Titan (Element)

Hööftartikel: Isotopen vun Titan
Iso	VN	t_½	VO	VE (MeV)	VP
⁴⁴Ti	nee	63 a	ε	-	⁴⁴Sc
⁴⁴Ti	nee	63 a	γ	0,07; 0,08	^-
⁴⁶Ti	8,0 %	Ti is mit 24 Neutronen bestännig.
⁴⁷Ti	7,3 %	Ti is mit 25 Neutronen bestännig.
⁴⁸Ti	73,8 %	Ti is mit 26 Neutronen bestännig.
⁴⁹Ti	5,5 %	Ti is mit 27 Neutronen bestännig.
⁵⁰Ti	5,4 %	Ti is mit 28 Neutronen bestännig.

Titan is en cheemsch Element in’t Periodensystem, dat en Metall is un to de Övergangselementen höört. Titan hett dat Atomteken Ti un de Atomtall 22. Dat Metall is licht, fast, dehnbor un bestännig gegen Korrosion, wodör dat sünners geern nahmen warr för Anwennen wo dat op lütt Gewicht bi grote Fastigkeit un Bestännigkeit ankummt.

Historie

Titan is 1791 in England opdeckt worrn dör den Anglikaner un Amateurchemiker William Gregor, de dat Metall in Titaniesen funnen hett. Eenige Johren later hett de düütsche Chemiker Heinrich Klaproth dat Element in’t Rutilierz wedder opdeckt. He hett em 1795 den Naam Titan geven.

Rein Titanmetall (99,9%) hett to’n eersten mol Matthew A. Hunter 1910 herstellt. He harr in en Stahlbomb Titantetrachlorid mit Natrium op 700 bit 800 °C hitt maakt. För de weertschaplich Anwennen hett sik Titan aver eerst lohnt, as de groottechnisch dörföhrte Redukschoon vun Titantetrachlorid mit Magnesium (Kroll-Prozess, na William Justin Kroll, 1946) inföhrt weer.

Vörkamen

Titan kummt in de Eerdkrust blots in Verbinnen mit Suerstof as Oxid vör. Titan is nich unbedingt roor un steiht an 10. Steed bi de fakensten Elementen in de Eerdkrust. Tomeist is dat aver blots in lütte Konzentratschonen to finnen. De Hööftvörkamen liggt in Australien, Skandinavien, Noordamerika un Malaysia.

Bedüdend Mineralen mit Titanandeel sünd:

Ilmenit (Titaniesenierz)
Leukoxen, wat ok en Ilmenit is, man mit düchtig wenig Iesen.
Rutil (TiO₂)
Titanit (Sphen, CaTi[SO₄]O)
Titanaten as Bariumtitanat (BaTiO₃)

Meteoriten künnt ok Titan bargen. Un ok in de Sünn un in Steerns vun de Spektralklass M is Titan nawiest worrn. In Steenprooven, de bi de Maandmission Apollo 17 mitbriocht worrn sünd, is bit to 12,1 % TiO₂ binnen wesen. Vörkamen deit Titan ok in Kohlenaschen, Planten un in’n minschlichen Lief.

Winnen

Bi de Herstellen warrt meist vun Ilmenit oder Rutil utgahn. Dat anriekert Titanoxid warrt in de Hitt mit Chlor to Titantetrachlorid ümsett. Dorna finnt en Redukschoon to Titan statt dör fletig Magnesium över den Kroll-Prozess. Üm bearbeitbor Legeeren to schapen mutt de Titanschwamm in’n Vakuum-Lichtbagenaven ümsmölt warrn.

De gröttste Produzent vun Titan un Titanlegeeren is de VSMPO-AVISMA, Berezniki bi’n Ural^[1], we siet den 12. September 2006 indirekt över de Holding Rosoboronexport in russ’sch Staatsbesitt is.

Egenschoppen

An de Luft billt Titan en düchtig bestännig Oxidschicht, de in vele Medien för wietere Korrision schulen deit. Sünners is ok de hoge Fastigkeit vun dat Metall bi en teemlich lütte Dicht. Böverhalf vun en Temperatur vun 400 °C geiht de Fastigkeit denn aver teemlich gau wedder torüch. Hoochrein Titan is duktil, lett sik also goot formen. Bi högere Temperaturen nimmt dat Metall Suerstoff, Stickstoff un Waterstoff op un warrt dordör gau sprööd. Bi högere Temperaturen oder högeren Druck reageert Titan denn wedder teemlich düchtig mit verscheeden Medien, wiel denn de schulende Oxidschicht nich mehr bestännig blifft. Ünner solk Ümstännen kann de Snelligkeit vun Reakschonen bi Titan bit to en Explosion anwassen.

In rein Suerstoff bi 25 °C un 25 bar verbrennt Titan utgahnd vun en frisch Snittkant vullstännig to Titandioxid. Bi Temperaturen böverhalf vun 880 °C reageert dat Metall mit Suerstoff, bi Temperaturen af 550 °C mit Chlor ok wenn de Schuulschicht noch dor is. Titan reageert ok mit rein Stickstoff, wat unbedingt acht warrn mutt bi spanend Bearbeiten oder annere Saken, wobi Hitt entstahn deit. Titan is bestännig in verdünnt Swevelsüür, Soltsüür, chloridhollig Lösen un de meisten orgaanschen Süürn. Vun wegen de Explosionsgefahr sünd bi Anwennen in Chlorgas de Bedrievsbedingen nipp un nau intohollen.

De mechaansch Egenschoppen un de Korrosionsbestännigkeit laat sik tomeist dör lütte legeerend Tosätz vun Aluminium, Vanadium, Mangan, Molybdän, Palladium, Kopper, Zirkon un Tinn düchtig verbetern.

Titan warrt radioaktiv, wenn man dat mit Deuteronen bescheten deit. Denn warrt Positronen un Gammastrahlen utsennt. Ünner 880 °C liggt Titan in en hexagonal dichtste Kugelpacken vör. Doröver billt sik en kuubsch-ruumzentreerte Gidderstruktur ut.

Theoreetsch is de Billn vun Titansüür Ti(OH)₄ dör Reakschoon vun Titandioxid mit Water mööglich. Man vun wegen de Negen vun’t Titan, mit Suerstoff dat düchtig bestännige Titandioxid to billn, verfallt Titansüür foorts wedder torüch to Water un Titandioxid. Man, de Billn vun Titansüür is sowieso bannig unwohrschienlich. Bestännig Titansüür is blots ünner extreme oder sünnere Bedingen vörtostellen. Titandioxid is dorgegen so stabil, dat dat nich mol vun konzentreerte Soltsüür angrepen warrt.

Verbinnen

Metallsch Titan warrt vun wegen de hogen Kosten för’t Herstellen meist blots för technisch anspröökvull Anwennen bruukt. Dorgegen is dat teemich günstige un ungiftige Farvpigment Titandioxid in’n Alldag teemlich verbreedt. Meist all witte Kunststoffen un Farven bargt vundaag Titandioxid. Ok in Levensmiddel warrt dat nsett as Levensmiddelfarv E 171. Titanverbinnen warrt aver ok in de Elektrotechnik un in de Warkstofftechnik insett, un ne’edings ok bi’t Herstellen vun Hoochleistungsakkumulaters för’n Fohrtüch-Andriev (Lithiumtitanat).

Bariumtitanat, BaTiO₃
Lithiumtitanat
Titan(III)-chlorid, TiCl₃
Titanborid, TiB
Titancarbid, TiC
Titannitrid, TiN
Titan(IV)-chlorid, TiCl₄
Titan(IV)-oxid, Titanweiß, TiO₂
Titan(IV)-oxidsulfat, Titanylsulfat, TiOSO₄
Ferrotitan
Nitinol, en Memory-Metall

Bruuk

Över 90 % vun dat födderte Titanierz warrt vör allen na dat Chlorid- aver ok na dat Sulfatverfohren to Titandioxid verarbeit. För Titan gifft dat aver en Veeltall vun Insetten. Vör allen as Bestanddeel vun Stahl-Legeeren, wiel dat en grote Fastigkeit un Duktilität geven deit. Titanstahl hett ok jümmer en gode Proportschoon vun Gewicht to Fastigkeit. De Bruuk vun Titan warrt bestimmt dör de Egenschoppen un Bestännigkeit, eenige dorvun:

In de Medizin warrt Titan vör Prothesen bruukt as künstlich Gelenken, Tähnenkronen oder Beenprothesen. In de Middeloohrchirurgie warrt dorut veel Höörknakens ut maakt.
To’n Herstellen vun künstlich Eddelstenen, de teemlich week sünd.
Anwennen in Soltwater un annere angriepend Medien: Bodeele für Propellers un Schippschruven, för Anlagen to’n Soltrutmaken ut Seewater oder för Anlaagen in de Chlorchemie usw.
In de Luft- un Ruumfohrt för düüchtig belaste Bodeele, de liekers licht wesen mööt.
In de militärschen Rüsten, wo Titan ok in de Luftfohrt oder bi’n Bo vun U-Bööd bruukt warrt.
Feddern för Fohrgestellen in Fohrtüüch.
Schüffeln vun Dampturbinen
In de Pyrotechnik
As Bestanddeel vun supraleidend Titan-Niob-Legeeren
As Laserkristallen (Titansaphiren) in ultrakort pulsbore Lasers in’n fs-Rebeet
To’n Beschichten in de Halfleiderindustrie
För Outdoor-Utrüsten, t. Dukermessers, Eetbesteek oder Teltherenen
As Warkstoff för wietere Saken as Brillengestellen, Smuck, Tennis- und Golfslägers oder Fohrradrahmens
as Titantetrachlorid för’t Herstellen vun Glasspegels un künstlich Nevel

Nawies

TiO²⁺-Ionen billt mit Waterstoffperoxid en tyypschen gelen Komplex, de as fotospektrometrisch Nawies nütt warrn kann.

Sekerheit

Normalerwies is Titan ungefährlich, aver as Pulver kann dat licht Füer fangen. De meisten Solten gellt as ungefährlich. De Verbinnen, de nich bestännig sünd, as t. B. Titantrichlorid sünd düchdig korrosiv, wiel se mit Sporen vun Water Soltsüür billn doot.

Titantetrachlorid warrt in Nevelkerzen un -granaten insett. Mit de Luftfuchtigkeit kummt dat to en Reakschoon, bi de sik en dichten witten Rook ut Titandioxid billt, man butendem ok en Soltsüür-Nevel.

Titan neegt dorto, sik in’n Lief antoriekern. En bioloogsch Rull is för Titan bi Minschen noch nich nawiest worrn.