Titanyum (Ti)

Alm. Titan (n), Fr. Titane (m), İng. Titanium. Kimyada sembolü Ti olan sert, parlak ve gümüşümsü bir
metal. 1790 yılında İngiliz Villiam Gregor tarafından titanın oksidi keşfedildi. 1795 yılında Alman
kimyâcısı Martin H.Klaprotlı başka bir maddeden Gregor’un keşfettiği maddeyi buldu ve bu oksidin
metaline titan ismini verdi.
Bulunuşu: Arz kabuğunda bulunan elementlerin çokluk bakımından on dokuzuncusudur. Volkanik
kayalarda % 0,44 kadar titan bulunduğu hâlde, yerine bağlı olarak bâzı topraklarda % 0,5 ilâ % 1,5
arasında bulunur. Bâzı kırmızı killi topraklardaysa % 12’nin üzerinde bir orandadır. Tabiî sular
umûmiyetle % 10-7 -10-9 kadar titan ihtivâ eder. Meteorlarda % 0,13 titan mevcuttur. Spektral (tayf)
analizlerinden güneşte ve diğer yıldızlarda titan olduğu görülmektedir. Ay taşlarının analizinde % 6
titan bulunmuştur.
Minerallerde titanın muhtelif bileşikleri bulunmaktadır. Kristal yapısı farklı olan üç çeşit titan oksit (TiO2)
yerine geçebilen titan minerali vardır. Rutil ismindeki titan oksit, tetragonal prizmatik; brokit ortorombik;
anatas ise tetragonal kristal yapıya sâhiptirler. İlmenite (FeO Ti O2= FeTiO3) plaj kumlarında,
kayalarda rastlanır. Avustralya plajlarında çok bulunur.
Özellikleri: Periyodik cetvelde IV B grubu ve 4. periyotta bulunur. Atom numarası 22, atom ağırlığı ise
47,90’dır. Kütle numaraları 43’ten 51’e kadar olan çeşitli izotopları vardır.
Tabiatta bulunan ve kararlı olan izotoplarının kütle numaraları 46, 47, 48, 49 ve 50’dir. Diğer izotopları
radyoaktiftir.
Titanın oksidasyon basamakları +2, +3, +4’dır. Titanın oksijene, karbona ve azota ilgisi çok fazladır.
Titan 1200°C’de havada yanar. Azotla yanan çok az metal vardır. Bunlardan bir tânesi de titandır.
Derişik (konsantre) sülfat ve klorür asidiyle şiddetli reaksiyon verdiği hâlde bu asitlerin seyreltik hâliyle
yavaş reaksiyon verir.
Titan 1675°C’de erir ve 3260°C’de kaynar. Yoğunluğu 4,51 g/cm3 olup, iki kristal şekli vardır. Hemen
hemen çelik kadar kuvvetlidir. Fakat yoğunluğu çeliğinkinin yarısı kadardır. Tek başına hiç kullanılmaz.
Yalnız bâzı askerî uçaklarda kullanılır. Erime noktası yüksek, fakat ısı iletkenliği ve genleşme katsayısı
düşüktür. Korozyona dayanıklı olduğundan tatbik alanı gittikçe büyümektedir.
Elde edilişi: Titanoksitten saf olmayan titan elde edilebilmektedir. Yüksek sıcaklıkta, elde edilen titan
ilgisi sebebiyle oksijen, azot ve karbonla reaksiyona girer. Bu bileşiklerini titandan ayırmak güçtür.
Bugün saf titan elde etmek için önce TiO2+2C+2Cl2 → TiCl4+2CO reaksiyonuna göre önce TiCl4 elde
edilir. Bu TiCl4’ten çeşitli metodlarla saf titan elde edilir.
TiCl4+4Na→4NaCl+Ti
TiCl4+2Mg→Ti+2MgCl2
Mg ile titan elde etmek için çelik kaplardan istifâde edilir. Çelik kaplarda gaz olarak helyum veya argon
kullanılır. Fırında çelik kap magnezyumun erime sıcaklığına kadar ısıtılır. Bu sıcaklıkta sıvı
titan-4-klorürle sıvı magnezyum yukardaki denklemdeki gibi reaksiyona girer.
Bileşikleri: Titan oksitlerin çoğu TiO bileşiğinden elde edilir. Titanın oksitleri TiO, Ti2O3
(titanseskioksit), TiO2 (titan-4-oksit veya titan dioksit) ve TiO3 (titan trioksittir). Bunlardan en kararlı
olanı titan dioksit olup, tabiatta serbest halde çoğu minerallerin bünyesinde bulunur. Titan dioksidin
karbonla indirgenmesinden titan monoksit elde edilir. Titan seskioksitse yine titan dioksidin
indirgenmesinden elde edilir.
Titanın birçok bileşikleri olmasına rağmen en meşhur ve çok kullanılan bileşiği titan tetraklorürdür. Bu
bileşik oda sıcaklığında sıvıdır. Titanın diğer halojenlerle tetratalojenür şeklinde bileşikleri vardır (TiF4,
TiBr4, TiI4).
Titan, oksijenle de kökler yapar. Bu kökler titanatlar olup, M= +1 değerli metal kabul edildiğinde M
TiO3, M2TiO3 ve M2Ti2O5 şeklinde tuz meydana getirirler. Sıvı titan karbonla TiC ve azotla da Ti3N4
bileşiklerini verir. Yine titan bor silisyum ve diğer ametallerle reaksiyon verir.
Kullanılışı: Çok pahalı olan titan, sınırlı olarak askerî maksatlarla kullanılır. Titan hem hafif, hem de
mukâvim bir metal olduğu için uçakların, güdümlü mermilerin ve topların geri tepme tertibatlarının
yapımında kullanılır. Korozyona dayanıklı olduğu için kimyevî işlemlerin yapıldığı endüstride kullanılır.
Bu korozyona dayanıklı muhtemelen yüzeyde teşekkül eden titan dioksidin metali kaplamasındandır.
Titan umulmadık şekilde tuzlu suyun korozyonuna dayanıklıdır. Bu yüzden deniz vâsıtalarının suyla
temas eden yerlerinin yapımında kullanılır.
Titan, bakır, çelik ve alüminyum gibi metallere katılır. Bu metallerin birçok özelliklerine etki etmektedir.
Meselâ, paslanmaz çeliğe ilâve edilen titan, karbon ve azot muhtevâsını kararlı tutar. Titan dioksit
boya îmâlâtında pigment olarak, kâğıt, plastik, cam ve seramik sanâyiinde kullanılır. Safir ve yakut
îmâlinde de titan dioksitten istifâde edilir. Titan hidrür (TiH2) toz metalürjisinde, vakum tüplerinde
hidrojen verici olarak kullanılır.
Ba TiO3 bileşiği elektronik endüstrisinde işe yarar. Çünkü, dielektrik sâbiti oldukça yüksektir. Organik
alkali titanatlar, su geçirmeyen madde olarak; titan trioksit, diş porselenlerinin îmâlâtında; titan
tetraklorür, tekstilde (dokumacılıkta) mordan olarak kullanılır. Yine titan 3 sülfattan tekstil endüstrisinde
indirgen madde olarak istifâde edilir.