Окислительно-восстановительные процессы.
Титан является характерным металлом, поэтому ему свойственны восстановительные свойства. Но характер оксида титана амфотерен. Однако восстановительные свойства выражены немного ярче. Кислотные свойства лучше проявляются в кислотной среде. Основные – в щелочной.
Ti + NaBiO3 + H2O = TiO(OH)2(тв) + Bi(OH)3(тв) + …
Составим ионно-электронный баланс:
| Ti0 – 4e + 3H2O = Ti+4O(OH)2 + 4H+ |*1
4|
| (Bi+5O3)- + 2e + 3H2O = Bi+3(OH)3 + 3(OH)- |*2
Суммарное уравнение:
Ti0 + 3H2O + 2(BiO3)- + 6H2O = TiO(OH)2 + 4H+ + 2Bi(OH)3 + 6(OH)-
Ti0 + 2(BiO3)- + 9H2O = TiO(OH)2 + 4H2O + 2Bi(OH)3 + 2(OH)-
Ti0 + 2(BiO3)- + 5H2O = TiO(OH)2 + 2Bi(OH)3 + 2(OH)-
Итоговое уравнение реакции:
Ti0 + 2NaBiO3 + 5H2O = TiO(OH)2 + 2Bi(OH)3 + 2NaOH
Ti2O3 + H2O2 + KOH = …(TiO4)4- + …
Составим ионно-электронный баланс:
| Ti2+3O3 – 2e + 10(OH)- = 2(Ti+4O4)4- + 5H2O
1|
| H2O2-1 + 2e = 2(O2-H)-
Суммарное уравнение:
Ti2O3 + 10(OH)- + H2O2 = 2(TiO4)4- + 5H2O + 2(OH)-
Ti2O3 + 8(OH)- + H2O2 = 2(TiO4)4- + 5H2O
Итоговое уравнение реакции:
Ti2O3 + H2O2 + 8KOH = 2K2TiO4 + 5H2O
Ti(OH)3 + K2MoO4 + H2SO4 = (TiO)2+… + (MoO)2+… + …
Составим ионно-электронный баланс:
| Ti+3 (OH)3 – e + 4H+ = (Ti+4O)2+ + 2H2O |*2
2|
| (Mo+6O4)2- + 2e + 6H+ = (Mo+4O)2+ + 3H2O |*1
Суммарное уравнение:
2Ti(OH)3 + 8H+ + (MoO4)2- + 6H+ = 2(TiO)2+ + 4H2O + (MoO)2+ + 3H2O
2Ti(OH)3 + (MoO4)2- + 14H+ = 2(TiO)2+ + (MoO)2+ + 7H2O
Итоговое уравнение реакции:
2Ti(OH)3 + K2MoO4 + 4H2SO4 = 2(TiO)SO4 + (MoO)SO4 + K2SO4 + 7H2O
Применение в чистом виде и в виде сплавов
Металл применяется в: химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы, трубопроводная арматура), военной промышленности (бронежилеты, броня и противопожарные перегородки в авиации, корпуса подводных лодок), промышленных процессах (опреснительных установках, процессах целлюлозы и бумаги), автомобильной промышленности, сельскохозяйственной промышленности, пищевой промышленности, украшениях для пирсинга, медицинской промышленности (протезы, остеопротезы), стоматологических и эндодонтических инструментах, зубных имплантатах, спортивных товарах, ювелирных изделиях, мобильных телефонах, лёгких сплавах и т. д. Является важнейшим конструкционным материалом в авиа-, ракето- и кораблестроении.
Титановое литье выполняют в вакуумных печах в графитовые формы. Также используется вакуумное литье по выплавляемым моделям. Из-за технологических трудностей, в художественном литье используется ограниченно.
Титан является легирующей добавкой во многих легированных сталях и большинстве спецсплавов.
Нитинол (никель-титан) — сплав, обладающий памятью формы, применяемый в медицине и технике.
Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что в свою очередь определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов.
В виде соединений
Белый диоксид титана (TiO2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Пищевая добавка E171.
Титанорганические соединения (напр. тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности.
Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки или покрытий.
Карбид титана, диборид титана, карбонитрид титана — важные компоненты сверхтвёрдых материалов для обработки металлов.
Нитрид титана применяется для покрытия инструментов,куполов современных церквей и при производстве бижутерии, т.к. имеет похожий на золото цвет.
Титанат бария BaTiO3, титанат свинца PbTiO3 и ряд других титанатов —- сегнетоэлектрики.