Titel: Die Herstellung des Titans und dessen Eigenschaften.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 297/Miszelle 3 (S. 192)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj297/mi297mi08_3

Die Herstellung des Titans und dessen Eigenschaften.

Von Henry Moissan.

Das Titan war bislang mehr in Verbindungen, als im freien Zustande bekannt. Die starke Affinität des Titans zum Stickstoff und die Schwierigkeit, einen völlig stickstoffreien Wasserstoffstrom zu erhalten, haben die Gewinnung sehr erschwert. Beim Erhitzen von Titansäure in einem Schmelztiegel innerhalb eines elektrischen Ofens (100 Ampère und 50 Volt, 8 ) erfolgte regelmässig ein Titanoxyd von indigoblauer Farbe als geschmolzene oder krystallinische Masse. Mit einem Strome von 300 bis 350 Ampère und 70 Volt erhält man ein bronzefarbiges, völlig geschmolzenes Product. Dieses ist das Titannitrid von Friedet und Guérin, Ti2N2. Erhitzt man bei Luftzutritt in einem Kohlenbett unter Anwendung eines Stromes von 1200 Ampère und 70 Volt, so ergibt sich als Schmelzproduct Titancarbid, TiC, das vollständig frei von Stickstoff ist.

Zur Erzeugung von Titan benutzte Verfasser den Rutil von Limoges in sorgfältig ausgewählten Stücken, die wenig Silicium und Eisen enthielten; später wurde statt dessen Titansäure, die im Laboratorium hergestellt war, verwandt. Dieselbe wurde innig mit Kohle gemischt, gepresst und getrocknet und die Mischung sodann in einen Koksschmelztiegel von 8 cm Durchmesser unter starker Pressung eingeführt; der Tiegel kam in der Mitte des elektrischen Ofens zu stehen. Man arbeitete mit 300 bis 400 g und liess einen Strom von 1000 Ampère und 60 Volt 10 bis 12 Minuten hindurchgehen. Nach dem Kaltwerden des Tiegels fand sich in demselben eine homogene, bis zur Tiefe von einigen Centimetern geschmolzene Masse. Die völlige Schmelzung des Inhaltes war selbst bei einem Strome von 2200 Ampère und 60 Volt nicht zu erreichen. Unter der geschmolzenen Kruste fand sich eine Schicht von gelbem Nitrid und am Boden des Tiegels blaues Titanoxyd. Die beste erzielte Probe (Carbid + Oxyd) ergab 48 Proc. Kohlenstoff und 2,1 Proc. Asche. Wird diese geschmolzene Masse mit Titansäure gemischt und von Neuem der Wirkung eines elektrischen Stromes von derselben Stärke wie vorher unterworfen, so erhält man Titan, frei von Stickstoff und Silicium und mit nur 2 Proc. Kohlenstoffgehalt. Dieses Titan bildet eine Masse von glänzend weissem Bruche und einer Härte, genügend, um Stahl und Bergkrystall leicht zu ritzen. Das specifische Gewicht beträgt 4,87. Chlor verbindet sich mit Titan bei 325° unter Feuererscheinung zu Tetrachlorid (TiCl4). Brom erzeugt bei 360° ein dunkles Bromid. Jod reagirt bei höherer Temperatur mit deutlicher Lichtwirkung unter Bildung von festem Titanjodid. Titan verbrennt in Sauerstoff bei 610° mit Feuererscheinung zu amorpher Titansäure. Schwefel greift Titan langsam beim Schmelzpunkt des Glases an. In einem Stickstoffstrome wird bei einer Temperatur von über 800° Titanpulver in Nitrid verwandelt. Die Verbindung entsteht unter Wärmeentwickelung. Es ist das erste sichere Beispiel der Verbrennung eines Elementes in Stickstoff. Kohle löst sich in geschmolzenem Titan unter Bildung eines bestimmten Carbids; der Ueberschuss an Kohle krystallisirt als Graphit aus.

Im elektrischen Ofen verbindet sich Silicium und Bor mit Titan zu diamantharten Boriden und Siliciden, geschmolzen oder krystallisirt.

Titan löst sich leicht in flüssigem Eisen oder Blei. Mit Kupfer, Zinn und Chrom bildet es gelbe Legirungen.

Kochende concentrirte Salzsäure löst Titan allmählich unter Wasserstoffentwickelung; die Lösung ist violett. Heisse Salpetersäure reagirt langsam unter Bildung von Titansäure; schneller ist die Wirkung bei Königswasser. Noch leichter löst sich Titan in verdünnter Schwefelsäure; es entweicht hierbei Wasserstoff; die Lösung hat violette Färbung. Schmelzendes Kaliumnitrat wirkt auf Titan ohne merkliche Wärmeentwickelung; bringt man aber Titan gepulvert mit Kaliumchlorat zusammen und erhitzt dieses bis zu seinem Zersetzungspunkte, so zeigt sich eine lebhafte Lichtentwickelung. Auch durch schmelzende Alkalicarbonate und durch eine Mischung von Kaliumnitrat und Carbonat wird es unter Lichtentwickelung angegriffen. Gepulvertes Titan mit Wasserdampf zusammengebracht, vermag bei Temperaturen unter 700° den Dampf nicht zu zersetzen; bei Wärmegraden nicht über 800° findet die Einwirkung nur in Unterbrechungen statt.

Zur Analyse schmilzt man die Titanverbindung mit einer Mischung von 2 Th. Kaliumcarbonat und 8 Th. Kaliumnitrat. Die erhaltene weisse Masse behandelt man mit kaltem Wasser, löst sodann den Rückstand mit kalter Salzsäure und vereinigt die beiden Lösungen mit einander. Die Titansäure fällt man durch Ammoniak. In unserem Falle erhielten wir 96,69 Proc. Titansäure, 1,91 Proc. Kohle und 0,41 Proc. Asche.

Das Titannitrid bildet sehr harte, bronzefarbene Massen, es ritzt den Rubin und Diamant (?), sein specifisches Gewicht beträgt 5,18.

Geschmolzenes Titan ist der lichtbrechendste Stoff, den wir bis jetzt im elektrischen Ofen erhalten haben. Es ist noch weniger schmelzbar als Vanadin, und weit weniger schmelzbar als reines Chrom, Wolfram, Molybdän und Zirkon. Das geschmolzene Titan hat zum Stickstoff geringere Verwandtschaft als das durch die Einwirkung von Alkalimetallen auf Fluortitanate erhaltene pulverförmige Titan. Nur dieses letztere verbrennt im Stickstoff bei einer Temperatur von 800°.

In der Gesammtheit seiner Eigenschaften nähert sich das Titan sehr den Nichtmetallen, besonders dem Silicium. (Eng. and Min. Journ. durch Berg- und hüttenmännische Zeitung.)

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