Il titanio è un elemento chimico del gruppo dei metalli, e fu scoperto dal chimico inglese Gregor nel 1791 e isolato dal chimico tedesco Klaproth nel 1795. Quest’ultimo diede all’elemento il suo nome, che deriva da Titanus (nella mitologia greca, il figlio di Gea e Urano), perché si tratta di un metallo durissimo. Se puro, è leggero, duttile, malleabile e resistente alla corrosione. È il nono elemento per abbondanza sulla Terra (il quarto fra i metalli). Si trova in numerosi minerali (i principali sono il rutilo e l’ilmenite).
Indice
Proprietà chimiche
Ha un punto di fusione alto, che lo rende un buon metallo refrattario: può essere esposto ad alte temperature senza reagire con altri elementi.
- Simbolo: Ti
- Numero atomico: 22
- Serie: Metalli del blocco d
- Gruppo, periodo: 4, 4
- Densità: 4507 kg/m³
- Durezza: 6,0
- Peso atomico: 47,867 u
- Configurazione elettronica: [Ar]3d2 4s2
- Struttura cristallina: esagonale
- Stato della materia: solido
- Punto di fusione: 1668 °C
- Punto di ebollizione: 3290 °C
- Calore di fusione: 15,45 kJ/mol
- Elettronegatività: 1,54 (Scala di Pauling)
- Calore specifico: 520 J/(kg·K)
- Conducibilità elettrica: 1,798×106/m·Ω
- Conducibilità termica: 21,9 W/(m·K)
Titanio – Composti principali
Biossido di titanio TiO2 – Solido bianco insolubile in acqua e negli acidi e con elevato indice di rifrazione, che gli conferisce un ottimo potere coprente, perciò è usato come pigmento bianco ed è noto anche come titania.
Tetracloruro di titanio TiCl4 – Fra gli acidi di Lewis (capaci di formare un nuovo legame accettando una coppia di elettroni) più forti, è un liquido incolore molto stabile.
Isotopi – Questo elemento ha cinque isotopi stabili in natura, Ti-46, Ti-47, Ti-48, Ti-49 e T-50, e di questi Ti-48 è il più abbondante.
Applicazioni
Il titanio viene utilizzato nelle leghe leggere resistenti e nei pigmenti bianchi (il biossido, detto anche bianco di titanio) per vernici, carta, cementi, ceramiche e plastiche. Il titanio puro CP4 e la lega a base di titanio Ti 6Al-4V sono utilizzati nelle protesi di anca e ginocchio, per la fabbricazione di clip chirurgiche da sutura permanente e in ambito odontoiatrico per realizzare impianti dentali. Grazie alla sua elevata resistenza alla corrosione, questo elemento trova impiego anche nelle industrie navale e aerospaziale e per la costruzione di apparecchiature chimiche.
Modelli di protesi in titanio
Titanio – Le leghe
Le leghe di titanio non sono facili da lavorare, ma questo elemento unito ad altri metalli è molto utile per creare materiali con ottima resistenza meccanica, rigidità e leggerezza e resistenza alle alte temperature. I metalli più usati sono molibdeno, nichel, stagno, alluminio, silicio e vanadio. Le leghe di questo elemento risultano però piuttosto costose, per questo sono diffuse solo in industrie altamente specializzate come l’aeronautica.
Biologia
Il titanio non ha un ruolo biologico nel corpo umano, seppure sia presente in piccole quantità nell’organismo e venga assunto senza problemi: non viene assorbito dall’organismo e non è tossico, seppure la polvere di titanio possa causare problemi di respirazione e irritazione agli occhi. Si trova in alcune creme solari come barriera per i raggi ultravioletti.
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