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Titânio

Titânio

O titânio é um elemento químico de símbolo Ti, número atômico 22 (22 prótons e 22 elétrons) com massa atômica 47,90 u (ver tabela periodica). Trata-se de um metal de transição leve, forte, cor branca metálica, lustroso e resistente à corrosão, sólido na temperatura ambiente. O titânio é muito utilizado em ligas leves e em pigmentos brancos.

É um elemento que ocorre em vários minerias, sendo as principais fontes o rutilo e a ilmenita. Apresenta inúmeras aplicações como metal de ligas leves na indústria aeronáutica, aeroespacial e outras.

História

O titânio (chamado assim pelos Titãs, filhos de Urano e Gaia da mitologia grega) foi descoberto na Inglaterra por William Justin Gregor (geólogo amador inglês) em 1791, quando investigava a areia magnética (menachanite) existente em Menachan na Cornualha. Denominou-o "menachin".

Este elemento foi novamente descoberto mais tarde pelo químico alemão Martin Heinrich Klaproth, desta vez no mineral rutillo (TiO2), que o denominou de “titânio” (do latim titans, os filhos da Terra), em 1795.

Matthew A. Hunter preparou pela primeira vez o titânio metálico puro (com uma pureza de 99,9%) aquecendo tetracloreto de titânio (TiCl4) com sódio a 700-800 °C num reator de aço.

O titânio como metal não foi utilizado fora do laboratório até 1946, quando William J. Kroll desenvolveu um método para produzi-lo comercialmente. O processo Kroll consiste na redução do tetracloreto de titânio (TiCl4) com magnésio, método que continua sendo utilizado atualmente.

Características principais

O titânio é um elemento metálico muito conhecido por sua excelente resistência à corrosão (quase tão resistente quanto a platina) e por sua grande resistência mecânica. Possui baixa condutividade térmica e alta condutividade elétrica. É um metal leve, forte e de fácil fabricação com baixa densidade (40% da densidade do aço). Quando puro é bem dúctil e fácil de trabalhar. O ponto de fusão relativamente alto faz com que seja útil como um metal refratário. Ele é tão forte quanto o aço, mas 45% mais leve. É 60% mais pesado que o alumínio, porém duas vezes mais forte. Tais características fazem com que o titânio seja muito resistente contra os tipos usuais de fadiga. Esse metal forma uma camada passiva de óxido quando exposto ao ar, mas quando está em um ambiente livre de oxigênio ele é dúctil. Ele queima quando aquecido e é capaz de queimar imerso em nitrogênio gasoso. É resistente à dissolução nos ácidos sulfúrico e clorídrico, assim como à maioria dos ácidos orgânicos.

Na forma de metal e suas ligas, cerca de 60% do titânio são utilizados nas indústrias aeronáuticas e aeroespaciais, sendo aplicados na fabricação de peças para motores e turbinas, fuselagem de aviões e foguetes.

Abundância e obtenção

O titânio como metal não é encontrado livre na natureza, porém é o nono em abundância na crosta terrestre e está presente na maioria das rochas ígneas e em sedimentos delas derivados. É encontrado principalmente nos minerais anatasa (TiO2), brookita (TiO2), ilmenita (FeTiO3), leucoxeno, perovskita (CaTiO3), rutilo (TiO2) e titanita (CaTiSiO5); também como titanato em minas de ferro. Destes minerais, somente a ilmenita, o leucoxeno e o rutilo apresentam importância econômica. São encontrados depósitos importantes de ilmenita na Austrália, Africa do Sul, Filandia, Estados Unidos, Canadá e Noruega. As maiores reservas de rutilo estão na Africa do Sul, India, Siri Lanka, Austrália e Serra Leoa.

Aplicações

Indústria

- Indústria química: devido à sua resistência à corrosão e ao ataque químico;

- Indústria naval: o titânio metálico é empregado em equipamentos submarinos e de dessalinização de água do mar;

- Indústria nuclear: é empregado na fabricação de recuperadores de calor em usinas de energia nuclear;

- Indústria bélica: o titânio metálico é sempre empregado na fabricação de mísseis e peças de artilharia;

- Indústria Metalurgia: o titânio metálico, ligado com cobre, alumínio, vanádio, níquel e outros, proporciona qualidades superiores aos produtos. Outra aplicação, que se dá somente com o rutilo, é no revestimento de eletrodos de soldar.

Outras Aplicações

- Aproximadamente 95% do titânio é consumido na forma de dióxido de titânio (TiO2), um pigmento permanente intensamente branco. Tintas feitas com dióxido de titânio são excelentes refletores de radiação infravermelha sendo assim muito utilizadas por astrônomos;

- Aplicações em produtos para consumo como bicicletas, óculos e computadores estão se tornando bem comuns. As ligas mais comuns são com alumínio, ferro, manganês, molibdênio e outros metais;

- Tetracloreto de titânio (TiCl4), um líquido incolor, é usado para iridizar vidro;

- Dióxido de titânio também é usado em protetores solares devido à sua capacidade de proteger a pele;

- Dióxido de titânio é extensivamente usado em tintas, pelo alto poder de fixação;

- Por ser considerado fisiologicamente inerte, o metal é utilizado em próteses ósseas, implantes dentários. Também em instrumentos cirúrgicos.