Alla scoperta del…
TITANIO!
Il titanio
• Il titanio, numero atomico 22 e peso atomico 47,867,
appartiene alla IV colonna dei metalli di transizione.
• Presenta un colore bianco metallico, lucido, con elevate
proprietà meccaniche, basso peso specifico, resistente
all’attacco della maggior parte degli acidi.
Chi scoprì il titanio?
William Gregor, nel 1790, in
Inghilterra, aveva intuito la presenza
di un altro elemento nell’ilmenite, un
minerale presente sopratutto in rocce
di origine lavica.
Nel 1795 il tedesco Heinrich
Klaproth ne individuò la
presenza nel rutilo, un
cristallo composto da diossido
di titanio (TiO2).
Nel 1910 Matthew Albert Hunter
tramite riscaldamento di TiCl4
con del sodio a 700-800 °C,
preparò il titanio metallico puro.
Nel 1946, William Justin Kroll dimostrò
che si potevano produrre grandi
quantità di titanio mediante un
processo di riduzione dal cloruro di
titanio (TiCl4) attraverso l’ossidazione
del magnesio. (Processo Kroll)
Il titanio in natura
Diossido di titanio
Il titanio è il nono elemento più diffuso all’interno della
crosta terrestre, costituendone lo 0,6% in peso, ed è,
sempre per abbondanza, il quarto elemento metallico fra
i metalli strutturali dopo alluminio, ferro e magnesio.
Meteoriti
Attualmente le fonti di titanio di
maggior interesse sono:
Ilmenite
 Rutilo
 Leucoxene
 Anatase

Ilmenite
Presente principalmente come sabbia nera in Australia,
Africa del Sud, India, USA e Malesia, ma anche in
depositi di roccia dura in Canada, Norvegia ed USA.
Rutilo
Si trova in giacimenti di
sabbia situati in Australia,
Sierra Leone ed Africa del
Sud.
Leucoxene
E’ un’ilmenite alterata, concentrata ad un contenuto di
diossido di titanio maggiore (oltre 60%) ed è, quindi,
direttamente collegata alla presenza di giacimenti di
ilmenite sulla crosta terrestre.
Anatase
L’anatase è una forma
polimorfa del rutilo, cioè ha la
sua stessa formula chimica
ma diversa forma cristallina.
In natura ci sono un maggior
numero di giacimenti di
anatase rispetto a quelli del
rutilo.
Caratteristiche generali …
• bassa densità, quindi leggerezza (4,5 g/cm³);
• elevata resistenza alla corrosione, all’abrasione,
all’impatto, al taglio, ai raggi UV;
• elevata inerzia termica (conducibilità termica 16W/mK)
e buona resistenza al calore;
• lavorabilità e saldabilità di buon livello;
• antistatico e amagnetico;
• biocompatibile, in quanto presenta porosità superficiale
analoga a quella dei tessuti umani, per cui risulta
fisiologicamente inerte. Per questo motivo la lega a
base di titanio Ti6Al4V viene utilizzata nelle protesi di
anca e ginocchio, e nelle protesi dentarie;
• riciclabile.
Rispetto agli altri metalli:
• densità circa il 50% di quella del rame e il 60 % di quella
dell’acciaio;
• durezza superiore all’alluminio;
• coefficiente di espansione termica circa il 50% di quello
dell’acciaio inossidabile e del rame;
• resistenza alla corrosione quasi pari a quella del platino.
Il titanio nella nostra vita:
Le celle di Gratzel
Nel 1991 Michael Grätzel,
docente di chimica fisica
all’Università di Losanna,
ispirandosi al principio della
fotosintesi clorofilliana, ha
utilizzato il semiconduttore
TiO2 nella costruzione delle
prime celle fotovoltaiche,
senza silicio ma con
colorante naturale (ad es.
succo di more o mirtilli).
Azione fotocatalitica del titanio
Il biossido di titanio (TiO2) è in grado di assorbire l’energia
solare ed, essendo un semiconduttore, renderla disponibile
per decomporre sostanze inquinanti attraverso reazioni
chimiche.
Il titanio non interviene nella reazione, non cambia la
propria struttura, né il suo stato: favorisce soltanto la
reazione fotocatalitica prestando i suoi elettroni che
successivamente riacquista dall'ambiente.
La fotocatalisi trasforma le sostanze inquinanti in sali
(nitrati di sodio e di calcio) ed anidride carbonica (CO2). I
sali si depositano al suolo e vengono rimossi per la
semplice azione del vento e della pioggia, mentre l'anidride
carbonica si disperde naturalmente nell'atmosfera.
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Riferimenti bibliografici:
http://it.wikipedia.org/wiki/titanio
http://www.iuav.it
http://www.lenntech.it/periodica/elementi/ti.
htm
http://www.zeroemission.eu
http://www.ing.unitn.it/~colombo/Titanio%2
0e%20design.htm
Francesca Moscato
IV A Liceo Scientifico “C. Varano” - Camerino