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
Química y Geoquímica del Titanio Autores: Rosa Quevedo Ricardo Monedero Febrero, 2014
QUIMICA INORGANICA GENERAL Química y Geoquímica del Titanio
DESCUBRIMIENTO Descubridor: William Gregor. Año de descubrimiento: 1791. Origen del nombre: Por los titanes, hijo de Urano (el cielo) y
gea (la tierra).
William Gregor
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.
Martin Klaproth
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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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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 impurezas
2 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 TITANIO País
Miles de toneladas
% del total
Australia
1291,0
30,6
Sudáfrica
850,0
20,1
Canadá
767
18,2
Noruega
382,9
9,1
Ucrania
357
8,5
Total de los 5 países 3647,9
86,4
Total mundo
100,0
4221,9
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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
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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 Ucrania
Zelanda, Noruega y Ilmenita
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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