química y geoquímica del titanio

Química y Geoquímica del Titanio

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA FACULTAD DE CIENCIAS

Escuela de Química Departamento de Geoquímica

Cátedra: QUIMICA INORGANICA GENERAL Presentación al tema 3: descripción de los elementos de los grupos principales

Autores: Rosa Quevedo Ricardo Monedero Febrero, 2014

DESCUBRIMIENTO Descubridor: William Gregor. Año de descubrimiento: 1791. Origen del nombre: Por los titanes, hijo de

Urano (el cielo) y gea (la tierra). Lugar de descubrimiento: Inglaterra, Gregor

descubrió este metal mientras investigaba una arena negra de Cornualles, las mando analizar obteniendo: Magnetita 46,5% - sílice 3,5% - una nueva sustancia 45% - Perdidas 4%.

La llama CAL PARDO ROJA, que debería contener un nuevo elemento.

Tres años mas tarde, Klaproth hallo el mismo elemento en el mineral y lo llamo Titanio.

William Gregor

Martin Klaproth

QUIMICA INORGANICA GENERAL Química y

Geoquímica del Titanio

ABUNDANCIA DEL TITANIO El titanio es relativamente abundante en la corteza

terrestre 0.6% En la actualidad se conocen alrededor de 70

minerales con titanio. En muchos minerales el titanio entra como traza. sus fuentes mas importantes son los minerales de

ilmenita FeTiO3 y el rutilo una de las diversas variedades cristalinas de TiO3 y leucoxeno , un producto de alteración de la ilmenita.

Rutilo es 60% ilmenita pueden contener entre 44 % y 70 % de TiO2 concentrados leucoxeno puede contener hasta 90 %

de TiO2 Además , una escoria de alto TiO2 se produce a partir de ilmenita.

También se puede encontrar en los feldespatos, la biotita y otros minerales como la anatasa y la brookita (ambas son también TiO2).

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Titanio

OBTENCION DEL TITANIO Para obtener titanio puro, a partir de los minerales que lo contienen se

utiliza el método de kroll Ilmenita o rutilo Se trata al rojo con carbón y cloro para dar TiCl4 que

es sometido a destilación fraccionada para separar la impurezas2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO

Consiste en la reducción del compuesto tetracloruro de titanio con magnesio molido o con sodio, el cual debe estar fundido a una temperatura de 800°C en una atmosfera de argón ´para evitar la oxidación.

TiCl4 + 2 Mg → Ti + 2 MgCl2

Se obtiene como una masa esponjosa de la cual se separa el exceso de Mg y MgCl2 por volatilización a 1000 °C


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OBTENCION DEL TITANIOPaís Miles de

toneladas% del total

Australia 1291,0 30,6Sudáfrica 850,0 20,1Canadá 767 18,2Noruega 382,9 9,1Ucrania 357 8,5Total de los 5 países

3647,9 86,4

Total mundo 4221,9 100,0


Titanio

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS Nombre Titanio Número atómico 22 masa atómica 47,90 Configuración electrónica [Ar]3d24s2

Electronegatividad 1,5 Radio covalente (Å) 1,36 Radio iónico (Å) 0,68 Radio atómico (Å) 1,47 Primer potencial de ionización (eV) 6,89 Masa atómica (g/mol) 47,90 Densidad (g/ml) 4,51 Punto de ebullición (ºC) 3260 Punto de fusión (°C) 1668 Volumen atómico (cm3/mol): 10,62


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PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS

El principal estado de valencia es 4+, aunque también se conocen los estados 3+ y 2+,0,-1 que son menos estables.

Es un mineral semiconductor, a veces débilmente magnético En polvo es soluble en acido clorhídrico Infusible, tiende a adquirir magnetismo al ser calentado. Se encuentra en forma de óxido en la naturaleza. A temperaturas elevadas el titanio se combina directamente

con la mayor parte de los no metales, por ejemplo, hidrogeno, halógenos, oxigeno, nitrógeno, carbono, boro, silicio y azufre.

Es resistente a la corrosión


Titanio

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS Maleable, permite la producción de láminas muy delgadas. Dúctil, permite la fabricación de alambre delgado. Color: plateado grisáceo. El metal no es atacado por ácidos minerales a temperatura

ambiente y tampoco por soluciones acuosas alcalinas en caliente. Se disuelve en HCl caliente y en acido nítrico caliente Los mejor solvente son el HF o ácidos a los que se le han agrado

iones fluoruro.


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USOS DEL TITANIO Aproximadamente el 95% del titanio se consume

como dióxido de titanio (TiO2), un pigmento blanco permanente que se emplea en pinturas, papel y plásticos. Estas pinturas se utilizan en reflectores debido a que reflejan muy bien la radiación infrarroja.

Industria medica: El titanio es un metal compatible con los tejidos del organismo humano que toleran su presencia sin reacciones alérgicas del sistema inmunitario. Esto permite aplicaciones médicas, como prótesis de cadera y rodilla, tornillos óseos, placas antitrauma, etc.

Industria energética: El titanio es muy utilizado en la construcción de sistemas de intercambio térmico en las centrales térmicas eléctricas (y también en las centrales nucleares), debido principalmente a sus características de resistencia mecánica .


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USOS DEL TITANIO Industria militar: El titanio se emplea en la industria militar como

material de blindaje, en la carrocería de vehículos ligeros, en la construcción de submarinos nucleares y en la fabricación de misiles. Industria aeronáutica y espacial: Debido a su fuerza, baja densidad.

Construcción naval: La propiedad que tiene el titanio de ser resistente a la corrosión permite que algunas de sus aleaciones sean muy utilizadas en construcción naval donde se fabrican hélices y ejes de timón.

Industria relojera: Los relojes deportivos que requieren un material resistente a menudo usan el titanio, un metal fuerte, blanco.

Joyería: Metal seminoble en el ámbito de la joyería y de la bisutería. Así es posible encontrar pulseras, pendientes, anillos, etc.


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USOS DEL TITANIO Instrumentos deportivos: Con titanio se producen

actualmente distintos productos de consumo deportivo como palos de golf, bicicletas, cañas de pescar, etc.

Decoración: También se han empleado láminas delgadas de titanio para recubrir algunos edificios

Industria automovilística: Un sector nuevo se ha incorporado a la fabricación de componentes de titanio, donde las empresas automovilísticas están incorporando componentes de titanio en los vehículos que fabrican, con el fin de aligerar el peso de los mismos

Algunos compuestos de titanio pueden tener aplicaciones en tratamientos contra el cáncer. Por ejemplo, el cloruro de titanoceno en el caso de tumores gastrointestinales y de mama.


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GEOQUIMICA DEL TITANIO El titanio es el noveno elemento más abundante en la

corteza terrestre (supone el 0,63% del peso total) Sin embargo, en la naturaleza siempre se encuentra

unido químicamente a otros elementos, formando minerales en los que la fracción de titanio suele ser pequeña.

De todos los minerales de titanio, solo el rutilo (TiO2) y la ilmenita (FeTiO3) son explotables económicamente y esto sólo cuando la concentración de titanio es suficientemente alta.

Existen depósitos significativos de titanio en forma de ilmenita en Australia occidental, Canadá, Nueva Zelanda, Noruega y Ucrania


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Ilmenita

GEOQUIMICA DEL TITANIO Se halla como mineral de segregación magmática de alta

temperatura formando, en ocasiones acumulaciones importantes.

Muchas veces se encuentra en las pegmatitas alcalinas junto con la Esfena, los Feldespatos, la Biotita y otros minerales, así como en las Kimberlitas y Carbonatitas.

Es estable en la zona de meteorización y se acumula en placeres.

En general se presenta como mineral accesorio en las rocas plutónicas, como segregación a elevada temperatura; presente también en cienitas nefelínicas, así como en arenas marinas. Es estable también en ambiente metamórficos de gneises y esquistos cloríticos.

También se haya asociada a la Hematita Fe2O3 y la Magnetita Fe3O4.


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GEOQUIMICA DEL TITANIO EN VENEZUELA Aún cuando muchos de los drenajes activos de los grandes ríos

del Estado Bolívar, especialmente ubicados en la región central y oriental, presentan arenas negras con alto contenido de Titanio principalmente en la forma de ilmenita (hierro titanado: FeTiO3), hasta el momento el único depósito de titanio en Venezuela que se ha delimitado, investigado y evaluado, se asocia con rocas anortosíticas del Complejo de San Quintín, Estado Yaracuy, ubicado a más de 25 Km al noreste de San Felipe.


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REFERENCIA Cotton y Wilkinson (1969). Química Inorgánica Avanzada.

Editorial Limusa México. 832pág. Huheey James E. 1981. Química Inorgánica Principios de

Estructuras y Reactividad. Editorial Harla México. 555 pág. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/titanium/

stat/ http://www.pdv.com/lexico/museo/minerales/titanio.htm http://www.lenntech.es/periodica/elementos/http://www.heurema.com/Origenes24.htm


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