Nikl i TitanijumAutori : Uroš Žeželj i Nenad

Marković

Nikl – opšti podaci Pripada skupu prelaznih metala; Boja - srebrnobela; Agregatno stanje - čvrsto; Temperatura topljenja - 1455˚C Temperatura ključanja - 2913˚C

Istorijat i nalaženje nikla Istorijat Nikl se prvi put pojavljuje u Evropi krajem 17. veka pod nemačkim nazivom

kupfernickel (lažni bakar), odnosio se na rudu koja je imala izgled bakarne, ali nije davala bakar kada je tretirana uobičajnim procesom.

1751. godine  Axel Fredrik Cronstedt je konstatovao je da nikl sadrži neki novi metal, da bi da bi kasnije Le Sage tvrdio da je to jedinjenje kobalta, arsena, gvoždja i bakra i na kraju, Bergman dokazao da je Cronstedt-ov metal zapravo novi element, ali ne u čistom stanju.

Nalaženje Nalazi se u zemljinoj kori u obliku minerala koji se sastoji od kobalta

(milerita, garsdofrita i garnierita). Čist nikl se nalazi u nekim meteoritima. Najvažnija nalazišta se nalaze u Sadberiju (Ontario, Kanada).

Milerit Garsdofrit

Osobine i jedinjenja nikla

Osobine Nikl je umereno tvrd, blistav metal srebrnobele boje otporan na koroziju.

Magnetičan je. Na vazduhu je postojan na običnim temperaturama, a u kiseoniku sagoreva gradeći oksid. Razblažena hlorovodonična i sumporna kiselina slabo deluju na njega, ali azotna deluje lako i tada se gradi niklo-nitrat.

Jedinjenja Nikl gradi niz jedinjenja okside, hidroksid i soli. Gradi i niz kompleksnih

jedinjenja, kao na primer heksmamminikl(ll)-bromid.

Upotreba nikla

Nikl se koristi za prevlačenje drugih materijala (niklovanje) radi zaštite jer je otporan na koroziju i ima srebrnast sjaj. U tu svrhu koristi se legiran sa srebrom. Nikl u prahu se koristi kao katalizator u mnogim reakcijama i industriji kao što je proizvodnja margarina (pri stvrdnjavanju ulja). Legure nikla i bakra se koriste za izradu kovanog novca, pribora za jelo. Takodje, nikl se dodaje i čeliku i drugim legurama da bi povećao njihovu otpornost na koroziju (tada ima 6-12% nikla). Niklohromni čelici (1.5-3.0% nikla) su veoma tvrdi i otporni na udarce, pa se koriste za pravljanje delova sa unutrasnjim sagorevanjem. U zavisnosti od procentnog udela nikla u leguri, kao i elemenata koji se uz nikl koriste za legiranje, dobijaju se različite legure koje imaju različite namene (invat, permaloj, platinit, monel-metal, kupronikl, manganin)

Titanijum – opšti podaci Pripada skupu prelaznih metala; Boja – srebrnobela; Agregatno stanje – čvrsto; Temperatura topljenja – 1668 ˚C Temperatura ključanja – 3287˚C

Istorijat i nalaženje titanijuma

Istorijat Otkrio ga je G.W. Creeda 1791. godine u toku ispitivanja magnetnog peska

nadjenog u Menahanu, pa je ovaj element nazvao menahin. Nezavisno od prvog otkrića  otkrio ga je u rutilu M.H. Klaproth  1795. godine. On ga je nazvao titanijumom i pokazao da je identičan sa Gregorovim menahinom. Bercelijus je 1825. uspeo da izoluje metal, mada ne baš sasvim čist.

Nalaženje Zastupljen je u zemljinoj kori u obliku minerala (limenita, rutila i titanita).

Iako se smatra retkim elementom, bez obzira što se njegove koncentrovane naslage retko nalaze, on je otprilike deseti element po zastupljenosti u prirodi, a od metala su zastupljeniji samo  aluminijum i gvoždje. Javlja se u obliku oksida, TiO2, svog najvažnijeg jedinjenja i to kao rutil (tetragonalan), brukit (ortorombičan) i anatas (tetrarombičan).

Titanit

Limenit

Rutil

Dobijanje titanijuma Najčešće se dobija iz rude rutila. Rutil se pretvara u titanijum-

tetrahlorid hlorovanjem u prisustvu ugljenika u stubovima obloženim ciglama pri temperaturi od 700˚C-1000˚C.

Titanijum-tetrahlorid se redukuje metalnim magnezijumom ili natrijumom u atmosferi argona na 700 °C.  Destilacija u vakuumu ili ispiranje sa 2% azotnom kiselinom omogućava da se dobije metal bez magnezijuma ili natrijuma, ali je on tada u obliku finih granula. Proizvodnja metala u blokovima ili sličnim oblicima je teška jer na visokim temperaturama koje su potrebne za topljenje (1665 °C) titanijum lako reaguje sa kiseonikom i azotom iz iz vazduha i sa oblogom peći. Blokovi se prave tompljenjem u lučnim električnim pećima pod smanjenim pritiskom u teglama od bakra koje se hlade vodom.

Osobine i jedinjenja titanijuma

Osobine Titanijum je specifično lak i mekan metal, a po hemijskim osobinama liči

na sicilijum. Na kiseoniku uz zagrevanje sagoreva dajući titanijum-dioksid. Sa azotom na 800 °C gradi nitrid TiN. Kiseline ne deluju lako na njega. Vruća razblažena sumporna kiselina sa njim daje sulfat uz izdvajanje vodonika, a koncentrovana disulfat uz izdvajanje sumpor-dioksida. Azotna kiselina ga pretvara u titanijumovu kiselinu Ti(OH)4. Poznata je postojanost titanijuma prema koroziji, posebno prema morskoj vodi, pa je našao primenu i u brodogradnji.

Jedinjenja Gradi jedinjenja u kojima mu je oksidacioni broj +2, +3 i +4. Njegovo

najvažnije jedinjenje je titanijum-dioksid, ali su poznati i TiO i Ti2O3.

Upotreba titanijuma Elementarni titanijum nije otrovan, ali neke njegove soli jesu. Legure

titanijuma su veoma lake i mehanički izdržljive – posebno za razvlačenje i zbog toga se koriste u avio-industriji, a takodje i za pravljenje bicikla i drugih sportskih sprava. Legure titanijuma imaju mnogo bolje osobine od legura  aluminijuma ali su od njih znatno skuplje, pa su zbog toga manje zastupnjene. Titanijum-dioksid se koristi kao dodatak za izbeljivanje u pastama, prašcima i farbama.

KRAJ