Sobiq “irkit o‘rdakcha” hozirda “serviqor oqqush”. Titan elementi haqida
Davriy jadvaldagi 22-element - titan moddasi, titanning kashf etilishi, nomlanishi, Klaport, titan rudasi — rutil va korroziya haqida tanishing.
Oʻrta
8 min
05.09.2023
Kimyo

Butun boshli kimyoviy elementlar davriy jadvalida 22-raqamli element — titanchalik “kamsitilgan” boshqa elementni topish qiyin. Ilm-fan inqilobi yuz bergan XX asrning oʻrtalariga qadar hatto eng kuchli kimyogar mutaxassislar orasida ham titan haqida batafsil maʼlumot biluvchilar juda-juda kam edi. Garchi bu element tabiatda eng keng tarqalgan elementlar sirasiga kirsa ham, uning taqdiri shunday gʻalati boʻlgan. Yer qobigʻining 1/200 qismini aynan titan tashkil etadi (bu foiz hisobida 0.57% demakdir). Sizga bu raqam unchalik katta emasdek tuyilishi mumkin, lekin hisoblab koʻrsangiz natijadan hayratda qolasiz: har 1 tonna yer qobigʻida 5 kg atrofida titan mavjud. Tabiatda tarqalgani boʻyicha titan kimyoviy elementlar ichida 10-oʻrinda turadi. Qanday qilib kimyogarlar “burnilarining tagida” boʻlgan shunday koʻp miqdorli elementni uzoq vaqtgacha payqashmagan ekan? Axir taqqoslasak, yer qobigʻidagi titan miqdori xlordan uch barobar, fosfordan esa olti barobar koʻp boʻlib chiqmoqda-ku?! (Ushbu keng tarqalgan elementlar sanaladi — lol). Shuningdek, titan tabiatda mis, qoʻrgʻoshin, qalay singari metallardan koʻra 60–300 barobar koʻproq uchraydi. Shunday boʻlsa ham negadir u oʻzini element sifatida kashf etilishini juda uzoq kutishiga toʻgʻri keldi… Buning hammasini oʻziga yarasha sababi bor, albatta. Masalan, qoʻrgʻoshin yer sirtida, tuproqda yoki hatto biror mamlakat hududida ham umuman uchramasligi mumkin. Lekin yer qobigʻining muayyan joylarida u kon boʻlib qalashib yotadi. U yerdan esa qoʻrgʻoshinni tonnalab qazib olish mumkin. Titan esa, aksincha, yer qobigʻi boʻylab bir tekis taqsimlangan. Uni hamma yerda har doim topish mumkin. 1791-yilda ingliz ruhoniy-kimyogari Uilyam Gregor (1761–1817) ilmenit nomli ruda tarkibida yangi, shu paytgacha fanga maʼlum boʻlmagan metall mavjudligini aniqladi. Ilmenit tarkibida temir va titan mavjud boʻlgan ruda hisoblanib, oradan 3 yil oʻtib, yaʼni 1794-yilda boshqa bir olim — nemis kimyogari M. X. Klaport (1743–1817) unga titan deb nom berdi. Ushbu ikki olim titanni sof holda emas, balki TiO2 shaklida va bir-biridan bexabar tarzda, oʻzaro mustaqil kashf etishgan edi. Klaport oʻz qaydnomalarida ushbu elementni afsonalardagi katta kuch-quvvatga ega tarzda tasvirlanadigan ulkan maxluqlar — titanlar sharafiga nomlaganini, lekin buning uchun, aslida, unda joʻyali sabab boʻlmaganini taʼkidlaydi. Ehtimol, unga shu variant shunchaki koʻproq maʼqul kelgandir. Eng muhim titan rudasi — rutil sanaladi. U titan dioksidi koʻrinishida boʻladi. Titan dioksidi tabiatda shaffof kristallar koʻrinishida boʻladi. Bunday kristallarni sunʼiy holda vujudga keltirishni kimyogarlar 1949-yilda ilk bora amalga oshirishgan. Rutil kristallari yorugʻlik nurlarini hatto olmosdan ham yaxshiroq tarzda sindirish koʻrsatkichiga ega. Agar rutil toʻgʻri sayqallansa, u eng serqirra brilliantdan ham chiroyliroq jilvalanadi. Muammo shundaki, rutil nisbatan yumshoq modda boʻlib, oson tirnaladi. Shunga koʻra rutilga ishlov berish, uni sayqallash oson ish emas.

Titan dioksidining kukuni titanli oq pigment deyiladi. Ushbu modda bizga maʼlum moddalar ichida eng oppogʻidir. Bu shuni anglatadiki, muayyan nisbat bilan toza suvga aralashtirilgan atigi 50 gramm titanli oq pigmentdan tayyorlangan boʻyoq yordamida boshqa istalgan pigmentdan koʻra kattaroq yuzani boʻyash mumkin boʻladi. Boz ustiga, aksariyat boʻyoq moddalardan farqli ravishda ushbu pigment toksik ham, zaharli ham emas. Uning oltingugurt birikmalari taʼsiriga chidamliligi esa yana bir ijobiy koʻrsatkichidir. Shu sababli bu modda qoʻrgʻoshinli oq boʻyoqlarning oʻrnini bemalol bosa oladi. Titan tetraxloridi (TiCl4) suyuq modda boʻlib, havo bilan taʼsirlanganda shiddatli bugʻlanadi. Siz turli aviashoularda samolyotlarning oʻzidan muayyan shakllarni ifodalovchi tutunli iz qoldirishini koʻrgan boʻlsangiz kerak. Havoda bir muddat saqlanib turib koʻzni quvontiradigan oʻsha shakllarni aviashou ijrochilari aynan titan tetraxlorid vositasida bajarishadi. Avvallari qidiruv-qutqaruv ishlarida va harbiy maqsadlar yuzasidan bajariladigan amaliyotlarda radiolokatsiya va optik navigatsiya texnologiyalarini qoʻllash imkonsiz boʻlgan sharoitlarda, masofadan oʻzaro belgi berish uchun aynan titan tetraxlorid vositasida quyuq tutun chiqarish usuli keng qoʻllanilgan. Metall titanga esa taʼbir joiz boʻlsa, uzoq vaqt “irkit oʻrdakcha” sifatida qaralgan edi. Metall titanni hech narsaga yaramaydigan juda moʻrt material deb qarab, odatda, uni chiqindi modda hisoblashardi. Aslida, metall titan bilan bogʻliq bunday muammoning ildizi boshqa narsada edi. Kimyogarlar metall titan deb qaragan material sof titan boʻlmay, balki doimo oʻzida boshqa qandaydir yot moddalarni tutgan. Metall titanni birinchi boʻlib 1825-yilda kimyogar olim Yens Yakob Berselius (1779–1848) ajratib olgan edi. Uning tajribasida titan qoramtir kukun tarzida, xilma-xil aralashmalar bilan qorishgan holatda olingan. Metall titanni olish borasida keyingi yutuqni farang kimyogari Anri Frederik Muassan (1857–1907) qayd etgan. Muassan laboratoriyasida 1895-yilda olingan titan tarkibida atigi 2% uglerod aralashmasi boʻlgan edi. Gap shundaki, sof holdagi titanni tutib turish juda mushkul masala. Titan kislorod, azot, uglerod va kremniy elementlari bilan darhol reaksiyaga kirishadi va tezkorlik bilan birikib oladi. Bilamizki, aksariyat moddalarning yonishi uchun kislorod boʻlishi shart. Lekin titan azotda ham yonaveradi. Shu sababli metall titanni payvandlash uchun, albatta, geliydan foydalanish zarur boʻladi.

Odatda, titan temir bilan qotishma tarzida, yaʼni ferrotitan koʻrinishida ishlab chiqariladi. Aynan shunday koʻrinishda titanning kimyoviy faolligidan eng katta naf undirish mumkin. Ferrotitanni metallurglar erigan poʻlatga qoʻshishi orqali poʻlatning toza holda qotishi taʼminlanadi. Erigan poʻlatga aralashtirilgan ferrotitan uning tarkibida qolib ketgan kislorod, azot kabi gazlarni oʻziga biriktirib oladi va poʻlatni har xil gazli pufakchalardan xalos qiladi. Agar shu ish bajarilmasa, yaʼni pufakchalar poʻlat tarkibida qolib ketsa va u qotgach material ichkarisida boʻshliqlar yuzaga keltirsa, bunday poʻlat yaroqsiz holga kelib qoladi. Yillar oʻtib, kimyogarlar metall titanni sof holda olishga muvaffaq boʻlishgach, olimlar uning xossalari bilan tanishib yoqa ushlashga majbur boʻlishgan. Shu choqqacha deyarli hech kim nazarga ilmay kelgan ushbu metall, aslida, hamma oʻylagandek moʻrt va yumshoq emas ekan. Aksincha, metall titan qattiqlik va qayishqoqlik bobida uncha-muncha metallardan ustun boʻlib chiqdi.

Titan korroziyaga ham juda chidamli boʻlib, agar unga biroz palladiy qoʻshilsa, ushbu chidamkorlik koʻrsatkichi yanada chandon ortadi. Agar metall titanni toʻgʻri eritib undan materiallar tayyorlansa, u eng qattiq metallga aylanadi. Masalan, 1 kg titandan ustun tayyorlansa, u 1 kg poʻlatdan tayyorlangan ustundan koʻra ancha koʻproq yuk koʻtara oladi. (Biroq titan poʻlatdan koʻra yengil boʻlgani uchun titandan tayyorlangan ustun qalinroq boʻlib chiqadi).Titanning ushbu xossalari maʼlum boʻlgandan keyin, juda qisqa vaqt ichida u juda ommalashib ketdi. Jahon boʻylab metall buyumlar tayyorlashda titan faqat temir va alyuminiydan ortda qolsa kerak. XX asrning 60–80-yillarida titanni toza metall holatida sanoat miqyosida olish usullari boʻyicha izlanishlar yoppasiga avj oldi. Keyingi yillarda tajribadan oʻtgan va iqtisodiy jihatdan oʻzini oqlagan sanoat darajasida metall titan olish usullariga oltingugurt kislotasi yoki pirometallurgiya vositasida qayta ishlash usuli kiradi. Oltingugurt kislotasi bilan qayta ishlash natijasida rudadan, avvalo, titan dioksidi ajratib olinadi. Pirometallurgiya usulida esa titan rudasini koks bilan qayta ishlab, keyin xlor bilan ishlov beriladi. Natijada titan tetraxloridi olinadi. Keyin esa ushbu moddalardan titanning oʻzini ajratib olishga kirishiladi. Bunda elektroliz usulidan yoki yod bilan ishlov berish usulidan foydalaniladi. Sof metall titan quymalarini olish uchun esa katta kuchlanishli elektr yoyidan foydalanish, elektronli-nurlantirish yoki plazmali qayta ishlash usullaridan foydalaniladi.

Hozirgi kunda metall titan aviasozlik, kemasozlik va raketasozlik sohalarida juda keng miqyosda qoʻllaniladi. Shuningdek, poʻlatni legirlashda titan asosiy qoʻshimcha sanaladi. Titan kimyo sanoati uchun reaktorlar, yuqori chidamlilikka ega quvurlar, nasoslar korpusi tayyorlashda qoʻllaniladi. Harbiy texnika sanoatida esa undan bronijiletlar ishlab chiqarish, suvosti kemalarining korpuslari, bronitexnikaning zirhli qoplamalari tayyorlashda foydalaniladi. Titanning tibbiyot uchun ham ahamiyati ulkandir. Xususan, ortopediya mahsulotlari, protezlar tayyorlashda titan asosiy material sanaladi. Titan, shuningdek, “shakl xotirasi” (shaklni saqlovchi) materiali sifatida ham katta ahamiyatga ega. Texnika va tibbiyotda muayyan detallar yoki organlarning shaklidan nusxa (qolip) olish uchun titan eng qulay materialdir. Siz tish shifokori tishlarning sunʼiy protezini tayyorlashda, avvalo, uning shaklini olishini koʻrgan boʻlsangiz kerak. Juda mustahkam sanalgan titan metalidan tayyorlangan tish nafaqat oʻzining qattiqligi bilan, balki yana bir ajoyib xossasi bilan ham stomatologlarning yoqimtoyiga aylangan. Gap shundaki, titandan tayyorlangan tish milkka qorishib, tish ildizlari orqali jagʻ suyagi bilan qotishma hosil qilish xususiyatiga ega. Shu sababli titan tishlar kenyinchalik tabiiy tishlar singari jagʻga mustahkamlanib ketish ehtimoli juda baland.


Maqola orbita.uz saytidan olindi. Original maqola → Sobiq «irkit o‘rdakcha» va hozirda «serviqor oqqush». Titan elementi haqida.
Muqova surat: freepik.com

Matnda xato topdingizmi? Kerakli matnni belgilang va CTRL+ENTER tugmalarini bosing.

Eng so‘nggi maqolalarni o‘tkazib yubormang!
Telegram kanalamizni kuzatib boring!