowi.
Występowanie
W skorupie ziemskiej w ilościach rzędu 0,61%, w postaci minerałów: ilmenitu, rutylu i tytanitu, które są szeroko rozpowszechnione na całej Ziemi. Metaliczny tytan otrzymujemy przez przerób rud w procesie Krolla. Jego najbardziej rozpowszechniony związek to dwutlenek tytanu który znajduje zastosowanie w produkcji białych pigmentów. Inne związki zawierające tytan to czterochlorek tytanu używany do zasłon dymnych oraz jako katalizator i trójchlorek tytanu, który znajduje zastosowanie jako katalizator w produkcji polipropylenu
Dwie najbardziej użyteczne własności tytanu to jego odporność na korozję oraz najwyższy stosunek wytrzymałości mechanicznej do jego ciężaru. Znane są dwie odmiany alotropowe pierwiastka Posiada pięć trwałych izotopów o masach atomowych od 46 do 50.
Cel pracy.
Celem pracy jest charakterystyka pierwiastka Tytanu, właściwości fizyko-chemiczne, występowanie w atmosferze, litosferze i hydrosferze. Jego przydatność w przyrodzie, obecność w roślinach wpływ na zwierzęta i organizm ludzki. Sposób wydobywania i zastosowanie w przemyśle, technice oraz przydatność dla człowieka.
Charakterystyka fizyczna i chemiczna.
Właściwości
Fizyczne
Tytan to pierwiastek metaliczny, znany z wysokiej wytrzymałości mechanicznej w stosunku do niskiego ciężaru, stosunkowo lekki (gęstość 4507 kg/m³), o dużej wytrzymałości mechanicznej, przy wysokiej czystości jest ciągliwy (zwłaszcza w atmosferze redukcyjnej) Charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia: 1649 °C (co czyni ten metal użytecznym jako materiał ogniotrwały). Jest błyszczący i metaliczny. Posiada wysoką twardość (jednak nie tak wysoką jak niektóre hartowane stale), trudno się obrabia mechanicznie.
Chemiczne
Najbardziej znana właściwość chemiczna tytanu to jego doskonała odporność na korozję; jest odporny na działanie rozcieńczonych kwasów np. siarkowego, solnego i większości kwasów organicznych, chloru gazowego oraz roztworów zasadowych, czy morskiej wody. Czysty tytan roztwarzają stężone kwasy. Jest jednym z nielicznych pierwiastków, które gwałtownie reagują z czystym azotem. Reakcja przebiega powyżej temperatury 800 °C, z wytworzeniem azotku tytanu. Jest paramagnetykiem oraz wykazuje stosunkowo niską przewodność elektryczną i cieplną.
Na skutek kontaktu tytanu z tlenem na jego powierzchni tworzy się pasywacyjna warstwa tlenku tytanu o grubości ok. 2 nm (po czterech latach osiąga grubość 25 nm). Warstwa ta dodatkowo zwiększa odporność na korozję.
Występowanie w atmosferze, litosferze, hydrosferze
1