Iz školskog svijeta
METAL POSEBNIH SVOJSTAVA
Titanij − prijelazni metal izvanrednih svojstava
objavljeno: 24. lipnja 2015.

Nije poznata biološka uloga titanija, a veće količine nemaju štetan učinak na ljudsko zdravlje jer ga tijelo najvećim dijelom ne apsorbira. Titanij je metal izvanrednih svojstava – otporan je na mnoge ekstremne uvjete zbog stvaranja vrlo stabilnog oksidnog sloja. Taj se sloj trenutačno stvori na metalnoj površini, a s vremenom čak i naraste. Oksidni sloj štiti titanij od korozije, ali i djelovanja mnogih kemikalija. Titanij je otporan na djelovanje hladnih kiselina (osim fluorovodične), te hladnih i zagrijanih lužina.

Oplata Guggenheimova muzeja u Bilbau načinjena je od čistog titanija

……………………

Prvi titanijev mineral otkrio je 1791. godine engleski župnik W. Gregor. Zainteresirao ga je crni pijesak na koji je naišao na obali potoka u susjednoj župi. Gregor ga je analizirao te zaključio da ga čine dva oksida metala – željezov oksid, što je objašnjavalo magnetska svojstva, i još jedan koji nije pokazivao takav učinak, ali ga on nije bio u stanju prepoznati. Zaključio je da se spotaknuo o dotad nepoznati metal i izvijestio o tome Kraljevsko geološko društvo Cornwalla. Samo četiri godine kasnije njemački znanstvenik Martin H. Klaporth ponovno je otkrio isti element. Dao mu je ime titanij, prema Titanima, sinovima božice Geje iz grčke mitologije. Klaporth nije uspio reducirati titanijev oksid ugljenom, pa nije uspio dobiti čisti metal. Metalni titanij dobiven je tek početkom 20. stoljeća zagrijavanjem titanijeva tetraklorida i natrija pod visokim tlakom. Trenutačna godišnja proizvodnja titanija je 90.000 tona, a titanijeva oksida, njegova najvažnijega spoja, proizvodi se više od četiri milijuna tona. Najvažniji titanijevi minerali su rutil i anatas, ilmenit i titanit.

Hematit s rutilom

……………………

U proteklih pedesetak godina titanij i titanijev dioksid, TiO2, naveliko su se počeli koristiti u zrakoplovnoj industriji i medicini. Više od 60 posto proizvedenog titanija ugradi se u motore i trup zrakoplova. Sredinom 20. stoljeća uočeno je da se titanij odlično može iskoristiti u proizvodnji raznih kirurških usadaka – pločica i vijaka za povezivanje i učvršćivanje kostiju, umjetnih koljena i kukova te pacemakera. Budući da ne hrđa i da ga tijelo ne odbacuje, titanij je idealan za povezivanje kostiju. S koštanim tkivom lako se veže, a u tijelu može ostati nepromijenjen desetljećima. Mnoga industrijska postrojenja rabe titanijeve uređaje i/ili dijelove. Od njega se, primjerice, izrađuju toplinski izmjenjivači (pogotovo kada je rashladni medij morska voda), cjevovodi i plinske turbine.

Umjetni kuk od titanija

……………………

Najvažniji titanijev spoj je titanijev dioksid. Njegova masovna proizvodnja započela je u prvoj polovici 20. stoljeća, kada su ga kao zamjenu za olovno bjelilo započeli rabiti proizvođači boja. Za razliku od olova, titanij nije otrovan. Osim toga, titanijev dioksid ima visoki indeks loma (raspršuje svjetlost bolje od dijamanta). Zahvaljujući tim karakteristikama titanijev dioksid sastavni je dio bijele boje kućanskih aparata i mnogih keramičkih proizvoda. Puno se koristi i u raznim kozmetičkim preparatima, poput krema za sunčanje, gdje sprječava djelovanje UV zračenja na kožu. Ruž za usne sadržava oko 10 posto titanijeva dioksida.

Perilica rublja – bijela tehnika obojena je bojom koja sadržava titanijev dioksid

………………….

Krema za sunčanje s titanijevim dioksidom

………………………………….

Priredio: Goran Bukan

Literatura: Emsley, J.: Nature’s Building Blocks, Oxford University Press, 2011.