Transcript Nikl i Titanijum

Autori : Uroš Žeželj i Nenad Marković





Pripada skupu prelaznih metala;
Boja - srebrnobela;
Agregatno stanje - čvrsto;
Temperatura topljenja - 1455˚C
Temperatura ključanja - 2913˚C
Istorijat
Nikl se prvi put pojavljuje u Evropi krajem 17. veka pod nemačkim nazivom
kupfernickel (lažni bakar), odnosio se na rudu koja je imala izgled bakarne, ali nije
davala bakar kada je tretirana uobičajnim procesom.
1751. godine Axel Fredrik Cronstedt je konstatovao je da nikl sadrži neki novi
metal, da bi da bi kasnije Le Sage tvrdio da je to jedinjenje kobalta, arsena, gvoždja
i bakra i na kraju, Bergman dokazao da je Cronstedt-ov metal zapravo novi element,
ali ne u čistom stanju.
Nalaženje
Nalazi se u zemljinoj kori u obliku minerala koji se sastoji od kobalta (milerita,
garsdofrita i garnierita).
Čist nikl se nalazi u nekim meteoritima.
Najvažnija nalazišta se nalaze u Sadberiju (Ontario, Kanada).
Milerit
Garsdofrit
Osobine
Nikl je umereno tvrd, blistav metal srebrnobele boje otporan na koroziju.
Magnetičan je. Na vazduhu je postojan na običnim temperaturama, a u kiseoniku
sagoreva gradeći oksid. Razblažena hlorovodonična i sumporna kiselina slabo
deluju na njega, ali azotna deluje lako i tada se gradi niklo-nitrat.
Jedinjenja
Nikl gradi niz jedinjenja okside, hidroksid i soli. Gradi i niz kompleksnih jedinjenja,
kao na primer heksmamminikl(ll)-bromid.
Nikl se koristi za prevlačenje drugih materijala (niklovanje) radi zaštite jer je
otporan na koroziju i ima srebrnast sjaj. U tu svrhu koristi se legiran sa srebrom.
Nikl u prahu se koristi kao katalizator u mnogim reakcijama i industriji kao što je
proizvodnja margarina (pri stvrdnjavanju ulja). Legure nikla i bakra se koriste za
izradu kovanog novca, pribora za jelo. Takodje, nikl se dodaje i čeliku i drugim
legurama da bi povećao njihovu otpornost na koroziju (tada ima 6-12% nikla).
Niklohromni čelici (1.5-3.0% nikla) su veoma tvrdi i otporni na udarce, pa se koriste
za pravljanje delova sa unutrasnjim sagorevanjem. U zavisnosti od procentnog
udela nikla u leguri, kao i elemenata koji se uz nikl koriste za legiranje, dobijaju se
različite legure koje imaju različite namene (invat, permaloj, platinit, monel-metal,
kupronikl, manganin)





Pripada skupu prelaznih metala;
Boja – srebrnobela;
Agregatno stanje – čvrsto;
Temperatura topljenja – 1668 ˚C
Temperatura ključanja – 3287˚C
Istorijat
Otkrio ga je G.W. Creeda 1791. godine u toku ispitivanja magnetnog peska
nadjenog u Menahanu, pa je ovaj element nazvao menahin. Nezavisno od prvog
otkrića otkrio ga je u rutilu M.H. Klaproth 1795. godine. On ga je nazvao
titanijumom i pokazao da je identičan sa Gregorovim menahinom. Bercelijus je
1825. uspeo da izoluje metal, mada ne baš sasvim čist.
Nalaženje
Zastupljen je u zemljinoj kori u obliku minerala (limenita, rutila i titanita). Iako se
smatra retkim elementom, bez obzira što se njegove koncentrovane naslage retko
nalaze, on je otprilike deseti element po zastupljenosti u prirodi, a od metala su
zastupljeniji samo aluminijum i gvoždje. Javlja se u obliku oksida, TiO2, svog
najvažnijeg jedinjenja i to kao rutil (tetragonalan), brukit (ortorombičan) i anatas
(tetrarombičan).
Limenit
Rutil
Titanit
Najčešće se dobija iz rude rutila. Rutil se pretvara u titanijumtetrahlorid hlorovanjem u prisustvu ugljenika u stubovima obloženim ciglama pri
temperaturi od 700˚C-1000˚C.
Titanijum-tetrahlorid se redukuje metalnim magnezijumom ili natrijumom u
atmosferi argona na 700 °C. Destilacija u vakuumu ili ispiranje sa 2% azotnom
kiselinom omogućava da se dobije metal bez magnezijuma ili natrijuma, ali je on
tada u obliku finih granula. Proizvodnja metala u blokovima ili sličnim oblicima je
teška jer na visokim temperaturama koje su potrebne za topljenje (1665 °C)
titanijum lako reaguje sa kiseonikom i azotom iz iz vazduha i sa oblogom
peći. Blokovi se prave tompljenjem u lučnim električnim pećima pod
smanjenim pritiskom u teglama od bakra koje se hlade vodom.
Osobine
Titanijum je specifično lak i mekan metal, a po hemijskim osobinama liči
na sicilijum. Na kiseoniku uz zagrevanje sagoreva dajući titanijum-dioksid. Sa
azotom na 800 °C gradi nitrid TiN. Kiseline ne deluju lako na njega. Vruća
razblažena sumporna kiselina sa njim daje sulfat uz izdvajanje vodonika, a
koncentrovana disulfat uz izdvajanje sumpor-dioksida. Azotna kiselina ga pretvara
u titanijumovu kiselinu Ti(OH)4. Poznata je postojanost titanijuma
prema koroziji, posebno prema morskoj vodi, pa je našao primenu i
u brodogradnji.
Jedinjenja
Gradi jedinjenja u kojima mu je oksidacioni broj +2, +3 i +4. Njegovo
najvažnije jedinjenje je titanijum-dioksid, ali su poznati i TiO i Ti2O3.
Elementarni titanijum nije otrovan, ali neke njegove soli jesu. Legure titanijuma su
veoma lake i mehanički izdržljive – posebno za razvlačenje i zbog toga se koriste u
avio-industriji, a takodje i za pravljenje bicikla i drugih sportskih sprava. Legure
titanijuma imaju mnogo bolje osobine od legura aluminijuma ali su od njih znatno
skuplje, pa su zbog toga manje zastupnjene. Titanijum-dioksid se koristi kao
dodatak za izbeljivanje u pastama, prašcima i farbama.
KRAJ