Titane
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| Général | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nom, Symbole, Numéro | Titane, Ti, 22 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Série chimique | métaux de transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Groupe, Période, Bloc | 4, 4, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse volumique, Dureté | 4507 kg/m³, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Couleur | Blanc argenté Image:Ti,22-thumb.jpg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés atomiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse atomique | 47.867 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon atomique (calc) | 140 (176) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de covalence | 136 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de van der Waals | ND | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuration électronique | [Ar]3d2 4s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électrons par niveau d'énergie | 2, 8, 10, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| États d'oxydation (Oxyde) | 4 (Amphotère) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Structure cristalline | Hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés physiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| État de la matière | solide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de fusion | 1941 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de vaporisation | 3560 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume molaire | 10.64×10-6 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de vaporisation | 421 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de fusion | 15.45 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pression de la vapeur | 0.49 Pa à 1933 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vélocité du son | 4140 m/s à 293.15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Divers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électronégativité | 1.54 (Échelle de Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacité calorique spécifique | 520 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité électrique | 2.34 106/m ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité thermique | 21.9 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1er Potentiel d'ionisation | 658.8 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2e Potentiel d'ionisation | 1309.8 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3e Potentiel d'ionisation | 2652.5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4e Potentiel d'ionisation | 4174.6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5e Potentiel d'ionisation | 9581 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6e Potentiel d'ionisation | 11533 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 7e Potentiel d'ionisation | 13590 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 8e Potentiel d'ionisation | 16440 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9e Potentiel d'ionisation | 18530 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10e Potentiel d'ionisation | 20833 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopes les plus stables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Le titane est un élément chimique métallique de symbole Ti et de numéro atomique 22.
C'est un métal de transition léger, résistant, d'un aspect blanc métallique qui résiste à la corrosion. Le titane est principalement utilisé dans les alliages légers et résistants, et son oxyde est utilisé comme pigment blanc. On trouve cet élément dans de nombreux minerais mais ses principales sources sont le rutile et l'ilménite.
Sommaire |
Caractéristiques notables
Quand il est pur, le titane est un métal blanc, brillant. Il est léger, résistant, fabriqué facilement et très résistant à la corrosion. Son point de fusion relativement haut le rend utile comme métal réfractaire. Le titane est aussi résistant que l'acier, mais il est 45% plus léger. Il est 60% plus lourd que l'aluminium mais deux fois plus solide.
Utilisations
La plus grande utilisation du titane (95%) est faite sous sa forme de dioxyde de titane TiO2 (anatase), qui est un pigment important utilisé à la fois dans les peintures domestiques et les pigments des artistes, les matières plastiques, le papier, les médicaments, ... Il a un bon pouvoir couvrant et est assez résistant au temps. Les peintures à base de titane sont de très bons réflecteurs des infrarouges, et sont donc très utilisées par les astronomes.
Grâce à sa solidité et à sa légèreté, les alliages de titane sont principalement utilisés dans les avions ou les missiles, sans compter les applications dans les produits de consommation comme les clubs de golf, vélos de montagne, et les ordinateurs portables. On forme souvent des alliages de titane et d'aluminium, fer, manganèse, molybdène, et d'autres métaux. Autres utilisations:
- le tétrachlorure de titane est utilisé pour iriser le verre, et comme il fume beaucoup au contact de l'air comme écran de fumée.
- Le titane est considéré comme étant physiologiquement inerte et est utilisé dans les prothèses de hanche.
- Son côté inerte et sa couleur agréable en font un métal courant pour les bijoux de piercing.
- Il est parfois utilisé comme catalyseur.
Histoire
Le titane a été découvert par William Gregor en 1791 et fut nommé par rapport aux Titans de la mythologie grecque par Klaproth en 1795. Le titane métallique pur (99,9%) a été préparé en 1910 par Matthew Albert Hunter en chauffant du TiCl4 avec du sodium dans une bombe en acier. Aujourd'hui, le titane est produit commercialement par réduction du TiCl4 avec du magnésium, un procédé développé en 1946 par William Justin Kroll.
Occurrence
On ne trouve pas le titane sous forme pure dans la nature, mais c'est le neuvième élément le plus présent dans la croûte terrestre et on le trouve dans de nombreuses roches et sédiments. On trouve principalement le titane dans le minerai d'anatase, de brookite, d'ilménite, de leucoxene, de perovskite, de rutile, et de sphene, ainsi que dans le minerai de fer. On trouve des gisements de titane en Australie, Scandinavie, Amérique du Nord, et en Malaisie.
On trouve aussi du titane dans les météorites, dans le soleil et dans les étoiles de type M. Les roches ramenées depuis la lune par la mission apollo 17 sont composées à 12,1% de TiO2. On trouve aussi du titane dans le charbon, les plantes et même dans le corps humain.
Production
| Pays | Milliers de tonnes | % du total |
|---|---|---|
| Australie | 1291,0 | 30,6 |
| Afrique du Sud | 850,0 | 20,1 |
| Canada | 767 | 18,2 |
| Norvège | 382,9 | 9,1 |
| Ukraine | 357 | 8,5 |
| Total 5 pays | 3647,9 | 86,4 |
| Total monde | 4221,0 | 100,0 |
Chiffres de 2003, en milliers de tonnes de dioxide de titane
Composés
Bien que le titane métallique soit assez rare de par son prix, le dioxyde de titane est bon marché et largement répandu comme pigment blanc pour les peintures et les plastiques. La poudre de TiO2 est chimiquement inerte, résiste à la lumière du soleil et est très opaque. Le dioxyde de titane pur possède un indice de réfraction très haut, et une dispersion optique plus élevée que celle du diamant.
Isotopes
On trouve le titane sous la forme de 5 isotopes dans la nature: 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti, 50Ti. Le Ti-50 représente l'isotope majoritaire avec une abondance naturelle de 73,8%. 11 radioisotopes ont été observés, le plus stable le 44Ti possède une demi-vie de 63 ans.
Précautions/Toxicologie
Lorsqu'il est sous forme métallique le titane est très inflammable, mais on considère généralement que les sels de titane sont sans danger. Les composés chlorés comme le TiCl4 et le TiCl3 sont corrosifs. Le titane peut s'accumuler dans les tissus vivants qui contiennent du silicium, mais il ne possède aucun rôle biologique connu.
Liens externes
- Association Titane
- Los Alamos National Laboratory's Chemistry Division: Periodic Table - Titanium [1]
- http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ti/
