万物由什么组成:化学元素的奇妙世界
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加钛更亮白

22

Ti

47.87

titanium


原子序数:22

类型:过渡金属

沸点:3 287 ℃(5 949 ℉)

发现时间:1791年

颜色:银色

熔点:1 668 ℃(3 034 ℉)


不管是牙膏、糖果、油漆还是药品,外观呈亮白色的产品会更好卖。实现这一目标的最佳方法之一,就是使用二氧化钛(也称为钛白),这是一种可以从天然存在的且能从矿物中提取的钛的氧化物。

二氧化钛的应用是21世纪最有用的发明之一。例如,用在汽车后视镜中清洁玻璃的涂层,可以让水在没有喷雾的情况下散开,并带走大部分污垢。这种玻璃的第一个普遍使用的版本是由皮尔金顿公司研发的。

钛元素很常见,它在地壳中的含量排第十,但是提取出来并不容易。钛可以与氮气反应,这排除了许多可能提取的方法,目前提取的标准方法是克罗尔流程:首先将二氧化钛加热到大约1 000 ℃,然后通入氯气形成不同的化合物,最后将其用氩气覆盖,并且在850 ℃下与镁反应,提取出钛的纯金属。虽然这一工艺在经济上是可行的,但它使得钛比那些常见金属(如铁)的价格更贵。

钛的用处很大。因为钛跟钢一样坚固,而重量不到钢的一半,在水中不会腐蚀,也不像铝那样容易变形,而且与氧气发生反应时,表面会形成一层保护金属的薄氧化层,所以钛被广泛应用于运输、运动设备生产和航海中。钛还可以和骨骼很好地结合,这也使它成了髋关节置换和牙种植体的理想材料。

1791年,一位来自英格兰的威廉·格雷戈尔牧师最早发现了钛的氧化物,他在康沅尔部的玛纳坎教区发现了一些被磁铁吸引的黑沙,并将这些黑沙命名为“钛铁砂”。几年后,德国化学家马丁·海因里希·克拉普罗特认为,钛铁砂中含有与金红石(红色矿石)相同的新元素,但直到1910年,美国通用电气公司的化学家才找到了提取纯钛的基本方法。