Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - титан

(хим., Titan нем., Titane франц., Titanium англ., Ti=48,l, если O=16) - четвертый элемент первого большого периода периодической системы, начинающегося с калия. Т. находится в четном ряду системы и принадлежит, следовательно, к металлической подгруппе и именно IV-ой группы. Занимает место между скандием и ванадием, его высший окисел, TiO2, почти не имеет уже основных свойств, характеризующих Sc203, но и кислотные свойства его невелики-слабее, чем у V205, вследствие невысокого типа окисла, к тому же, как известно, и угольный ангидрид, высшее кислородное соединение типического элемента IV-ой группы, не принадлежит к числу ангидридов, дающих сильную кислоту. Т. в большой мере напоминает по своим отношениям кремний, от которого существенно отличается неспособностью образовать летучее соединение с водородом, как и подобает металлу, а также тем, что дает окислы низших типов, и именно основного характера, какова полуторная окись Ti203 - Т. никогда не встречается в природе свободным, соединения его нередки, но находятся всегда в малых количествах, к числу важнейших относятся: рутил, анатаз и брукит - кристаллические разности ангидрида ТiО2, титaнит или сфен - кремнетитаново-кислый кальций CaTiSiO5: титанистый железняк или ильменит (Ю. Урал, Ильменские горы) FeTiO3, перовскит, результат изоморфного замещения железа кальцием (Fe, Ca)TiO. Также магний замещает иной раз железо. Известно много, вообще, минералов, содержащих одновременно Т. и железо. Существуют изоморфные смешения FeTiO3 с железным блеском, Fe2O3, что позволяет принимать FeTiO3 за окись железа, в которой один атом FeIII замещен через ТiIII. С другой стороны, магнитный железняк нередко содержит некоторую примесь Т., вследствие чего он присутствует иногда и в чугуне, и в доменных шлаках. Во многих глинах, почвах, минеральных водах открыты следы Т., он найден в метеорных камнях и присутствует в атмосфере солнца. Т. принадлежит к числу трудно восстановляемых элементов, получение в свободном виде, кроме того, очень затрудняется способностью его соединяться при высокой температуре с азотом воздуха. Только в недавнее время Муассану удалось получить (1895) почти чистый металлический Т., содержащий около 2 % углерода. Такой Т. представляет сплавленную массу с блестящим белым изломом. Он весьма трудно плавок и тверд, легко чертит горный хрусталь и сталь, но хрупок - легко измельчается в стальной и в агатовой ступке. Удельный вес 4,87. Теплоемкость 0,1125 при 0°-100° и 0,1288 при 0°-211° (Нильсон и Петтерсен) - для иным путем полученного Т., менее чистого. В атмосфере хлора загорается при 350°, превращаясь в TiCl4, при несколько высшей температуре соединяется с бромом TiBr4, TiJ4 образуется при еще более сильном нагревании и без воспламенения. В кислороде Т. загорается при 610°, при чем получается аморфный Ti02 При 800° порошкообразный Т. в токе азота соединяется с ним, взаимодействие идет с выделением тепла: Т. "горит в азоте", превращаясь в нитрид Ti2N2. При очень высокой температуре, достигаемой в электрической печи, это соединение, однако, не образуется, температура здесь оказывается выше температуры диссоциации нитрида (Муассан). При сплавлении с углем, Т. дает карбид, ТiC, лишний уголь выкристаллизовывается в виде графита. С кремнем и бором получаются очень твердые, как алмаз, соединения. Существуют сплавы с хромом, железом, медью, оловом и свинцом. Т. растворяется в разведенной серной кислоте даже на холоду, но медленно, нагревание ускоряет реакцию - выделяется водород и получается фиолетовый раствор, то же имеет место и при взаимодействии с кипящей крепкой соляной кислотой, в обоих случаях возникают солеобразные соединения трехвалентного Т. При кипячении с крепкой серной кислотой выделяется сернистый газ. Взаимодействие с горячей азотной кислотой идет довольно медленно, с царской водкой - быстрее, но затем замедляется выделением ТiO2. Расплавленные поташ или сода действуют весьма энергично на порошок Т., как и смесь селитры и поташа и, особенно, расплавленная бертолетова соль. Разложение порошкообразным Т. водяного пара начинается при 700° и идет правильно при 800°, когда образуется TiO2 и водород. Для получения Т. Муассан пользовался или отобранными кристаллами рутила (из Лиможа), или чистым TiO2 лабораторного приготовления. Смесь порошков чистого угля и, в некотором избытке, TiO2 после тщательного перемешивания, прессовалась, высушивалась и в цилиндрическом угольном тигле в 8 стм. в диаметре помещалась в электрическую печь, где подвергалась, в течение 10-12 минут, действию вольтовой дуги сверху, как всегда, от тока в 1000 ампер и 60 вольт. Для каждой операции употреблялось 300-400 гр. смеси. По охлаждении содержимое тигля оказывалось сплавленным только на глубину в несколько сантиметров, при употреблении тока в 2200 ампер и 60 вольт выход Т. был больше, но и тогда реакционная смесь оказывалась не проплавленной до самого дна тигля. Т. получался обыкновенно в количестве около 200 гр., под слоем его всегда оказывался слой Ti2N2 - где температура была ниже, а у дна находился слой окиси Т., ТiO. Таким образом полученный Т. всегда содержит углерод, не менее 8%. Измельчение такого Т., смешение с новым количеством Ti02 и новое сплавление при тех же условиях приводит, наконец, к вышеописанному Т. с 2 % углерода.