鈦(Titanium)

鈦(Titanium)
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

鈦是英國業餘地質學家格雷哥爾(William Gregor)在1791年研究鈦鐵礦和金紅石時發現的;之後德國化學家克拉普羅斯(Martin Heinrich Klaproth)在分析金紅石時也發現了這種元素(其氧化物)。他引用希臘神話中眾神的稱呼”Titans”,將此新元素命名為Titanium,中文翻譯為鈦,元素符號Ti。

但格雷哥爾和克拉普羅斯當時所發現的鈦是粉末狀的二氧化鈦,而不是金屬鈦。因為鈦的氧化物相當穩定,且金屬鈦在高溫時才能與氧、氮、氫、碳等元素起激烈反應,因此純鈦很難製備,直至1910年才由美國化學家亨特(Matthew A. Hunter)第一次製得高純度的金屬鈦。

鈦的製備
由於鈦在高溫下化合能力極強,可與氧、碳、氮以及其他多種元素化合,因此鈦的最大缺點是難以提煉。現在製備金屬鈦常用的方法是在800℃(1070K)左右,由氬氣氛中,用熔融的金屬鎂還原四氯化鈦蒸氣的克洛耳製程(Kroll process),除了用鎂作還原劑外,還可以使用金屬鈉為還原劑。
以四氯化鈦製備金屬鈦的反應方程式如下:
TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2
TiCl4 + 4Na → Ti + 4NaCl。