.TITANIUM.

1.1       Pengenalan

Titanium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ti dan nomor atom 22. merupakan logam transisi yang ringan, kuat, 'lustrous', tahan korosi (termasuk tahan terhadap air laut dan chlorine dengan warna putih-metalik-keperakan.

1.2       Sumber Titanium

Unsur ini terdapat di banyak mineral dengan sumber utama adalah Rutile (TiO ₂) dan Ilmenite (FeTiO ₃), yang tersebar luas di seluruh bumi. Ada 2 bentuk allotropic dan 5 isotop alami dari unsur ini;Ti-46 sampai Ti-50 dengan Ti-48 yang paling banyak terdapat di alam (73,8%).

1.3       Sifat Fisik Titanium

22	scandium ← titanium → vanadium
- ↑ Ti ↓ Zr
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom	titanium, Ti, 22
Deret kimia	transition metals
Golongan, Periode, Blok	4, 4,
Penampilan	silvery metallic
Massa atom	47.867(1) g/mol
Konfigurasi elektron	[Ar] 3d2 4s2
Jumlah elektron tiap kulit	2, 8, 10, 2

Fase		solid
Massa jenis (sekitar suhu kamar)		4.506 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur		4.11 g/cm³
Titik lebur		1941 K (1668 °C, 3034 °F)
Titik didih		3560 K (3287 °C, 5949 °F)
Kalor peleburan		14.15 kJ/mol
Kalor penguapan		425 kJ/mol
Kapasitas kalor		(25 °C) 25.060 J/(mol·K)
Tekanan uap
P/Pa	1		10	100		1 k	10 k	100 k
pada T/K	1982		2171	(2403)		2692	3064	3558

Ciri-ciri atom
Struktur kristal	hexagonal
Bilangan oksidasi	4 (amphoteric oxide)
Elektronegativitas	1.54 (skala Pauling)
Energi ionisasi (detil)	ke-1: 658.8 kJ/mol
	ke-2: 1309.8 kJ/mol
	ke-3: 2652.5 kJ/mol
Jari-jari atom	140 pm
Jari-jari atom (terhitung)	176 pm
Jari-jari kovalen	136 pm

      












Sifat Mekanik Titanium

Sifat magnetik
Resistivitas listrik	(20 °C) 0.420 µΩ·m
Konduktivitas termal	(300 K) 21.9 W/(m·K)
Ekspansi termal	(25 °C) 8.6 µm/(m·K)
Kecepatan suara (pada wujud kawat)	(suhu kamar) 5090 m/s
Modulus Young	116 GPa
Modulus geser	44 GPa
Modulus ruah	110 GPa
Nisbah Poisson	0.32
Skala kekerasan Mohs	6.0
Kekerasan Vickers	970 MPa
Kekerasan Brinell	716 MPa

       

1.5 Sifat Kimia Titanium

·      Reaksi dengan Air
Titanium akan bereaksi dengan air membentuk Titanium dioksida dan hydrogen.
Ti(s) + 2H₂O(g) → TiO₂(s) + 2H₂(g)

v Reaksi dengan Udara
Ketika Titanium dibakar di udara akan menghasilkan Titanium dioksida dengan nyala putih yang terang dan ketika dibakar dengan Nitrogen murni akan menghasilkan Titanium Nitrida.
Ti(s) + O₂(g) → TiO₂(s)
2Ti(s) + N₂(g) →TiN(s)

·      Reaksi dengan Halogen
Reaksi Titanium dengan Halogen menghasilkan Titanium Halida. Reaksi dengan Fluor berlangsung pada suhu 200°C.
Ti(s) + 2F₂(s) → TiF₄(s)
Ti(s) + 2Cl₂(g) → TiCl₄(s)
Ti(s) + 2Br₂(l) → TiBr₄₍s)
Ti(s) + 2I₂(s) → TiI₄(s)

·      Reaksi dengan Asam
Logam Titanium tidak bereaksi dengan asam mineral pada temperatur normal tetapi dengan asam hidrofluorik yang panas membentuk kompleks anion (TiF₆)^3-
2Ti(s) + 2HF (aq) → 2(TiF₆)^3-(aq) + 3 H₂(g) + 6 H⁺(aq)

·      Reaksi dengan Basa
Titanium tidak bereaksi dengan alkali pada temperatur normal, tetapi pada keadaan panas.

1.6       Pemakaian Titanium

Paduan titanium biasanya digunakan karena tiga alasan, yaitu

1. Memiliki specific strength yang tinggai, yaitu perbandingan kekuatan dengan massa jenisnya. Pada kekuatan yang sama, titanium lebih ringan dari baja.

2. Memiliki ketahanan korosi yang baik

3. Strukturnya stabil pada temperatur tinggi sehingga memiliki ketahanan panas yang baik

Dua penggunaaan titanium pada bidang aerospace umumnya sebagai airframes dan aero-engines (mesin pesawat terbang). Kira-kira 10% dari airframe Boeing 777 adalah paduan titanium Ti-6Al-4V. Dan  Ti-10-2-3 digunakan pada landing gear. Penggunaan titanium pada pesawat Airbus antara 4-5%.

1.7       Proses Pembuatan Titanium

Bijih Titanium, terutama Rutile (TiO ₂₎ dan ilmentite (FeTiO _3), diperlakukan dengan dan klorin gas karbon tetraklorida untuk menghasilkan titanium.

TiO ₂ + Cl ₂ ->TiCl ₄ + CO ₂

Fraksinasi
Titanium tetraklorida yang dimurnikan dengan distilasi (BP 136,4) untuk menghapus klorida besi.

Pengurangan
 Titanium tetraklorida yang dimurnikan direaksikan dengan magnesium cair di bawah argon untuk menghasilkan sebuah "berpori titanium" spons.

TiCl ₄ + 2Mg -> Ti + 2MgCl ₂

Pencairan
Titanium spons dilebur di bawah argon untuk menghasilkan ingot.

  
The Kroll process (ISIS Draw .skc file) Proses Kroll (ISIS Draw. file SKC)

Penjelasan:

Titanium dialam terdapat dalam bentuk bijih seperti rutil (TiO2) dan ilmenit ( FeTiO3). Salah satu metode yang digunakan dalam proses pembuatan titanium adalah Metode Kroll yang banyak menggunakan klor dan karbon. Hasil reaksinya adalah titanium tetraklorida yang kemudian dipisahkan dengan besi triklorida dengan menggunakan proses distilasi. Senyawa titanium tetraklorida, kemudian direduksi oleh magnesium menjadi logam murni. Udara dikeluarkan agar logam yang dihasilkan tidak dikotori oleh unsur oksigen dan nitrogen. Sisa reaksi adalah antara magnesium dan magnesium diklorida yang kemudian dikeluarkan dari hasil reaksi menggunakan air dan asam klorida sehingga meninggalkan spons titanium. Spon ini akan mencair dibawah tekanan helium atau argon yang pada akhirnya membeku dan membentuk batangan titanium murni.

 

1.8       Paduan Titanium

·         Ti5.5Al3.5Sn3Zr1Nb

Al	5,2-5,7%
Sn	3,0-4,0%
Zr	2,50-3,50%
Nb	0,70-1,30%
Mo	0,25-0,35%
Si	0,25-0,50%
C	<0,08%
O 2	0,09-0,15%
N 2	<0,03%
H 2	<0,006%
Lain-lain	<0,20%
Ti	Keseimbangan

Dikenal sebagai Timetal 829

Dirancang untuk digunakan dalam mesin   turbin gas.

·         F22

Titanium 64 (Ti-64)	36%
Termoset Komposit	24%
Aluminium (Al)	16%
Bahan Lainnya*	15%
Baja	6%
Titanium 62222 ( (Ti-62222)	3%
Komposit Termoplastik	> 1%

Fungsi:

Digunakan untuk untuk memaksimalkan kinerja pesawat

Biasa digunakan dalam bidang militer

·        Ti-5553 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr)

Digunakan dalam komponen struktural pesawat Boeing.

Elemen	Hasilnya,% wt
Karbon	0.009
Besi	0.31
Molibdenum	4.71
Aluminium	5.12
Titanium	Balance
Vanadium	4.72
Silicon	0.05
Khrom	2.77
Oksigen	0.1282
Nitrogen	0.0055
Hidrogen	0.0038

1.9       Kegunaan Titanium

• TiCl4 , memegang peranan penting pada metalurgi titanium dan digunakan dalam pembuatan katalis untuk produksi polietilena dan plastik lainnya.
• Natrium Titanat

Dapat digunakan untuk pesawat televisi, radar, mikrofon dan fonograf.

• Titanium Tetraklorida

Dapat digunakan untuk mordan (pengikat) pada pewarnaan.

• Titanium Oksida

Dapat digunakan untuk pembuatan batang las, email porselen, karet, kertas dan tekstil.

• Titania
  Dapat digunakan untuk perhiasan (batu titania).
• Di Rusia, Titanium menjadi bahan utama dalm pembuatan kapal angkatan perang termasuk kapal selam seperti kelas Alfa, Mike dan juga Typhoon karena kekuatannya terhadap air laut.

1.10   Tingkat Terpapar Pada Manusia

• Darah / mg dm ^-3: 0,054
•  Liver / ppm : 1.2-4.7
•  Hati / ppm: 1,2-4,7
•  Otot / ppm: 0,9-2,2
• Jumlah Massa Dalam Rata-rata. 70kg human: 20 mg 70 kg manusia: 20 mg

1.11   Bahaya Titanium

• Titanium tetraklorida sangat mengiritasi kulit dan cukup menghirup itu dapat menyebabkan kerusakan paru-paru parah hampir mati
• Titanium karbida yang terdapat pada alat pemotong, dapat menyebabkan batuk berat dan sakit tenggorokan jika partikel yang terhirup.
• Bila dalam bentuk bubuk logam, logam titanium menimbulkan bahaya kebakaran yang signifikan dan, ketika dipanaskan di udara, sebuah bahaya ledakan.

1.12   Safety Penggunaan Titanium

• Saat bekerja dengan titanium tetraklorida  dan titanium karbida harus menggunakan masker dan pelindung kulit.

      Menempatkan bubuk logam titanium sesuai tempat dan kondisinya karena sangat berpotensi menyebabkan kebakaran 

 Dirangkum dari berbagai SUMBER

Posted in: Unsur Kimia