Titan (grunnstoff)

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Titan
Ti-TableImage.svg
Basisdata
Navn Titan
Symbol Ti
Atomnummer 22
Utseende sølvfarget metallisk
Plass i periodesystemet
Gruppe 4
Periode 4
Blokk d
Kjemisk serie Transisjonsmetall
Atomegenskaper
Atomvekt 47,867 u
Empirisk atomradius 140 pm
Kalkulert atomradius 176 pm
Kovalent atomradius 136 pm
Elektronkonfigurasjon [Ar] 3d2 4s2
Elektroner per energinivå 2, 8, 10, 2
Oksidasjonstilstander 2, 3, 4
Krystallstruktur heksagonal
Fysiske egenskaper
Stofftilstand fast stoff
Smeltepunkt 1 668 °C
Kokepunkt 3 287 °C
Molart volum 10,64 · 10-6 /mol
Tetthet 4 507 kg/m³
Hardhet 6 (Mohs skala)
Fordampningsvarme 421 kJ/mol
Smeltevarme 15,45 kJ/mol
Damptrykk 0,49 Pa ved 1 933 K
Lydfart 4 140 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen 1,54
Spesifikk varmekapasitet 520 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne 2,34 · 106 S/m
Termisk ledningsevne 21,9 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale 658,8 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale 1 309,8 kJ/mol
Tredje ionisasjonspotensiale 2 652,5 kJ/mol

SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.

Titan er et grunnstoff med kjemisk symbol Ti og atomnummer 22.

Historie[rediger | rediger kilde]

I 1791 i Cornwall, England fant amatørgeolog og pastor William Gregor svart sand i en bekk. Han merket seg at sanden ble tiltrukket av en magnet, og analyser av sanden viste at den inneholdt 2 metalloksider. Det ene var jernoksid, noe som forklarte magnetismen, og et hvitt metalloksid han ikke kunne identifisere. Gregor innså at det nye stoffets egenskaper ikke samsvarte med noen av de kjente grunnstoffene, og han konkluderte med at det måtte dreie seg om et hittil uoppdaget grunnstoff.

Omtrent samtidig fremstilte også Franz Joseph Müller det samme stoffet, men heller ikke han var i stand til å identifisere det.

Uavhengig av Gregor og Müller ble titan gjenoppdaget av Martin Heinrich Klaproth i 1795, og han ga også grunnstoffet navn.

Rent metallisk titan (99,9%) ble først fremstilt i 1910 av Matthew A. Hunter, men ble ikke kommersielt tilgjengelig før i 1946. Da viste den luxembourgske metallurgen William Justin Kroll at det kunne fremstilles ved kjemisk reduksjon av titantetraklorid med magnesium i en prosess kjent som Kroll-prosessen. Selv om det stadig forskes på mer effektive fremstillingsmetoder er Kroll-prosessen fremdeles brukt i kommersiell titanproduksjon.

Navnet kommer fra gresk titan (barn av Jorden) eller latin titans (Jorden).

Titanatomets elektronskall

Egenskaper[rediger | rediger kilde]

Titan er et lett, sterkt og fleksibelt innskuddsmetall med en sølvaktig glans. Det er nesten like korrosjonsbestandig som platina, og angripes ikke av vann, saltløsninger eller klorgass, men løses opp av sterke syrer. Det oksiderer ikke i romtemperert luft , men i varm luft dannes et oksidsjikt som bremser videre oksidasjon. Titan løses ikke opp av hverken fortynnet saltsyre eller fortynnet svovelsyre.

En av Titans mest bemerkelsesverdige egenskaper er at det er sterkt som stål, men er omtrent 45% lettere. Det er 60 % tyngre enn aluminium, men mer enn dobbelt så sterkt. Det mister imidlertid en del av styrken ved temperaturer over 430 °C. Titans kjemiske og fysiske egenskaper er veldig lik de til grunnstoffet Zirkonium.

Isotoper[rediger | rediger kilde]

Naturlig forekommende titan består av fem stabile isotoper, 46Ti (8,25%), 47Ti (7,44%), 48Ti (73,72%), 49Ti (5,41%) og 50Ti (5,18%). I tillegg finnes 21 kunstig fremstilte ustabile (og dermed radioaktive) isotoper hvorav de mest stabile er 44Ti med halveringstid 63 år, 45Ti med halveringstid 184,8 minutter, 51Ti med halveringstid 5,76 minutter og 52Ti med halveringstid 1,7 minutter. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 minutt, og de fleste kortere enn 1 sekund.[1]

CAS-nummer: 7440-32-6

Forekomst[rediger | rediger kilde]

Stang av 99,995% rent titan

Titan forekommer ikke i ren form naturlig, men finnes blant annet i mineralet ilmenitt (FeTiO3), som er råstoff for titanproduksjon i Norge, som foregår ved Titania A/S i Sokndal kommune. Andre mineraler som inneholder titan er titanitt (CaTi[SiO4]O) og rutil (titandioksid TiO2).

Titan er også funnet i meteoritter og i månesteiner. Steinprøver brakt tilbake av Apollo 17 – ferden inneholdt opptil 12,1% titandioksid.

De største kjente forekomstene finnes i Australia, Skandinavia, Nord-Amerika, Uralfjellene, Sør-Afrika og Malaysia. I 2007 ble det produsert 138 000 tonn titan på verdensbasis.

Anvendelse[rediger | rediger kilde]

Taket på Tromsø bibliotek er dekket med titan

Titan har høy styrke i forhold til vekten, og brukes alene eller i legeringer som materiale til romraketter, jetfly, ubåter, verktøy samt tennis- og squash-racketer. Vanlige titanlegeringer inneholder jern og aluminium. Den mest brukte titanlegering er TiAl6V4, også kalt grade 5 som er tilsatt 6% aluminium og 4% vanadium. TiAl6V4 er dobbelt så sterk som vanlig titan og har dessuten lavere egenvekt.

Titans vanligste kjemiske forbindelse titandioksid har en stabil, hvit farge og brukes mye i maling.

Titan har også blitt brukt til bygninger som Guggenheim-museet i Bilbao. I Moskva er det 40 meter høye minnesmerket over Jurij Gagarin – det første menneske i verdensrommet – laget av titan på grunn av dets attraktive farger og dets rolle i romfartshistorien. Tromsø bibliotek og byarkiv flyttet inn i de gamle lokalene til Fokus Kino i 2004, som etter oppussingen hadde fått tak dekket med titan.

Til medisinsk bruk egner titan seg godt som implantat-materiale, på grunn av at det er ugiftig og ikke utløser frastøtnings-reaksjon i kroppen.

Referanser[rediger | rediger kilde]