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Dados básicos / Elementos adjacentes |
↑Topo • Fim↓
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| Número atômico |
22 |
| Peso atômico |
47,867 |
| Elétrons |
[Ar]4s23d2 |
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Do latim titans (mitologia grega: os primeiros filhos da Terra).
Descoberto por William Gregor (geólogo amador inglês) em 1791 e batizado
em 1795 por Martin Heinrich Klaproth (químico alemão), que também o
descobriu de forma independente.
De forma impura, foi obtido por Nilson e Pettersson em 1887. O metal puro (99,9%) foi preparado em 1910 por
Matthew A Hunter, através do
aquecimento (700 a 800ºC) do cloreto com sódio.
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Está presente em meteoritos, no Sol e em outras estrelas. Rochas
lunares contêm o óxido. Na crosta terrestre, é o nono elemento mais
abundante (0,63% em peso). Ocorre quase
sempre em rochas ígneas e em sedimentos delas derivados.
Alguns minerais são o rutílio (óxido de titânio), a ilmenita (titanato
ferroso, TiFeO3)
e o esfênio (também chamado titanita, silicato de titânio e cálcio).
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O metal era apenas uma curiosidade de laboratório até 1946, quando
William J Kroll (metalurgista luxemburguês) demonstrou que poderia ser produzido comercialmente pela
redução do tetracloreto de titânio com magnésio. E o processo ainda
é bastante usado nos dias atuais.
O tetracloreto é obtido pela ação do cloro e carbono sobre a ilmenita:
2TiFeO3 + 7Cl2 + 6C → 2TiCl4
+ 2FeCl3 + 6CO. O tricloreto de ferro é removido por
destilação. Em seguida, ocorre a redução com magnésio: TiCl4 + 2Mg →
2MgCl2 + Ti.
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No estado puro, é um metal brilhante, leve, de boa resistência
mecânica e excelente resistência à corrosão. É dúctil, se livre de
oxigênio. É um dos poucos elementos que queimam no nitrogênio.
É resistente aos ácidos clorídrico e sulfúrico diluído, à maioria
dos ácidos orgânicos, a gases e soluções contendo cloro. É
considerado um metal inerte. Em muitas aplicações, em especial na
presença de cloro, a resistência à corrosão é superior à
resistência dos aços inoxidáveis.
A resistência mecânica é comparável à do aço, com um peso 45%
menor. É 60% mais pesado que o alumínio mas com o dobro da
resistência.
O dióxido de titânio puro é claro e apresenta elevado índice de
refração.
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| Grandeza |
Valor |
Unidade |
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Massa específica do sólido |
4507 |
kg/m3 |
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Ponto de fusão |
1668 |
°C |
| Calor de fusão |
18,7 |
kJ/mol |
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Ponto de ebulição |
3287 |
°C |
| Calor de vaporização |
425 |
kJ/mol |
| Eletronegatividade |
1,54 |
Pauling |
| Estados de oxidação |
+4 +3 |
- |
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Resistividade elétrica |
40 |
10-8 Ω m |
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Condutividade térmica |
22 |
W/(m°C) |
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Calor específico |
523 |
J/(kg°C) |
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Coeficiente de expansão térmica |
0,86 |
10-5
(1/°C) |
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Coeficiente de Poisson |
0,32 |
- |
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Módulo de elasticidade |
116 |
GPa |
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Velocidade do som |
5090 |
m/s |
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Estrutura cristalina |
hexagonal |
- |
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Compostos e/ou
reações - alguns exemplos |
↑Topo • Fim↓
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Titânio é um metal bastante estável e a maior parte das reações
abaixo ocorre sob condições forçadas (metal pulverizado, aquecimento, água
em forma de vapor, etc).
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Reação com oxigênio
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Ti + O2 →
TiO2. |
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Reação com nitrogênio
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2Ti + N2 →
2TiN. |
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Reação com água
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Ti + 2H2O →
TiO2 + 2H2. |
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Reação com halogênios
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Ti + 2F2 → TiF4 |
Ti + 2Cl2 → TiCl4 |
Ti + 2Br2 → TiBr4 |
Ti + 2I2 → TiI4. |
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Reação com ácido
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2Ti + 12HF → 2(TiF6)---
+ 6H+ + 3H2. |
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Aplicações - alguns exemplos |
↑Topo • Fim↓
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•
A elevada resistência à corrosão é fator decisivo para emprego em uma variedade de
equipamentos industriais.
• Componente importante de ligas com alumínio, molibdênio,
manganês, ferro e outros metais. Ligas de titânio são leves e
suportam altas temperaturas e, por isso, são empregadas em aviões,
mísseis, naves espaciais.
• Dióxido de titânio é extensivamente usado em tintas, pelo alto poder
de fixação.
• Eixos de hélices e outras aplicações, onde a resistência á
corrosão à água do mar é necessária.
• Em termos genéricos, pode-se dizer que o titânio metal e várias de
suas ligas apresentam a benéfica combinação de alta resistência
mecânica e térmica, alta resistência à corrosão e baixa massa
específica e, portanto, usados em aplicações críticas, nas quais o
conjunto dessas propriedades é importante.
•
Tetracloreto de titânio é usado para fabricar vidros iridescentes (as
cores mudam de acordo com o ângulo de visão). Produz
também intensa fumaça no ar e é usado para
cenas de efeito (não é inofensivo. A fumaça se dá pela reação com
a umidade do ar, TiCl4 + 2H2O →
TiO2 + 4HCl).
•
Titânio e ligas são usadas em próteses ósseas, implantes dentários.
Também em instrumentos cirúrgicos.
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A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção artificial. Símbolos para tempos de meia vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano). A
tabela acima contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.
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| Simb |
%
natural |
Massa |
Meia
vida |
Decaimento
|
| 44Ti |
0 |
43,9597 |
67 a |
CE p/ 44Sc |
| 45Ti |
0 |
44,9581 |
3,078 h |
CE p/ 45Sc |
| 46Ti |
8,25 |
45,9526 |
Estável |
- |
| 47Ti |
7,44 |
46,9518 |
Estável |
- |
| 48Ti |
73,72 |
47,9479 |
Estável |
- |
| 49Ti |
5,41 |
48,9479 |
Estável |
- |
| 50Ti |
5,18 |
49,9448 |
Estável |
- |
| 51Ti |
0 |
50,9466 |
5,76 m |
β-
p/ 51V |
| 52Ti |
0 |
51,9469 |
1,7 m |
β-
p/ 52V |
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