titane

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Présentation

titane, élément métallique blanc argenté, brillant, de symbole Ti et de numéro atomique 22, principalement utilisé pour obtenir des alliages légers et résistants. Le titane appartient au groupe IVb (colonne 4) des éléments de transition et est situé dans la quatrième période du tableau périodique.

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Découverte

Le titane est découvert en 1791 par un homme d’église britannique, William Gregor, dans le minerai ménaccanite. Quatre ans plus tard, le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth redécouvre cet élément dans le minerai rutile, et le nomme titane par référence à la force des Titans de la mythologie grecque. Le métal est finalement isolé sous une forme relativement pure en 1910 par Matthew A. Hunter.

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Propriétés

Le titane pur est soluble dans l’eau chaude et dans les acides sulfurique et fluorhydrique ; il est insoluble dans l’eau froide. Le métal est extrêmement fragile à froid, mais est facilement malléable et ductile à des températures relativement élevées. Il fond vers 1 668 °C, bout vers 3 287 °C, a une densité de 4,5 et une masse atomique de 47,867.

Le titane brûle dans l’oxygène à 610 °C, en formant le dioxyde de titane. Le métal brûle également dans l’azote à 800 °C, pour former le nitrure de titane, TiN. Dans ses composés, le titane a une valence de 4, de 3 ou de 2, comme, respectivement, dans le tétrachlorure de titane TiCl₄, dans le trichlorure TiCl₃, et enfin dans le dichlorure TiCl₂.

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État naturel et préparation

Le titane est le 9^e élément le plus abondant dans la croûte terrestre. Dans la nature, on ne le trouve pas à l’état pur, mais sous forme d’oxyde, dans l’ilménite, sous la forme du composé de formule FeTiO₃, dans le rutile, sous la forme de TiO₂, et dans le titanite.

Pour obtenir l’oxyde de titane, le minerai est broyé et mélangé avec du carbonate de potassium et de l’acide fluorhydrique aqueux. On obtient alors le fluorotitanate de potassium, K₂TiF₆. Celui-ci est extrait à l’eau chaude et se décompose en présence d’ammoniac. L’oxyde ammoniacal hydraté qui est obtenu est calciné dans un récipient en platine. Il se forme alors le dioxyde de titane TiO₂. Pour obtenir le titane métallique pur, on traite d’abord l’oxyde par le chlore, pour former le tétrachlorure de titane, un liquide volatil, puis on réduit ce liquide par le magnésium dans un récipient scellé en fer. Le métal est alors fondu et moulé en lingots.