titanium tính chất và ứng dụng

Khoa: Hóa học

II Ứng dụngI Tính chất

I Tính chất

1.Tính chất vật lý

-Titanium là kim loại nhẹ, cứng nhất trong hầu như các kim loại, bề mặt bóng láng, chống ăn mòn tốt (giống như platin) Nó có thể chống ăn

mòn kể cả với acid, khí clo và với các dung dịch muối thông thường.

-Điểm nóng chảy và sôi cao làm cho titan trở thành một kim loại rất hữu ích về đặc tính chịu lửa Titan cũng là một kim loại dễ uốn, đặc biệt là khi ở trong môi trường không có oxy.

‐Titanium đặc hơn nhôm 60% nhưng bền gấp 2 lần nhôm Dưới trạng thái tinh khiết, Titanium có thể kéo sợi dễ dàng trong môi trường chân không Không phải tự nhiên nó lại được ứng dụng vào các sản phẩm chịu nhiệat tốt Đó chính là nhờ nhiệt độ nóng chảy cao trên 1.650 độ C.‐Titan cứng nhưng nhẹ hơn thép, nó nặng gấp rưỡi lần nhôm nhưng cứng gấp 6 lần.

‐Tuy nhiên Titan không cứng bằng một số loại thép nhiệt luyện Vì vậy, nó không có từ tính dẫn nhiệt và dẫn điện kém.

I Tính chất

2 Tính chất hóa học

a Tác dụng với phi kim

- Ở nhiệt độ cao, titan phản ứng được với nhiều kim loại (như nitơ, cacbon, silic, halogen, )

Ví dụ: Ti + O2 → TiO2 Ti + P(đỏ) → TiP

b Tác dụng với nước

Ti + 2H2O (hơi) → TiO2 + 2H2

- Giống như các hợp chất Al và Mg thì bề mặt của kim loại Titanium sẽ có một lớp thụ động mỏng, không xốp để bảo vệ khối kim loại không bị oxi hóa hay ăn mòn.

-Titanium có khả năng chịu được sự tấn công mạnh mẽ của Axit Sunfuric và Hydrocloric loãng, dung dịch Clorua và hầu hết tất cả các Axit hữu cơ Tuy nhiên, Titan cũng có thể bị ăn mòn bởi những

hợp chất Axit đậm đặc Titan chỉ có thể nóng chảy trong môi trường trơ hoặc ở chân không.

- Titan không bị tan trong axít sulfuric loãng và dung dịch axít clohyđric.

2Ti + 6H2SO4 (đặc, nóng) →Ti2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.Ti + 4HNO3 (đặc, nóng) → TiO(OH)2 + 4NO2 + H2O.

Ti + 18HF (đặc) + 4HNO3 (đặc, nóng) → 3H2[TiF6] + 4NO + 8H2O.

II Ứng dụng

Ngày nay, với nhu cầu ngày càng phát triển, titan và các hợp kim từ titan càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cao cấp khác nhau như: ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, quân sự vì khả năng kéo dãn tốt, chống ăn mòn tốt và khả năng chịu đựng nhiệt độ rất cao Nó được sử dụng trong quân sự như: xe bọc thép, tàu hải quân, tàu vũ trụ và tên lửa, áo chống đạn, luyện kim, chế tạo máy, hóa chất, xây dựng, chế biến sơn, giấy, nhựa, lớp phủ; phục vụ cho ngành gốm sứ; pin điện thoại, chip điện tử Ngoài ra titan còn được dùng để làm mỹ phẩm, giấy, nhựa cao cấp, chất chống mài mòn…

• Chế tạo động cơ máy bay, khung máy bay, vỏ tàu vũ

trụ, do có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, giúp giảm trọng lượng cho phương

tiện, tiết kiệm nhiên liệu và tăng hiệu suất hoạt động.

• Ví dụ: động cơ máy bay

Airbus A350 XWB, vỏ tàu vũ trụ Cassini

II Ứng dụng

1 Ngành hàng không vũ trụ:

2 Ngành công nghiệp:

• Khoảng 95% titan được sử dụng ở dạng titan dioxit (TiO2), được sử dụng làm thuốc nhuộm trắng trong sơn, kem đánh răng và nhựa, dùng trong sản xuất xi măng, đá quý….

• Ngoài ra, hợp kim titanium còn được sử dụng để sản xuất các linh kiện ô tô, chế tạo các dụng cụ như: pô xe, khung xe đạp, gọng kính…

II Ứng dụng

3 Công nghiệp hàng hải

• Vỏ tàu hải quân được làm bằng hợp kim titan vì khả năng chống ăn mòn của chúng đối với nước biển

• Titan cũng được sử dụng để sản xuất trục chân vịt, trao đổi nhiệt, giàn, thiết bị làm lạnh nhiệt cho bể cá nước mặn, dao và dây chuyền hoàn thiện của người lái và các đầu dẫn

• Ngoài ra, nó được sử dụng trong các thiết bị giám sát và thiết bị giám sát được triển khai trong nhà ở và đại dương.

II Ứng dụng

• Cấy ghép y tế như khớp hông, van tim, dụng cụ y tế, do tương thích cao với cơ thể con người và độ bền lâu dài, ổn định hóa học tốt và tương thích sinh học; không độc hại, không gây hại cho cơ thể người; mô đun đàn hồi thấp, phù hợp hơn với xương người.

• Ví dụ: khớp hông nhân tạo bằng titan, van tim titan, sản xuất các khớp giả, răng sứ, các dụng y tế, các ống dẫn trong chế biến thực phẩm.

II Ứng dụng

4 Y tế:

• Vỏ thiết bị điện tử, bộ trao đổi nhiệt, do có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, giúp tản nhiệt hiệu quả và tăng tuổi thọ thiết bị.• Ví dụ: vỏ laptop Apple MacBook

Pro, bộ trao đổi nhiệt trong pin điện thoại

II Ứng dụng

5 Ngành điện tử:

• Trang sức, đồng hồ, do có màu sắc sáng bóng, sang trọng và không bị xỉn màu theo thời gian.

• Ví dụ: nhẫn cưới titan, đồng hồ cao cấp có vỏ titan

II Ứng dụng

6 Ngành trang sức:

• Ốp lát mặt tiền, mái nhà, do có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt và tạo hiệu ứng thẩm mỹ đẹp mắt.

• Ví dụ: tòa nhà Burj Khalifa (Dubai) sử dụng tấm ốp titan, bảo tàng Guggenheim Bilbao (Tây Ban Nha) có mái titan

II Ứng dụng

7 Kiến trúc:

• Vợt cầu lông, khung xe đạp, gậy đánh gôn, do có độ bền cao, chịu được va đập mạnh và trọng lượng nhẹ.

• Ví dụ: vợt cầu lông Yonex

Astrox 88D Pro, khung xe đạp cao cấp Giant Propel

Advanced Pro 2 Disc

8 Thể thao:

II Ứng dụng

• Năng lượng tái tạo: pin mặt trời, tuabin gió

• Y học: nha khoa, chỉnh nha

• Sản xuất ô tô: khung xe, hệ thống treo

9 Các ứng dụng tiềm năng khác:

II Ứng dụng

Lưu ý:

Các nghiên cứu lâm sàng trên động vật và con người đã chỉ ra rằng nếu hít phải

titanium dioxide, nó vẫn trơ về mặt sinh học Khả năng bị xơ hóa yếu do tiếp xúc với bụi titan có nhiều khả năng do tiếp xúc đồng thời với các thành phần khác có trong bụi titan hơn là điôxít titan Tuy nhiên, ở động vật, nitrit titan, titan hydrua và cacbua titan có thể gây ra các hiệu ứng tạo sợi Những hợp chất này của titan cũng có thể gây ra chứng loạn dưỡng thận và gan ở động vật Tuy nhiên, titan tetraclorua có tác dụng khác đối với cả người và động vật Ở người, hợp chất này có thể gây bỏng da và kích ứng mạnh ở mắt Ngoài ra, titan ở dạng bột được biết là gây ra bạch cầu và fibrosarcoma, nhưng chỉ ở chuột khi chúng được tiêm Không có bằng chứng cho

thấy nó có bất kỳ tác dụng gây ung thư nào ở người Ngoài ra, titan thường được sử dụng trong các nghiên cứu về độ thanh thải của phổi Các nghiên cứu đã không cho thấy bất kỳ tác động bất lợi nào của titanium dioxide đối với phổi

• Titan là một kim loại màu xám sáng bóng, có tỷ lệ ăn mòn thấp và độ bền cao.• Nó là một kim loại rất hữu ích cho các đặc tính chịu lửa do nhiệt độ nóng chảy

và nhiệt độ sôi cao.

• Các hợp chất kim loại titan bao gồm oxit, sunfua, alkoxit, nitrit, cacbua, v.v…• Kim loại titan được chế tạo bằng phương pháp gọi là ‘phương pháp Kroll’.

• Các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm y tế, hàng không vũ trụ và ô tô, sử dụng kim loại titan và các hợp kim của nó do độ bền cao của nó.

• Một số hợp chất titan có thể có tác động xấu đến sức khỏe và môi trường.

Kết luận:

Cảm ơn cô và các bạn

đã xem