Характиристика химического элемента титана (Ti)

Химические свойства Нормальный электродный потенциал реакции Ti - 2 e = FtTi 2 + cp 0 = - 1,75 В, а реакции Ti - 3 e = * ± Ti 3 + ср0=-1,21 В. В соединениях проявляет степени окисления + 2, + 3, + 4. Титаи хорошо поглощает водород. 1 моль титана способен сорбировать до 2 молей водорода, причем наиболее интенсивно процесс этот протекает выше 400-500 °С. При малом содержании сорбированного водорода внешний вид поверхности металла почти не меняется. Поглощение водорода металлом и образование твердого раствора - экзотермический процесс. Водород образует с титаном два гидрида TiH (у-фаза) с г. ц. к. решеткой (а=0,446 нм) при 62,4 % (ат.) Н и TiH 2 - i при большем содержании водорода ТШ2~х-фаза переменного состава, которая по мере увеличения количества водорода претерпевает тетрагональное искажение. При взаимодействии титана с кислородом на его поверхности образуется пленка оксидов. При комнатной температуре толщина этой пленки колеблется в пределах 0,17-25 нм в зависимости от длительности взаимодействия, соответствующего 2 и 4 годам. При нагреве до 400-500 °С начинается заметное окисление титана, приводящее к образованию диоксида титана ТЮ2, при этом часть кислорода растворяется в металле (до 20 %), а остальные 80 % идут на формирование окалины. До ~800°С окисленный слой состоит исключительно из ТЮг со структурой рутила, а металл на границе с оксидом обогащен кислородом. Выше ~800°С дополнительно образуются фазы TiO и Ti 203. Цвет оксидного слоя зависит от температуры и длительности окисления. При низких температурах вначале наблюдаются желтый, голубой или фиолетовый цвета побежалости. В интервале 500-700 °С оксидный слой, еще прочно-сцепленный с основным металлом, имеет темно-серый цвет. При более высокой температуре образуется слой серого цвета, который легко отслаивается. Соединяясь при высоких температурах с углеродом, титан образует карбид типа TiC (Д# = 191,7 кДж/моль). TiC по внешнему виду и свойствам весьма сходен с металлическим титаном, однако с большим трудом, чем последний, поддается действию кислот. TiC обладает кристаллической структурой типа NaCl и плавится при ~3425±25°С. При нагреве TiC реагирует с галогенидами, кислородом, азотом. С азотом титан взаимодействует при высоких температурах, образуя нитрид TiN - вещество желтого цвета. Кристаллическая структура - типа NaCl, температура плавления / Пл=2925±25 °С, теплота образования Д / / 0 пр=334,26 кДж/моль. Нитрид титана обладает высокой электропроводностью.