Фізичні властивості
Титан - легкий сріблясто-білий метал. Існує в двох кристалічних модифікаціях: α-Ti з гексагональної щільноупакованими гратами (a = 2,951 Å; з = 4,679 Å; z = 2; просторова група C6mmc), β-Ti з кубічною об'емноцентрованою упаковкою (a = 3,269 Å; z = 2; просторова група Im3m), температура переходу α↔β 883° C, ΔH переходу 3,8 кДж/моль. Точка плавлення 1660 ± 20° C, точка кипіння 3260° C, щільність α-Ti і β-Ti відповідно дорівнює 4,505 (20° C) і 4,32 (900° C) г/см³, атомна щільність 5,71 • 1022 ат/см. Пластичний, зварюється в інертній атмосфері. Питомий опір 0,42мкОм • м при 20° C.
Має високу в'язкість, при механічній обробці схильний до налипання на ріжучий інструмент, і тому потребує нанесення спеціальних покриттів на інструмент, різних мастил.
При звичайній температурі покривається захисною плівкою оксиду TiO2, завдяки цьому корозійностійкий в більшості середовищ (крім лужної).
Титановий пил має властивість вибухати. Температура спалаху - 400° C. Титанова стружка пожежонебезпечна.
Хімічні властивості
Стійкий до корозії завдяки оксидної плівці, але при подрібненні в порошок, а також в тонкій стружці або дроті титан пірофорен.
Титан стійкий до розведених розчинів багатьох кислот і лугів (крім HF, H3PO4 і концентрованої H2SO4).
Легко реагує навіть зі слабкими кислотами в присутності комплексоутворювачів, наприклад, з плавиковою кислотою HF він взаємодіє завдяки утрореню комплексного аніону [TiF6] 2-. Титан найбільш схильний до корозії в органічних середовищах, так як, в присутності води на поверхні титанового виробу утворюється щільна пасивна плівка з оксидів і гідриду титану. Найбільш помітне підвищення корозійної стійкості титану помітно при підвищенні вмісту води в агресивному середовищі з 0,5 до 8,0%, що підтверджується електрохімічними дослідженнями електродних потенціалів титану в розчинах кислот і лугів в змішаних водно-органічних середовищах.
При нагріванні на повітрі до 1200° C Ti спалахує яскравим білим полум'ям з утворенням оксидних фаз змінного складу TiOx. З розчинів солей титану осідає гідроксид TiO (OH) 2 • xH2O, обережним прожарюванням якого отримують оксид TiO2. Гідроксид TiO (OH) 2 • xH2O і діоксид TiO2 амфотерни.
TiO2 взаємодіє з сірчаною кислотою при тривалому кипінні. При сплаві з содою Na2CO3 або поташом K2CO3 оксид TiO2 утворює титанати:
Ti
+
C
→
Ti
+ C
(1.3)
При нагріванні Ti взаємодіє з галогенами. Тетрахлорид титану TiCl4 при звичайних умовах - безбарвна рідина, сильно димить на повітрі, що пояснюється гідролізом TiCl4, що містяться в повітрі парами води і утворенням дрібних крапельок HCl і суспензії гідроксиду титану.
Відновленням TiCl4 воднем, алюмінієм, кремнієм, іншими сильними відновниками, отриманий трихлорид і дихлорид титану TiCl3 і TiCl2 - тверді речовини, що володіють сильними відновними властивостями. Ti взаємодіє з Br2 і I2.
З азотом N2 вище 400° C титан утворює нітрид TiNx (x = 0,58-1,00). При взаємодії титану з вуглецем утворюється карбід титану TiCx (x = 0,49-1,00).
При нагріванні Ti поглинає H2 з утворенням сполуки змінного складу TiHх (x = 1,3 - 2). При нагріванні ці гідриди розкладаються з виділенням H2. Титан утворює сплави з багатьма металами.