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Schmelzpunkt von Fe aber halbe Dichte ρ = 4g/cm3; stark, leicht, teuer → darum maskulin. Sonst wie Stahl, es korrodiert aber nicht, und erzeugt keine Allergien (→ Implantate).
Häufigstes Element, aber keine Lagerstätten, häufiger als Cu, Zn, C, N; auch Meerwasserfest: Schiffsteile.
3 Mineralien die abgebaut werden: Ilmenit: FeTiO3; Perowskit: CaTiO3; Rutil, Anatas, Brookit: TiO2 je nach Kristallstruktur.
Technische Gewinnung aus Ilmenit: Fe + T: gleicher Atomradius → Ersetzen sich im Kristallgitter.
1. Abtrennung des Fe
2. Reduzieren mit C nicht möglich, da sonst Ti-Carbit entsteht
2 Verfahren:
1. Chlorid-Prozess: Führt zum Titan als Metall.
Funktion: Krollverfahren: Im elektrischen Lichtbogen, sehr hoher Temp. unter Zusatz von Koks(C). Das Mineral wird aufgeschmolzen reduziert. Fe wird zu Fe0 reduziert, es entstehen aber auch Carbide. Großer Teil des Fe ist dann abgetrennt.
→Ti-Schlacke: Ti-Oxid, Fe-Oxid, TiC; Sie wird gemahlen und bei 800°C mit Cl2-Gas umgesetzt →TiCl4 kovalente Verbindung ═ Destillierbar (Fraktionierung: reines TiCl4). TiCl4 wird mit metallischem Mg umgesetzt → MgCl2 + Ti unter Schutzgas Argon + 800°C schwimmt Titan als Schwamm auf flüssigem MgCl2. → Abtrennung. Aus Ti-Schwamm wird noch TiCl4 durch verdampfen entfernt. → Ti zu 99% rein.
2. Sulfat-Prozess: führt zu TiO2: Wird als weißes Farbpigment verkauft und so verwendet. Vergilbt nicht, ist ungiftig, strahlend weiß →Malerfarbe, Kunststoffe, Füllmaterial in Papier.
Hauptproduzent: USA wegen Hauptlagerstätten.
Verfahren: für Endprodukt: TiO2. Viel billiger.
Vermahlenes FeTiO3 wird digeriert mit H2SO4; Fe2(SO4)3 geht in Lösung. TiOSO4 Titanoxisulfat wird abfiltriert mit Alteisen beschickt (=Reduktionsmittel) → FeSO4
Mischung wird konzentriert und abgekühlt: FeSO4 kristallisiert aus + wird abgetrennt.
TiOSO4 hydrolysiert: Ti(OH)2 nicht sehr stabil → H2O abspaltung durch glühen → TiO2.
Verbindungen: Nicht besetzte, halb besetzte und ganz besetzte Schalen sind besonders stabil.
Verwendung: TiIV als Nachweis für Peroxide / mit Peroxiden Ti-Nw.
O
Ti4+ + H2O2 → [OH -Ti ]+ Peroxitantanyl- (Orange)
O
Ether bildet Peroxide: Vor Reaktion prüfen, sonst Explosion. Ist aber nicht mit TiO2 machbar.Zu inert.
Ti-Carbit/ -Borit/ -Nitrid sehr hart (fast wie Diamant)
Ti-Blech anlaufen lassen → Farben sehr intensiv → Schmuck.
Ti-Sandwich-Verbindungen:
Cyclopentadien
Fe0 /Fe2+/Fe3+-Atom eingelagert
Ferrocen
Cl
Cl
Bicyclopentadianyltitandichlorid: In organ. Lösungsmittel löslich.
Sind sehr stark gefärbt (Ligand)
Sind Magnet → flüssiger Magnet: Lautsprecher, kühlt ihn.
Katalysatoren: Ti-Halogenide: Ziegler-Natta-Verfahren zur Polymerisation von Ethylen → PE.
Bei niederem Druck, Temp.
Es liefert Maßgeschneiderte Polymere, die bestimmte Eigenschaften haben.
RC RC CR
C C C
RC CR CR
C C C
RC RC RC
verschiedene physikalische Eigenschaften.
Bei radikalischer Polymerisation statische Verteilung der Endprodukte; hier wird durch Katalysatoren der Reaktand in bestimmter Stellung festgehalten + reagiert. → Es gibt definierte Endprodukte.
Titanhydrid: Einlagerungen von Ti + H.
Ti kann große Mengen H speichern / Einlagern ═ Schwamm- bis zum 3000-fachen des Eigenvolumens → für Entwicklung neuer Motoren (H-Verbrennung). Ti als Metall sehr teuer.
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