Металлургии принято получать металлы в виде порошка. Титановый порошок нагревается в вакууме с его оксидом TiO, гидридом кальция: TiO₂ +CaH, Ti + Ca(OH)2. Сколько титана можно…
Металлургии принято получать металлы в виде порошка. Титановый порошок нагревается в вакууме с его оксидом TiO, гидридом кальция: TiO₂ +CaH, Ti + Ca(OH)2. Сколько титана можно получить из 80 титановой руды, содержащей 7% примесей? Назовите отрасли промышленности, в которых применяется титан.
Чтобы решить задачу о получении титана из руды, начнем с определения массы чистого титана, который получится из данной массы руды.
- Определение массы чистого титана:
- Общее количество титановой руды: 80 тонн.
- Процент примесей в руде: 7%.
Сначала рассчитаем количество примесей в руде:
\[ \text{Масса примесей} = \text{Масса руды} \times \left(\frac{\text{Процент примесей}}{100}\right) = 80 \, \text{т} \times 0,07 = 5,6 \, \text{т} \]
Теперь определим массу чистого титана:
\[ \text{Масса чистого титана} = \text{Масса руды} - \text{Масса примесей} = 80 \, \text{т} - 5,6 \, \text{т} = 74,4 \, \text{т} \]
Теперь, обратим внимание на реакцию, где титан получается из оксида (окисла) титана:
\[ \text{TiO}_2 + \text{CaH} \rightarrow \text{Ti} + \text{Ca(OH)}_2 \]
В этой реакции 1 моль \(\text{TiO}_2\) дает 1 моль титана (Ти). Чтобы найти количество титанового порошка, который можно получить, нам нужно знать, сколько молей \(\text{TiO}_2\) содержится в 74,4 тоннах.
- Молярная масса:
- Молярная масса титана (Ti) = 47,87 г/моль
- Молярная масса кислорода (O) = 16,00 г/моль
- Молярная масса \(\text{TiO}_2\) = 47,87 + 2 × 16 = 79,87 г/моль
Теперь рассчитаем, сколько молей \(\text{TiO}_2\) содержится в 74,4 тоннах:
\[ \text{Масса TiO}_2 = \text{74,4 т} = 74400 \, \text{кг} = 74400000 \, \text{г} \]
\[ \text{Количество молей TiO}_2 = \frac{\text{Масса TiO}_2}{\text{Молярная масса TiO}_2} = \frac{74400000 \, \text{г}}{79,87 \, \text{г/моль}} \approx 931314 моль \]
Так как из 1 моля \(\text{TiO}_2\) получается 1 моль титана, значит, мы также получим 931314 моль титана. Теперь найдем массу титана:
\[ \text{Масса титана} = \text{Количество молей} \times \text{Молярная масса Ti} = 931314 \, \text{моль} \times 47,87 \, \text{г/моль} \approx 44571901 \, \text{г} = 44571,9 \, \text{кг} \approx 44,57 \, \text{т} \]
Таким образом, из 80 тонн титановой руды можно получить около 44,57 тонн титана.
- Отрасли применения титана: Титан — это металл с высокой прочностью и малым весом, что делает его идеальным для множества отраслей:
- Авиастроение: использование в конструкциях самолетов и ракет.
- Автомобилестроение: детали для гоночных и спортивных автомобилей.
- Медицинские имплантаты: такие как искусственные суставы и зубные имплантаты.
- Энергетика: в производстве турбин и других компонентов.
- Спорт: производство высококачественного спортивного инвентаря (например, велосипедов, ракеток и др.).
Таким образом, титан находит применение в различных высокотехнологичных и ответственных отраслях, что делает его важным материалом в современном производстве.
