Г. Реми - Курс неорганической химии, страница 22

а с ахн нхь с х хс с: ы'. с айы сы д Ф с" о -о с Ф Ф сс оа х и о . хо Ф .а" охо ФФ о и с о аа Ю й й Йа Д хо «Ийо Ф5Й х~ ао Ф до ах сс да "Ф' д о Яао, с. д с д~ Фа~ й4Ф о Яоо й о ь д С ссс Я х о с ы а оааа Д ааааа а аь й а ьх и ь й й о ь Е ЯЯЕЯ аооа о д а ас ~-~н сс о ооа Х а аа о хаа о хоан Ф М са" й Д ФФОН а а ко о аа ьь ь одой д нойхоа й ооо„н о акоо д хыао Ф ФФВОФ Фао йах Гмааа Л гмошпеается также с цпрконпем пап гж$ппем, но только при температурах, превышающих температуру превращения. В таба.

9 параду с моталлзмк укааапы пекоторыо нгаешамм»м, а п»генко танис, которые с метзлламп побочной подгруппы )У группы образуют сосдвпсппп, близкие по хзрактору к пвтерметзллвчгсапм соединениям. Ярко выраженвымв металлическшш гвойгтвамп облада»ог также эашрад»», состав которых в общем соответствует формуле ЫХ, Опп так же, каа борпды типа 91В п карбиды тяпа ЫБ зтов группы, обладают металлической проводимостью, причем у пптридов и борпдов онз даже значвтетьпо баб»ива 10 Удельная озоктропроводпость металлов и метюгаоподобпых соедппевпй побочных нодгруп»» ГУ и»' групп (см»-ысм — г прп комнатной температура) цара»паз г»ззаа Вен»дав татаа Тантал 1,11 10» 4,6 10» 6,6.10» 2,24 10» 7,4 10» 10,9 КЯ 1,58 10» 3,07 10» 10,0 1(И 0,92 10» 0,6 10» 1,16.104 6,2 10 0,64 10»7 Ы стал,з Нптрвды, ЫХ Ворвды, ЫВ Каропдь, 51С 6, 7-10» 0,74.10» выше, чеп у свободных металлов (см.

табл. 10). В табл. 10 указапы также соответствую- щие соединения элемептов побочной подгруппы У группы, обпадагощпе проводимостью, сравнимой с метачлвческоп. ТИТАН (Т1ТАХ1"г)М) Т( Неторпчесппе сведения. Титан впервые был открыт в виде двуокиси. В 1789 г. авгаачаппп Грегор в Корпвзвьсвом железном песке, менааанвл»е, обнаружил окись неизвестного вещества, вначало названного Кирвапом емепахввом». Независимо от пего в 1795 г. Клапрог обнаружил, что рушим представляет собой окисел неизвестного металла, который оп назвал »аишапам.

Вскоре после втого стало известно, что 1'ротор в менакзнпге открыл металл, идентичный найденному Клапротом. В 1822 г. Волластон в доменных шлаках обнаружил похожее па металл гоедпвопие титана с углеродом и азотом, которое оп прввял за чистый титан. Это ошнбочаое представмсппо о титане распрострапплось и оставалось довольно долго, несмотря па то что уже вскоре после этого, в 1825 г., Берцелиусу удатось восстановлением натрием двойного фторпда калия и твтава получить действктельво олсмевтзрный, по еще недостаточно частый титан. Поскольку Берцелиус не сомпевался в том, что домсппый титан Волазстона является чистым кристаллическим титаном, свой продукт оп пазвал «а»юрфным титаном».

Однако Велер в 1849 г. сжвганпем в токе хвора доказал, что допеппые крпсталлы предгтавалют собой соедняеяие титана с углеродом и азотом состава Т) сС)»ы Получение. Вследствие большого средства титана пе только к таким обычным в металлургии восстаповителям, как уголь и алюминий, яо так- Распространение в природе. В природе титан находится главным образом в виде двуокиси ТЮз, которая встречается в различных модификациях — обычно рутил, реже аиатпз и брряит, В большинстве случаев природная двуокись титана загряанена в той или иной степени окисью железа. Железная руда также содерншт значительные количества двуокиси титана. Соединения окислов титана н железа встречаются в виде самостоятельного минерала, титанистяого железняка плм имь»зенита РеТ(Оз, Кроме того, следует упомянуть пероескигя, тмтаяат кальция СаТ10з и тип»амит пли сЯен, кальцийтнтзпилсиликат СаТ)О(ЯО4).

Двуокись титана часто встречается в соодиненилх с родкимн землями. В небольших количествах ояа очень распространена, так что почти любая почва содержит заметные количества титана (в среднем выше .0,0%), г1епгсерюая группа псриадиггскай сисюезгг же и к относительно инертным газам, как азот, получение чистого металла старыми способамн нв могло быть осуществлено. Чистый титан удалось получить лишь недавно термической диссоцнаццей тетраиодидо титана по методу наращивания па прутках, описанному для циркония (стр. 84).

Для получения особо чистого титана и теперь применяют этот способ. Достаточно чистый титан быз получен виерзыа Хуг(тарам (1910) яагреваннем спаси тетрзхлорида тятава и металлического натрия в стааьяай бомбе: Т (С1 я+ 4)Ча = 4)заС1 + Т). По давимы Балли (1921), более подходюцям является взаимодействие тзтрахлорида тптапа я гядркда наг)я(гг т101, -1-4Кан =4)час1+ т(+ 2нз, От абсорбирозаннаго водорода оавобождаются пагравапяем металла в вакууме до 800'. Кроль (1937) аяясая способ приготовления титана восстановлением окиси титана металлячеаяям кальцием. Полученным зтим способом металл можно подвергать термической обработке, одвако вследствие присутствия ТКЭ ап хрупок з холодном состоянии (хладяаламак).

Паздаее Кроль разработал другой способ, который теперь используют в прааышлепностп (см. далее). Шварц в 1906 г. получил технически чистый титан (98 — 99%-яый) путем превращения дзуокиси титана в сульфид нагреванием с Нзб в Сйз при 1000' и последующим зосстапоеловием его метзллическям магнием в токе аргова. В настоящее время в США промышленное прокзводство чистого титана осуществляют главным образом методом Кроля; восстановлоние тетрахларида титана расплавленным магяиеы проводят в стальпых бомбах прп температуре 350' в втмос4гре гелия или аргона.

Получеппуго металлическую губку переплавляют в электрической дуговом печи. Таким путем получают компактные блоки длиной 6 зь и диаметром 14 см. Видоизменением процесса Кроля является способ получения титана, разрабатаппый Маддаксам (ЫасЫех) и Эстзудаы (Еаз(маей) в ВаыаИо Маюама! 1пзИасе (1900). При ка.кбипирсгапии врачсссае восстапозятельаой я плавильной печей получают сразу компактный титав.

Жидкяй магпяй перекачивают сначала в злектрическн обогреваемую предзарвтеаьяу(о камеру, пз нагорай ан пад дазленяем аргаяа нагпатаегся з стальяую засстаназятельную камеру. Йз второго сборника туда поступают пары Т(С1м Образующаяся в разультата слсдуюя(ей реаюпж; гМбю+т С)„=Т „+гМбС), смесь жидкого Ы9С1з и суспеядярозаниаго в вем твердого титана непрерывно первтекает в злевтрозуговую печь.

Хлористый магний и та часть магния, которая па прореагировала, ясваря(атея и коадеясвруютая вне печи. Титан сплавляется в компактные блана, каторыо яо мере яакопаения выводят через оод печи. Одновременно титан служат электродом дяя создавая злектродуги магкяу пим и вольфрамовым стержнем. Для технических целей требуется не очень чисть(й металляческий титан. Подходящим в этом случае является сплав титана с железом — феррагиитйп„содержап(нй 10-25% титана и плавящийся чаще всего нязке 1400'. Ферратитан можно легко получить восстановленном рутнла углем в присутствии железа, Коли яшяелательно присутствие у~порода, в качестве восстановителя используют ачюмняпй.

Беболыпая примесь А! в ферротптане в большинстве случаев даже выгодна. Свойства. В компактном состоянии титан похож на сталь; на холоду оп обычно твердый, хрупкнй и только прл температуре красного каления становится ковким. Однако совершенно п(етый титан ковок уже на холоду, Чистый титан также отлично полируется, он обладает бблыяим блеском, чем хром. Температура плавления Т! в соответствии с последпнмн даннымн равна 4670'.

В электричоской дуге печи Муассана титан возгоняется. По давним зависимости упру~ ости пара от тоыпервтуры, температура кипения Т! установлена равпой примерно 3360'! удельный вес 4,49 (структуру решетки см. стр. 65). Ыояяряая теплоемпогть Ср псчаллпчеспого титана повышаегса от 1,273 прп — 219,7' до 5,380 прп 0' (Ке)!еу, 1944) и до 6,507 прп 200'. )г!слогу 200 п 800ч опа может быть вычпслепа по у!шзяеппю Ср — 4,1964+0,0!82081 0,39114.10-а!а+0,29223.10-Г!З (уаейег, Г1озепЬопш, 1936), Атомная теплоемпость кубической модифппацвп гпгапа выше температуры презрев!опля составляет 7,525 я пе зависят от темпоратуры. Иолпрвая теплоепвостл тяга па к парах (О! Пее, %)гель!еу, 1951) ямеег ярко выраженный максимум (Ср — — 6,578) прп 135' К я мпппмум (Ср 5,096) прп 990' К.

Прп томпературе квпенплтвтака Ср -- 8,034, пРп 4000'К 8,667 п пРп 5000'К 9,708. 'Такаа апоМальная гемперагуряая завпоппосгь связала с легкой возбудимостью атомов титана; то же паблюдаегся у железа, Теялопроводпость титана составляет прпблкзпчсльпо 0,036 ккл/сжгжк.град; удельное сопротпалеппе со. — — 0,475 10 4 (для очень чпсгого титана) и УдельнаЯ магвптпаЯ воспРпвмчпоосгь 2зо —— -)- 3,18 10 з.

Г!рп щгзкнх температурах на воздухе титан довольно устойчив. Выше температуры красного каления в токе кислорода он сгорает до двуокиси (ср. стр. 63). С азотом соединяется прн более высокой ~емпературе (выше 600'), образуя ннтряд. Поэтому прн пагрованик титана на воздухе наряду с окисью образуется ннтрпд.

Легче всего титан реагирует с галогенамк: с хлором, например, прн температуре немного выше 300', с фтороьг уже при 150'. При более высокой температуре титан легко соединяетск также с другими неметалламп, образуя соединения, отличающиеся устойчивостью по отношению к химическим агентам. Кроме интрада Т!г), здесь прелгде всего следует назвать нарбяд Т!С и карбопитрнд титана Т!зСг(ю а такяге образующиеся в виде похожкх на серое железо кристалликов снлициды Т!23! н Т!Я!2 ° Порошкообразяый тягая аптпппо абсорбпрует водород: 1 г тягапа (8гечег!и, 1929) прв комнатной температуре поглощает 407 зье водорода, т. е.

1,74 е-ктожк па 1 .-ккюм тпгапз (ср. стр. 63), прп 1000' только 66 зьс Ы результате поглощения водорода титин заметпо расжпряегсл (мапспмум ва 159е) п приобретает более светлую окраску, сохрапяя, оппапо, мета лзпческпй блеск. Теплота образозапяя гпдрпда тпгаяа, составляющая, по данным Спвергс» (1931), 18,0 клок!г-атсж водорода.

превосходят, следоватезгьпо, теплоту образсзапвя гцдрпда яатрпп (ср, т. 1, стр. 179). Раскалеппый п товеводорода тптап яа воздухе зоспламекяетсл, и абсорбвроваппый водород сгорает бледным пламопем, образуя воду. титан татке в зпаппельпой степепп может растворять кислород, образуя с впм твердые растворы (до 30 ач.ей).