Titânio: diferenças entre revisões

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O '''titânio''' é um [[elemento químico]] de [[símbolo químico|símbolo]] '''Ti''', [[número atômico]] 22 (22 [[próton]]s e 22 [[elétron]]s) com [[massa atómica|massa atômica]] 47,90 [[unidade de massa atómica|u]]. 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 [[liga metálica|ligas]] leves e em pigmento branco.
 
O titânio foi descoberto em [[Cornualha]] por [[William Justin Gregor]] em 1791 e nomeado por [[Martin Heinrich Klaproth]] pela proximidade das características do filho mitológico do céu (Uranus) e da terra (Gaia), gigantes considerados personificações das forças da natureza para a mitologia grega. Este elemento encontra-se em vários minerais, em especial no [[rutilo]] e na [[Ilmenita]] que são geralmente encontrados na litosfera, e é encontrado em quase todos os tipos de rochas, solos e corpos de água.<ref name="EBC">{{citar enciclopédia|enciclopedia=Encyclopædia Britannica|titulo=Titanium|data=2006|url=http://www.britannica.com/eb/article-9072643/titanium|acessidataacessodata=29 de dezembro 2006}}</ref> O metal produzido comercialmente é extraído do [[rutilo]] e da [[ilmenita]] e fabricado pelo [[processo Kroll]] ou pelo [[processo Hunter]]. O composto mais comum do titânio é o [[dióxido de titânio]] que é um popular fotocatalisador e útil na produção de tinta com coloração branca.<ref name="HistoryAndUse">{{citar livro|último =Krebs|primeiro =Robert E.|título=The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide (2nd edition)|publicado=Greenwood Press|local=Westport, CT|isbn=0-313-33438-2|ano=2006}}</ref> Outros compostos incluem o [[tetracloreto de titânio]] (TiCl<sub>4</sub>), uma substância utilizada para a produção de [[catalisador]]es e fumos para fins militares e o [[cloreto de titânio (III)]] (TiCl<sub>3</sub>), que é uma substância catalisadora para a produção de [[polipropileno]].<ref name="EBC"/>
 
O titânio pode ser utilizado para a produção de ligas com [[ferro]], [[alumínio]], [[vanádio]] e [[molibdênio]], entre outros elementos, para aumentar a resistência mecânica, utilizada na indústria aeroespacial (motores, mísseis e foguetes). Também é utilizado para a produção de catalisadores na indústria química e petroquímica, automobilística, agrícola, médica (para a produção de implantes ortopédicos, próteses e instrumentos odontológicos), em produtos esportivos, jóias, telefones celulares, entre outros.<ref name="EBC"/>
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Os [[titanato]]s referem-se geralmente aos compostos de titânio, como por exemplo o [[titanato de bário]] (BaTiO<sub>3</sub>). Assim como na estrutura de uma [[perovskita]], este material apresenta propriedades [[piezoeletricidade|piezoelétrica]]s e é utilizado como um transdutor de interconversão de [[som]] e [[eletricidade]].<ref name="TICE6th"/> Muitos minerais são titanatos, como a [[ilmenita]] (FeTiO<sub>3</sub>). As estrelas de safira e as de [[rubi]]s apresentam seu [[Asterismo (gemologia)|asterismo]] (brilho em forma de estrela) devido a presença de impurezas do dióxido de titânio.<ref name="Emsley2001p453"/>
 
Uma variedade de óxidos redutores de titânio são conhecidos. O Ti<sub>3</sub>O<sub>5</sub>, descrito como uma espécie de Ti(IV)-Ti(III), é um semicondutor roxo produzido pela redução de TiO<sub>2</sub> com hidrogênio sob altas temperaturas,<ref>{{citar periódico|último1 =LIU|primeiro1 =Gang|último2 =HUANG|primeiro2 =Wan-Xia|último3 =YI|primeiro3 =Yong|título=Preparation and Optical Storage Properties of λ­TiλTi<sub>3</sub>O<sub>5</sub> Powder|periódico=Journal of Inorganic Materials|data=26 de junho de 2013|volume=28|issue=4|páginas=425–430|doi=10.3724/SP.J.1077.2013.12309|língua=Chinese}}</ref> e é utilizado na indústria quando os revestimentos precisam ser aditivados com dióxido de titânio: ele evapora TiO puro enquanto o TiO<sub>2</sub> evapora sob uma mistura de óxidos e depósitos de revestimentos com um índice variável refrativo.<ref>{{citar periódico|eprint=1406.0622|último1 =Bonardi|primeiro1 =Antonio|título=A new solution for mirror coating in $γ$-ray Cherenkov Astronomy|último2 =Pühlhofer|primeiro2 =Gerd|último3 =Hermanutz|primeiro3 =Stephan|último4 =Santangelo|primeiro4 =Andrea|class=astro-ph.IM|ano=2014|doi=10.1007/s10686-014-9398-x|doi_brokendate=2014-06-04}}</ref> Também são conhecidas as seguintes substâncias: o trióxido de titânio Ti<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, sob a estrutura do [[carborundum]] e o monóxido de titânio, com uma estrutura de rochas salinas, que frequentemente encontra-se de forma não- estequiométrica.<ref>{{Greenwood&Earnshaw2nd|page=962}}</ref>
 
[[Imagem:Titanium nitride coating.jpg|thumb|left|50px|alt=A steel colored twist drill bit with the spiral groove colored in a golden shade.|Uma broca de furadeira de TiN.]]
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[[destilação fracionada]], o TiCl4 é reduzido sob temperatura de 800&nbsp;°C com magnésio fundido e sob atmosfera modificada, do qual é acionado o gás [[argônio]].<ref name="TICE6th"/> O metal pode ser também purificado pelo processo de van Arkel–de Boer, que envolve a decomposição térmica de tetraiodeto de titânio.
 
Em um método de fabricação mais recente, o processo FFC de Cambridge,<ref>{{citar periódico|último =Chen|primeiro =George Zheng|autor2 =Fray, Derek J. |autor3 =Farthing, Tom W. |título=Direct electrochemical reduction of titanium dioxide to titanium in molten calcium chloride|periódico=[[Nature (journal)|Nature]]|ano=2000|volume=407|issue=6802|pmid=11014188|páginas=361–364|doi=10.1038/35030069|bibcode = 2000Natur.407.361C }}</ref><ref> a revista [[The Economist]] no dia 16° de Fevereiro de 2013, página 74</ref> converte o pó de dióxido de titânio (uma forma refinada de rutila) como um estoque para a produção de titânio metálico, qualquer um dos produtos, o pó ou a esponja. A mistura do pó de óxido também é possível fabricar ligas.
 
Geralmente a liga de titânio são feitos via a redução. Por exemplo, o cobretitânio (produzido pela redução da rutila com cobre), o ferrocarbono de titânio (produzida pela redução da ilmenita com [[coque]] em uma caldeira elétrica) e o manganotitânio (rutila com manganês ou óxidos de manganês) são reduzidos.<ref name="TI_Encarta2005">{{citar enciclopédia|título=Titanium|enciclopédia=Microsoft Encarta|ano=2005|url=http://encarta.msn.com/encyclopedia_761569280/Titanium.html|acessodata=2006-12-29|arquivourl= http://web.archive.org/web/20061027112633/http://encarta.msn.com/encyclopedia_761569280/Titanium.html |arquivodata=27 de outubro de 2006|deadurl=yes}}</ref>
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O {{chem|TiO|2}} é uma substância quimicamente inerte, resistente à luz solar e opaca: esta liga confere uma coloração branca, pura e brilhante para as substâncias químicas marrom e roxa que formam a maioria dos utensílios domésticos de plástico.<ref name="HistoryAndUse"/> Na natureza, este composto é encontrado nos minerais [[anatase]], na [[brookita]] e na rutila.<ref name="EBC"/> Pinturas feitas com dióxido de titânio são resistentes à temperaturas severas e ambientes marinhos.<ref name="HistoryAndUse"/> O dióxido de titânio puro tem um índice de refração muito elevado e uma [[dispersão óptica]] superior a do diamante.<ref name="LANL"/>
O dióxido de titânio é um pigmento importante também utilizado nos protetores solares conforme a sua propriedade de proteger a pele da radiação ultravioleta.<ref name="Stwertka1998"/> Recentemente, tem sido utilizado nos purificadores de ar (como um revestimento do filtro) ou em filmes utilizados para revestir janelas nas edificações pois quando a substância é exposta aos raios ultravioletas (seja ela luz solar ou artificial) e sob a combinação do ar, as espécies redox reativos como por exemplo os radicais de hidroxila atuam como purificante de ar e na manutenção das superfícies de janelas limpas.<ref>{{citar conferência|autor =Stevens, Lisa; Lanning, John A.; Anderson, Larry G.; Jacoby, William A.; Chornet, Nicholas|título=Photocatalytic Oxidation of Organic Pollutants Associated with Indoor Air Quality|títulolivro=Air & Waste Management Association 91st Annual Meeting & Exhibition, San Diego|data=June 14–18, de junho de 1998|url=http://clasfaculty.ucdenver.edu/landerso/98mp9b06.htm}}</ref>
 
===Produtos industriais===
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===Armazenagem de lixo nuclear===
 
Devido a sua extrema resistência à corrosão, os contêineres de titânio de acordo com diversos estudos tem uma grande meia-vida (que segundo estimativas eles podem durar cerca de 100 milênios observando a aplicação de todos os meios de evitar defeitos de fabricação).<ref>{{citar periódico|url = http://dx.doi.org/10.1515/CORRREV.2000.18.4-5.331|título= Hydrogen absorption and the lifetime performance of titanium nuclear waste containers|periódico= Corrosion Reviews|datavolume=18 de Volume de |ano=2000|publicado= University of Western Ontario, Authors Shoesmith DW, Noël JJ, Hardie D, Ikeda BM|acessodata= 2012-08-26}}</ref>
 
=== Na engenharia ===