Червонопрапорна військово-повітряна академія. Московська Військово-повітряна інженерна академія імені професора Н.Є

Титан. Хімічний елемент, символ Ti (лат. Titanium, відкритий у 1795 році і названий на честь героя грецького епосу Титану) . Має порядковий номер 22, атомна вага 47, 90, щільність 4, 5 г/см 3 , температуру плавлення 1668 ° З, температуру кипіння 3300°С.

Титан входить до складу більш ніж 70 мінералів і є одним із найпоширеніших елементів - вміст його в земної корискладає приблизно 0,6%. за зовнішньому виглядутитан схожий на сталь. Чистий метал пластичний та легко піддається механічній обробці тиском.

Титан існує у двох модифікаціях: до 882 ° С у вигляді модифікаціїα з гексагональною щільно упакованою кристалічною решіткою, А вище 882 ° З стійкістю є модифікаціяβ з об'ємноцентрованими кубічними гратами.

Титан поєднує велику міцність із малою щільністю та високою корозійною стійкістю. Завдяки цьому в багатьох випадках він має значні переваги перед такими основними конструкційними матеріалами, як сталь.та алюміній . Ряд титанових сплавів за міцністю вдвічі перевершує сталь при значно меншій щільності та кращій корозійній стійкості. Однак через низьку теплопровідність утруднюється його застосування для конструкцій і деталей, що працюють в умовах великих температурних перепадів, і при роботі на термічну втому. До недоліків титану як конструкційного матеріалу слід також віднести відносно низький модуль нормальної пружності.

Механічні властивості сильно залежать від чистоти металу та попередньої механічної та термічної обробки. Титан високої чистоти має хороші пластичні властивості.

Характерна властивістьтитану - здатність активно поглинати гази - кисень, азот та водень. Ці гази до певних меж розчиняються в титані. Вже невеликі домішки кисню та азоту знижують пластичні властивості титану. Незначна домішка водню (0,01-0,005%) помітно підвищує крихкість титану.

На повітрі за нормальної температури титан стійкий. При нагріванні до 400-550° З металу покривається оксидно-нітридною плівкою, яка міцно утримується на металі і захищає його від подальшого окислення. При більш високих температурахзростає швидкість окислення та розчинення кисню в титані.

З азотом титан взаємодіє при температурах вище 600° З утворенням плівки нітриду ( TiN) та твердих розчинів азоту в титані. Нітрид титану має високу твердість і плавиться при 2950°С.

Титан поглинає водень з утворенням твердих розчинів та гібридів.(TiH та TiH 2 ) . На відміну від кисню та азоту, майже весь поглинений водень можна видалити з титану нагріванням його у вакуумі при 1000-1200°С.

Вуглець і вуглецевмісні гази ( CO, CH 4 ) реагують з титаном за високої температури (понад 1000° С) з утворенням твердого та тугоплавкого карбіду титану TiC (точка плавлення 3140° С ). Домішка вуглецю помітно впливає механічні властивості титану.

Фтор, хлор, бром та йод взаємодіють з титаном при порівняно низьких температурах (100-200 ° З). При цьому утворюються легколеткі галогеніди титану.

Механічні властивості титану в значно більшою мірою, ніж в інших металів, залежить від швидкості докладання навантаження. Тому механічні випробування титану слід проводити за більш строго регламентованих та фіксованих умов, ніж випробування інших конструкційних матеріалів.

Ударна в'язкість титану суттєво зростає при відпалі в інтервалі 200-300° З, помітної зміни інших властивостей немає. Найбільше підвищення пластичності титану досягається після гарту з температур, що перевищують температуру поліморфного перетворення, та подальшої відпустки.

Чистий титан не відноситься до жароміцних матеріалів, так як міцність його різко зменшується з підвищенням температури.

Важливою особливістютитану є його здатність утворювати тверді розчини з атмосферними газамита воднем. При нагріванні титану на повітрі на його поверхні, крім звичайної окалини, утворюється шар, що складається з твердого розчинуна основіα - Ti (альфітований шар), стабілізованого киснем, товщина якого залежить від температури та тривалості нагріву. Цей шар має більш високу температуру перетворення, ніж основний шар металу, і його утворення на поверхні деталей або напівфабрикатів може спричинити тендітне руйнування.

Титан і сплави на основі титану характеризуються високою корозійною стійкістю в атмосфері повітря, у природній холодній та гарячій прісної води, в морській воді(на платівці з титану за 10 років перебування у морській воді не з'явилося і сліду іржі), а також у розчинах лугів, неорганічних солей, органічних кислотта з'єднань навіть при кип'ятінні. По корозійній стійкості титан подібний до хромонікелевої нержавіючої сталі. Він не піддається корозії в морській воді, перебуваючи в контакті з нержавіючою сталлю та мідно-нікелевими сплавами. Висока корозійна стійкість титану пояснюється утворенням на поверхні щільної однорідної плівки, яка захищає метал від подальшої взаємодіїз довкіллям. Так, у розведенійсірчаної кислоти (до 5%) при кімнатній температурітитан стояків. Швидкість корозії з підвищенням концентрації кислоти зростає, досягаючи максимуму при 40%, потім знижується до мінімуму при 60%, досягає другого максимуму при 80% і знову знижується.

У розведеній соляній кислоті (5-10%) при кімнатній температурі титан досить стійкий. При підвищенні концентрації кислоти та температури швидкість корозії титану швидко збільшується. Корозію титану в соляній кислоті можна зменшити добавкою невеликих кількостей окислювачів.(HNO 3 , KMnO 4 , K 2 CrO 4 , солі міді, заліза). Титан добре розчиняється в плавикової кислоти. У розчинах лугів (концентрації до 20%) на холоді та при нагріванні титан стійок.

Як конструкційний матеріал титан найбільше застосуваннязнаходить в авіації, ракетній техніці, при спорудженні морських суден, у приладобудуванні та машинобудуванні. Титан і його сплави зберігають високі характеристики міцності при високих температурах і тому з успіхом можуть застосовуватися для виготовлення деталей, що піддаються високотемпературному нагріванню. Так, з його сплавів виготовляють зовнішні частини літаків (мотогондоли, елерони, кермо повороту) та багато інших вузлів і деталей - від двигуна до болтів і гайок. Наприклад, якщо в одному з двигунів замінити сталеві болти на титанові, маса двигуна знизиться майже на 100 кг.

Оксид титану використовується для виготовлення титанових білил. Такими білилами можна пофарбувати у кілька разів більшу поверхню, ніж тією самою кількістю свинцевих чи цинкових білил. До того ж титанові білила не отруйні. Титан широко застосовують у металургії, у тому числі як легуючий елемент у нержавіючих і жаростійких сталях. Добавки титану в сплави алюмінію, нікелю та міді підвищують їхню міцність. Він є складовоютвердих сплавів для різальних інструментів, також успіхом користуються хірургічні інструменти зі сплавів титану. Двоокис титану використовують для обмазування зварювальних електродів. Чотирьоххлористий титан (тетрахлорид) застосовують у військовій справі для створення димових завіс, а в мирний часдля обкурювання рослин під час весняних заморозків.

У електротехніці та радіотехніці використовують порошкоподібний титан як поглинач газів - при нагріванні до 500°С титан енергійно поглинає гази і тим самим забезпечує в замкнутому обсязі високий вакуум.

Титан у ряді випадків є незамінним матеріалом у хімічної промисловостіта у суднобудуванні. З нього виготовляють деталі, призначені для перекачування агресивних рідин, теплообмінники, що працюють у корозійно-активних середовищах, підвісні пристрої, що використовуються при анодуванні різних деталей. Титан інертний в електролітах та інших рідинах, що застосовуються в гальваностегії, і тому придатний для виготовлення різних деталей гальванічних ванн. Його широко використовують при виготовленні гідрометалургійної апаратури для нікелево-кобальтових заводів, оскільки він має високу стійкість проти корозії та ерозії в контакті з нікелевими та кобальтовими шламами при високих температурах та тисках.

Титан найбільш стійкий в окисних середовищах. У відновлювальних середовищах титан корродує досить швидко внаслідок руйнування окисної захисної плівки.

Технічний титан та його сплави піддаються всім відомим методам обробки тиском. Вони можуть прокочуватися в холодному і гарячому станах, штампуватися, обтискатися, піддаватися глибокій витяжці, розвалюватися. З титану та його сплавів отримують стрижні, прутки, смуги, різні профілі прокату, безшовні труби, дріт та фольгу.

Опір деформації у титану вищий, ніж у конструкційних сталей або мідних та алюмінієвих сплавів. Титан та його сплави обробляються тиском приблизно так само, як і нержавіючі сталі аустенітового класу. Найчастіше титан піддають ковці при 800-1000°С. Щоб захистити титан від забруднення газами, нагрівання та обробку його тиском виробляють у можливо короткий час. Зважаючи на те, що при температурах >500°С водень дифундує в титан та його сплави з величезними швидкостями, нагрівання ведуть в окислювальній атмосфері.

Титан і його сплави мають знижену оброблюваність різанням подібно до нержавіючих сталей аустенітного класу. При всіх видах різання найбільш успішні результатидосягаються при невеликих швидкостях і глибині різання, а також при використанні ріжучого інструменту з швидкорізальних сталей або твердих сплавів. Через високу хімічної активностітитану за високих температур зварювання його ведуть у атмосфері інертних газів (гелію, аргону). При цьому захищати від взаємодії з атмосферою та газами необхідно не тільки розплавлений метал шва, але всі сильно нагріті частини виробів, що зварюються.

Деякі технологічні проблеми виникають при виробництві з титану та його сплавів виливків.

Титан - металфей. Принаймні елемент названий на честь цариці цих міфічних істот. Титанія, як і всі її родичі, відзначилася легкістю.

Літати феям дозволяють не тільки крила, а й малу вагу. Титан також легкий. Щільність елемента найменша серед металів. У цьому подібність із феями закінчується і починається чиста наука.

Хімічні та Фізичні властивостітитану

Титан – елементсріблясто-білого кольору, з вираженим блиском. У відблисках металу можна розглянути і рожевий, і синій, і червоний. Переливатися всіма кольорами веселки характерна особливість 22-го елемента.

Його випромінювання завжди яскраве, адже титан стійкийдо корозії. Від неї матеріал захищений оксидною плівкою. Вона формується на поверхні при стандартних температурах.

У результаті корозія металу не страшна ні на повітрі, ні у воді, ні в більшості. агресивних середовищ, наприклад, . Так хіміки прозвали суміш концентрованих та кислот.

Плавиться 22-й елемент при 1660 градусів Цельсія. Виходить, титан – кольоровий металтугоплавкою групи. Горіти матеріал починає раніше ніж розм'якшуватися.

Біле полум'я з'являється при 1 200 градусів. Закипає речовину при 3260 за шкалою Цельсія. Плавлення елемента робить його в'язким. Доводиться використовувати спеціальні реагенти, що перешкоджають налипання.

Якщо рідка маса металу тягуча і клейка, то стан порошку титан вибухонебезпечний. Для спрацьовування «бомби» достатньо нагрівання до 400 градусів Цельсія. Приймаючи теплову енергіюелемент погано її передає.

Як електропровідник титан теж не використовують. Натомість матеріал цінують за міцність. У поєднанні з малою щільністю та вагою, вона знадобиться у багатьох галузях промисловості.

Хімічно титан досить активний. Так чи інакше, метал взаємодіє з більшістю елементів. Винятки: - інертні гази, , натрій, калій, , кальцій і .

Така мала кількість байдужих титану речовин ускладнює процес отримання чистого елемента. Нелегко зробити і сплави металів титану. Проте промисловці навчилися це робити. Надто вже висока практична користьсумішей на основі 22 речовини.

Застосування титану

Складання літаків і ракет, — ось де в першу чергу знадобиться титан. Метал купитинеобхідно, щоб підвищити жаростійкість і жароміцність корпусних. Жаростійкість - опір високим температурам.

Вони, наприклад, при розгоні ракети у атмосфері неминучі. Жароміцність – збереження в «вогняних» обставинах ще й більшості механічних властивостейсплаву. Тобто з титаном експлуатаційні характеристики деталей не змінюються залежно від умов довкілля.

Придатна і стійкість 22-го металу до корозії. Ця властивість важлива вже не тільки у справі виробництва машин. Елемент йде на колби та інший посуд для хімічних лабораторій, стає сировиною для ювелірних виробів.

Сировина не з дешевих. Проте, у всіх галузях витрати окупаються терміном служби титанових виробів, їхньою здатністю зберігати первозданний вигляд.

Так, серія посуду пітерської фірми «Нева» «Метал ТитанПК» дозволяє використовувати при смаженні металеві ложки. Тефлон би вони знищили, подряпали. Титановому ж покриттю дарма нападки стали, алюмінію.

Це, до речі, стосується прикрас. Кільце або золото просто подряпати. Моделі із титану залишаються гладкими десятиліття. Тому 22-й елемент почали розглядати, як сировину для обручок.

Сковорода "Титан Метал"легкий, як і посуд з тефлоном. 22-ий елемент лише трохи важчий за алюміній. Це надихнуло не лише представників легкої промисловості, а й фахівців автомобілебудування. Не секрет, що у машинах багато алюмінієвих деталей.

Вони необхідні зниження маси транспорту. Але, титан міцніший. Щодо представницьких машин автомобілебудування вже майже повністю перейшло на використання 22-го металу.

Деталі з титану та його сплавів знижують масу двигуна внутрішнього згорянняна 30%. Полегшується і корпус, щоправда, зростає ціна. Алюміній, все ж таки, дешевше.

Фірма «Нева Метал Титан», відгукипро яку залишають, як правило, зі знаком плюс, виготовляє посуд. Автомобільні бренди використовують титан для машин. надають елементу форму кілець, сережок та браслетів. У цій черзі перерахувань не вистачає медичних компаній.

22-ий метал - сировина для протезів та хірургічних інструментів. Продукція майже не має часу, тому легко стерилізується. До того ж титан, будучи легким, витримує колосальні навантаження. Що ще потрібно, чи, наприклад, замість колінних зв'язок ставиться чужорідна деталь?

Відсутність у матеріалі доби цінується успішними рестораторами. Чистота скальпелів хірурга важлива. Але важлива і чистота робочих поверхонь кухарів. Щоб їжа була безпечною, її обробляють та пропарюють на титанових столах.

Вони не дряпаються, легко миються. Заклади середнього рівня, як правило, користуються сталевим начинням, проте, вона поступаються як. Тому в ресторанах із Мішленівськими зірками обладнання титанове.

Видобуток титану

Елемент входить до 20 найбільш поширених на Землі, перебуваючи рівно посередині рейтингу. За масою кори планети вміст титану дорівнює 0,57%. На літр морської води 24 металу припадає 0,001 міліграма. У сланцях та глинах елемента міститься 4,5 кілограми на тонну.

У кислих породах, тобто багатих на кремнезем, на титан припадають 2,3 кілограма з кожної тисячі. В основних покладах, що утворилися з магми, 22 металу близько 9 кіло на тонну. Найменше титану ховається в ультраосновних породах із 30-відсотковим вмістом кремнезему – 300 грамів на 1 000 кілограмів сировини.

Незважаючи на поширеність у природі, чистий титан у ній не зустрічається. Матеріалом для отримання 100% металу став його йодит. Термічне розкладанняречовини провели Аркель та Де Бур. Це нідерландські хіміки. Експеримент вдався 1925-го року. До 1950-х запустили масове виробництво.

Сучасники, як правило, видобувають титан із його діоксиду. Це мінерал, званий рутилом. В ньому найменша кількістьсторонніх домішок. Походять, як і титаніт і .

Під час переробки ільменітових руд залишається шлак. Він і служить матеріалом для отримання 22-го елемента. На виході він пористий. Доводиться вести вторинну переплавку у вакуумних печах з додаванням.

Якщо ведеться робота з діоксидом титану, до нього домішують магній та хлор. Суміш нагрівають у вакуумних печах. Температуру піднімають доти, доки всі зайві елементи не випаруються. На дні ємностей залишається чистий титан. Метод названий магнієтермічним.

Відпрацьовано і гідридно-кальцієвий метод. Він ґрунтується на електролізі. Струм високої силидозволяє розділити гідрид металу на титан та водень. Продовжує застосовуватись і йодитний спосіб видобутку елемента, відпрацьований у 1925 році. Однак, у 21-му столітті він найбільш трудомісткий і дорогий, тому починає забуватись.

Ціна титану

на метал титан цінавстановлюється за кілограм. На початку 2016-го, це близько 18 доларів США. Світовий ринок 22-го елемента за останній рікдосяг 7000000 тонн. Найбільші постачальники – Росія та Китай.

Це з розвіданими у яких і придатними розробки запасами. У другому півріччі 2015-го попит на титанові та листи почав знижуватися.

Реалізують метал у вигляді дроту, різних деталей, наприклад, труб. Вони набагато дешевші за біржові ціни. Але, треба враховувати, що у злитках йде чистий титан, а виробах використані сплави з його основі.

Титан (Titanium), Ti, - хімічний елемент IV групи періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва. Порядковий номер 22, атомна вага 47,90. Складається із 5 стійких ізотопів; отримано також штучно радіоактивні ізотопи.

У 1791 році англійський хімікУ. Грегор знайшов у піску з містечка Менакан (Англія, Корнуолл) нову «землю», яку він назвав менакановой. У 1795 році німецький хімік М. Клаїрота відкрив у мінералі рутилі невідому ще землю, метал якої він назвав Титан [у грец. міфології титани – діти Урана (Неба) та Геї (Землі)]. В 1797 Клапрот довів тотожність цієї землі з відкритою У. Грегором. Чистий титан виділено 1910 року американським хіміком Хантером у вигляді відновлення четыреххлористого титану натрієм у залізної бомбі.

Знаходження у природі

Титан належить до найбільш поширених у природі елементів, його вміст у земній корі становить 0,6% (вагових). Зустрічається головним чином як двоокису TiO 2 чи його сполук - титанатів. Відомо понад 60 мінералів, до складу яких входить титан Він міститься також у ґрунті, у тварин та рослинних організмах. Ільменіт FeTiO 3 та рутил TiO 2 є основною сировиною для отримання титану. Як джерело титану набувають значення шлаки від плавки титано-магнетитівта ільменіту.

Фізичні та хімічні властивості

Титан існує у двох станах: аморфний - темно-сірий порошок, щільність 3,392-3,395г/см 3 і кристалічний, щільність 4,5 г/см 3 . Для кристалічного титану відомі дві модифікації з точкою переходу при 885 ° (нижче за 885 ° стійка гексагональна форма, вище - кубічна); t° пл близько 1680°;t° кіп вище 3000°. Титан активно поглинає гази (водень, кисень, азот), які роблять його дуже крихким. Технічний метал піддається гарячій обробці тиском. Цілком чистий метал може бути прокатаний на холоді. На повітрі при температурі титан не змінюється, при розжарюванні утворює суміш окису Ti 2 O 3 і нітриду TiN. У струмі кисню при червоному жарі окислюється до двоокису TiO 2 . При високих температурах реагує з вуглецем, кремнієм, фосфором, сіркою та ін. Стійкий до морської води, азотної кислоти, вологого хлору, органічних кислот і сильних лугів. Розчиняється в сірчаній, соляній та плавиковій кислотах, найкраще - у суміші HFіHNO 3 . Додавання до кислот окислювача захищає метал від корозії за кімнатної температури. Галогеніди чотиривалентного титану, за винятком TiCl 4 - кристалічні тіла, легкоплавкі та леткі в водному розчинігідролізовані, схильні до утворення комплексних сполук, з яких у технології та аналітичній практиці має значення фтортитанат калію K 2 TiF 6 . Важливе значеннямають карбід TiC і нітрид TiN - металоподібні речовини, що відрізняються великою твердістю (карбід титан твердіший за карборунд), тугоплавкістю (TiC, t° пл = 3140°; TiN, t° пл = 3200°) і гарною електропровідністю.

Хімічний елемент №22. Титан.

Електронна формула титану має вигляд: 1s 2 | 2s 2 2p 6 | 3s 2 3p 6 3d 2 | 4s 2 .

Порядковий номер титану у періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва - 22. Номер елемента означає заряд ярду, отже у титану заряд ядра - +22, маса ядра - 47,87. Титан знаходиться у четвертому періоді, у побічній підгрупі. Номер періоду вказує кількість електронних шарів. Номер групи означає кількість валентних електронів. Побічна підгрупа вказує на те, що титан відноситься до d-елементів.

Титан має два валентних електронана s-орбіталі зовнішнього шару і два валентні електрони наd-орбіталі перед зовнішнього шару.

Квантові числа для кожного валентного електрона:

З галогенами і воднем Ti(IV) утворює сполуки виду TiX 4 , що мають sp 3 →q 4 вид гібридизації.

Титан – метал. Є першим елементом групи d. Найбільш стійким та поширеним є Ti +4 . Також існують сполуки з нижчими ступенями окислення –Ti 0 ,Ti -1 ,Ti +2 ,Ti +3 , але це сполуки легко окислюються повітрям, водою чи інші реагентами вTi +4 . Відрив чотирьох електронів вимагає великих витрат енергії, тому іон Ti +4 реально не існує і з'єднання Ti (IV) зазвичай включають зв'язки ковалентного характеру.

Титан– один із загадкових, маловивчених макроелементів у науці та житті людини. Хоча його недаремно називають «космічним» елементом, т.к. він активно застосовується у передових галузях науки, техніки, медицини та багато в чому іншому – це елемент майбутнього.

Цей метал сріблясто-сірого кольору, не розчинний у воді. Він у нього невелика хімічна щільністьтому йому характерна легкість. У той же час він дуже міцний і легко обробляється через свою плавкість і пластичність. Елемент хімічно інертний завдяки наявності на поверхні захисної плівки. Титан не горючий, але його пил вибухонебезпечний.

Відкриття цього хімічного елементаналежить великому любителю мінералів англійцю Вільяму Мак-Грегору. Але своєю назвою титан зобов'язаний все ж таки хіміку – Мартіну Генріху Клапроту, який виявив його незалежно від Мак-Грегора.

Припущення причин, з яких цей метал назвали «титаном» романтичні. За однією версією, назва пов'язана з давньогрецькими богами Титанами, батьками яких були бог Уран та богиня Гея, а ось згідно з другою, воно походить від імені королеви фей – Титанії.

Як би там не було, цей макроелемент дев'ятий за знаходженням у природі. Він входить до складу тканин представників флори та фауни. Багато його в морській воді (до 7%), а ось у ґрунті його міститься всього 0,57%. Найбільш багатий на запаси титану Китай, за ним йде Росія.

Дія титану

Дія макроелемента на організм обумовлена ​​його фізико-хімічними властивостями. Його частинки дуже малі, вони можуть проникати в клітинну структурута впливати на її роботу. Вважається, що через свою інертність макроелемент не хімічно взаємодіє з подразниками, і тому не токсичний. Однак він вступає у зв'язок з клітинами тканин, органів, крові, лімфи за допомогою фізичної діїщо призводить до їх механічного пошкодження. Так, елемент може своєю дією призвести до пошкодження одно- та дволанцюжкової ДНК, пошкодити хромосоми, що може призвести до ризику розвитку раку та збою в генетичному коді.

З'ясувалося, що частинки макроелемента не здатні пройти шкіру. Тому потрапляють вони всередину людини лише з їжею, водою та повітрям.

Титан краще засвоюється через шлунково-кишковий тракт(1-3%), а ось через дихальні шляхивсмоктується лише близько 1%, проте вміст його в організмі сконцентровано як у легенях (30%).З чим це пов'язано? Проаналізувавши всі вищезгадані цифри, можна дійти кількох висновків. По-перше, титан взагалі погано засвоюється організмом. По-друге, через ШКТ йде виведення титану через кал (0,52 мг) і сечу (0,33 мг), а от у легенях такий механізм слабкий або зовсім відсутній, оскільки з віком у людини концентрація титану в цьому органі зростає практично у 100 разів. Чим зумовлена ​​така велика концентрація при такому слабкому всмоктуванні? Швидше за все, це пов'язано з постійною атакоюна наш організм пилу, в якому завжди присутня титанова складова. Крім того, в даному випадку потрібно враховувати нашу екологію та наявність промислових потужностей поблизу населених пунктів.

Порівняно з легкими, в інших органах, таких як селезінка, надниркові залози, щитовидна залоза, вміст макроелемента протягом усього життя залишається незмінним. Також присутність елемента спостерігається в лімфі, плаценті, головному мозку, жіночому грудному молоці, кістках, нігтях, волоссі, кришталику ока, тканинах епітелію.

Перебуваючи в кістках, титан бере участь у їхньому зрощенні після переломів. Також позитивна діяспостерігається у відновлювальних процесах, що відбуваються у пошкоджених рухомих сполуках кісток при артритах та артрозах. Цей метал є найсильнішим антиоксидантом. Послаблюючи дію вільних радикалів на клітини шкіри та крові, він захищає весь організм від передчасного старіння та зношування.

Концентруючись у відділах мозку, які відповідають за зір та слух, позитивно впливає на їхнє функціонування. Знаходження металу в надниркових залозах та щитовидній залозі передбачає його участь у виробленні гормонів, що беруть участь в обміні речовин. Він також задіяний у виробленні гемоглобіну, виробленні еритроцитів. Знижуючи в крові вміст холестерину та сечовини, стежить за її нормальним складом.

Негативна дія титану на організм пов'язана з тим, що він є важким металом. Потрапляючи в організм, він не розщеплюється і не розкладається, а осідає в органах та тканинах людини, отруюючи його та втручаючись у процеси життєдіяльності. Він не схильний до корозії і стійкий до дії лугів і кислот, тому шлунковий сік не здатний на нього впливати.

З'єднання титану мають здатність не пропускати короткохвильове. ультрафіолетове випромінюванняі не всмоктуються через шкіру, тому їх можна використовувати для захисту від ультрафіолету.

Доведено, що куріння збільшує надходження металу у легені з повітря у багато разів. Чи це не привід кинути цю шкідливу звичку!

Добова норма – яка потреба у хімічному елементі?

Добова нормамакроелемента обумовлена ​​тим, що у тілі людини міститься приблизно 20 мг титану, їх 2,4 мг – у легких. Щодня з їжею організм набуває 0,85 мг речовини, з водою – 0,002 мг, і з повітрям – 0,0007 мг. Добова норма для титану дуже умовна, оскільки наслідки його впливу органи остаточно не вивчено. Приблизно вона дорівнює близько 300-600 мкг на добу. Немає жодних клінічних даних про наслідки перевищення цієї норми – все на стадії дослідних досліджень.

Нестача титану

Стану, при яких спостерігався брак металу, не виявлено, тому вчені дійшли висновку, що їх у природі не існує. Але його дефіцит спостерігається за більшості важких захворювань, що може погіршити стан хворого. Цей недолік можна прибрати титановмісними препаратами.

Вплив надлишку титану на організм

Надлишок макроелемента одноразового надходження титану в організм не виявлено. Якщо, припустимо, людина проковтнула титановий штифт, то, мабуть, про отруєння говорити не доводиться. Швидше за все, через свою інертність елемент не вступить у контакт, а виведеться природним шляхом.

Велику небезпеку викликає систематичне збільшення концентрації макроелемента органів дихання. Це призводить до пошкодження дихальної та лімфатичної систем. Також є безпосередній зв'язок між ступенем протікання силікозу та вмістом елемента в органах дихання. Чим більший його зміст, тим важче протікає хвороба.

Надлишок важкого металуспостерігається у людей, які працюють на хімічних та металургійних підприємствах. Найбільш небезпечний хлорид титану – за 3 робочі роки починається прояв тяжких хронічних захворювань.

Такі захворювання лікують спеціальними препаратами та вітамінами.

Які джерела?

Елемент потрапляє в організм людини в основному з їжею та водою. Найбільше його в бобових (горох, квасоля, сочевиця, боби) та в злакових (жито, ячмінь, гречка, овес). Виявлено його присутність у молочних та м'ясних стравах, а також у яйцях. У рослинах сконцентровано більше цього елемента, ніж тварин. Особливо високо його вміст у водорості – кущистій скарбниці.

У всіх продуктах харчування, де є харчовий барвник Е171, міститься діоксид цього металу. Його застосовують у виготовленні соусів та приправ. Шкода цієї добавки знаходиться під питанням, так як оксид титану практично не розчинний у воді та шлунковому соку.

Показання до застосування

Показання до застосування елемента, незважаючи на те, що цей космічний елемент ще мало вивчений, він активно застосовується у всіх сферах медицини. Через свою міцність, корозійну стійкість та біологічну інертність, він широко застосовується у сферах протезування для виготовлення імплантантів. Його застосовують у стоматології, нейрохірургії, ортопедії. Завдяки довговічності із нього виготовляють хірургічні інструменти.

Діоксид цієї речовини використовують у лікуванні хвороб шкіри, таких як хейліт, герпес, вугрі, запалення слизової рота. Їм видаляють гемангіому обличчя.

Нікелід металу задіяний в усуненні місцево-поширеного раку гортані. Його використовують для ендопротезування гортані та трахеї. Також він застосовується для лікування інфікованих ран у поєднанні із розчинами антибіотиків.

Аквакомплекс гліцеросольвату макроелемента сприяє загоєнню виразкових ран.

Для вчених у всьому світі відкрито багато можливостей для вивчення елемента майбутнього, оскільки його фізико-хімічні властивостівисокі та можуть принести безмежну користь для людства.

Основна частина титану витрачається на потреби авіаційної та ракетної технікита морського суднобудування. Його, а також феротитан використовують як легуючу добавку до якісних сталей і як розкислювач. Технічний титан йде виготовлення ємностей, хімічних реакторів, трубопроводів, арматури, насосів, клапанів та інших виробів, які у агресивних середовищах. З компактного титану виготовляють сітки та інші деталі електровакуумних приладів, що працюють за високих температур.

За використанням як конструкційний матеріал Ti знаходиться на 4-му місці, поступаючись лише Al, Fe і Mg. Алюмініди титану є дуже стійкими до окислення та жароміцними, що в свою чергу визначило їх використання в авіації та автомобілебудуванні як конструкційні матеріали. Біологічна нешкідливість даного металуробить його чудовим матеріалом для харчової промисловостіта відновлювальної хірургії.

Титан та його сплави знайшли широке застосуванняв техніці через свою високу механічну міцність, яка зберігається при високих температурах, корозійної стійкості, жароміцності, питомої міцності, малої щільності та інших корисних властивостей. Висока вартість даного металу та матеріалів на його основі у багатьох випадках компенсується їхньою більшою працездатністю, а в деяких випадках вони є єдиною сировиною, з якої можна виготовити обладнання або конструкції, здатні працювати в цих конкретних умовах.

Титанові сплави грають велику рольв авіаційній техніці, де прагнуть отримати найлегшу конструкцію у поєднанні з необхідною міцністю. Ti є легким порівняно з іншими металами, але в той же час може працювати при високих температурах. З матеріалів на основі Ti виготовляють обшивку, деталі кріплення, силовий набір, деталі шасі, різні агрегати. Також дані матеріали застосовуються в конструкціях авіаційних. реактивних двигунів. Це дозволяє зменшити їхню масу на 10-25%. З титанових сплавів виробляють диски та лопатки компресорів, деталі повітрозабірників та направляючих у двигунах, різне кріплення.

Ще однією сферою застосування є ракетобудування. Через короткочасну роботу двигунів і швидкого проходження щільних шарів атмосфери в ракетобудуванні значною мірою знімаються проблеми втомної міцності, статичної витривалості та частково повзучості.

Технічний титан через недостатньо високу теплову міцність не придатний для застосування в авіації, але завдяки виключно високому опору корозії в ряді випадків незамінний у хімічній промисловості та суднобудуванні. Так його застосовують при виготовленні компресорів та насосів для перекачування таких агресивних середовищ, як сірчане та соляна кислотата їх солі, трубопроводів, запірної арматури, автоклав, різного родуємностей, фільтрів і т. п. Тільки Ti має корозійну стійкість у таких середовищах, як вологий хлор, водні та кислі розчини хлору, тому з даного металу виготовляють обладнання для хлорної промисловості. Також з нього роблять теплообмінники, що працюють у корозійно-активних середовищах, наприклад в азотної кислоти(Не димить). У суднобудуванні титан використовується виготовлення гребних гвинтів, обшивки морських суден, підводних човнів, торпед тощо. на даний матеріалне налипають черепашки, які різко підвищують опір судна під час його руху.

Титанові сплави перспективні для використання в багатьох інших застосуваннях, але їх поширення у техніці стримується високою вартістю та недостатньою поширеністю даного металу.

Сполуки титану також отримали широке застосування різних галузяхпромисловості. Карбід (TiC) має високу твердість і застосовується у виробництві різальних інструментів та абразивних матеріалів. Білий діоксид (TiO 2) використовується у фарбах (наприклад, титанові білила), а також при виробництві паперу та пластику. Титанорганічні сполуки (наприклад, тетрабутоксититан) застосовуються як каталізатор і затверджувач у хімічній та лакофарбовій промисловості. Неорганічні сполуки Ti застосовуються в хімічній електронній, скловолоконній промисловості як добавку. Діборід (TiB 2)- важливий компонентнадтвердих матеріалів для обробки металів. Нітрид (TiN) використовується для покриття інструментів.