titaan (genoemd naar de mythologische aardgeesten, de Titanen), symbool Ti, atoomnr 22, atoomgew. 47,90, werd reeds als element ontdekt in 1791 door Gregor, maar Klapproth gaf het de genoemde naam in 1795. Het metaal werd in 1825 door Berzelius bereid.
Het is één van de zeer verbreide elementen op aarde en volgt op de rode plaats (0,58 pct) na waterstof en voor chloor. Niettemin heeft het lange tijd geduurd voordat het beter bekend werd, omdat er slechts weinig mineralen zijn waarin het in een groot percentage voorkomt; alle silicaten, ook de akkerbodem, bevatten echter steeds een weinig titaan (0,5 pct). De belangrijkste mineralen zijn rutiel, TiO2, en ilmeniet of titaanijzer, FeTi03. Voorts komt TiO2 in andere kristalvormen nog voor als brookiet en anataas. Andere titaanmineralen zijn titaniet, CaTiSiO2, en perowskiet, CaTi03. Het voornaamste mineraal ilmeniet wordt vnl. gewonnen in India, voorts in de V.S., Canada en Noorwegen. Rutiel wordt ontsloten door smelten met soda, ilmeniet met zwavelzuur. Na verwijdering van het ijzer wordt het titaandioxyde door hydrolyse neergeslagen, afgefiltreerd, gedroogd en verhit tot 1000 gr. G. en gemalen. Aldus ontstaat het titaanwit, één van de belangrijkste witte pigmenten.Uit het oxyde kan het metaal in onzuivere toestand worden verkregen, o.a. door reductie met natrium, calcium of calciumhydride. Technisch wordt het aluminothermisch bereid of als ferrotitaan in de electrische oven. Verreweg de belangrijkste toepassing is de bereiding van titaanwit, maar ook de toevoeging aan staal van slechts 0,1 pct als desoxydatiemiddel en ter verhoging van vastheid en elasticiteit is technisch zeer belangrijk. De afscheiding van zeer zuiver titaan geschiedt door thermische ontleding van TiJ4 aan een gloeiende draad (Van Arkel en De Boer).
De laatste tijd heeft het zuivere titanium een grote betekenis gekregen voor de constructie van hittebestendige metaalconstructies, i.b. van de straalpijpen van straalmotoren. Een gebruikelijke legering is 92 pct Ti, 3 pct Al en 5 pct Cr. Het paart daarbij aan de grote bestendigheid en vastheid een betrekkelijk laag s.g. van 4,49. Het smeltpunt is 1800 gr. C. Pas boven 800 gr. C. wordt het aan de lucht geoxydeerd tot Ti02. Een nieuw procédé voor de bereiding van titaanmetaal is ook het druppelen van TiCl4 bij 750 gr. C. bij gesmolten magnesium in een heliumatmosfeer.
De prijs was in 1949 nog 10 dollar per kg, maar deze zal aanzienlijk kunnen dalen, wel tot 1-2 dollar per kg. De productie stijgt in zeer snel tempo; het is een „wonder metal”. Het element is vnl. vierwaardig, maar het kan ook drie- en tweewaardig zijn. Het nitride TiN ontstaat bij verhitting van het metaal in stikstof of van TiCl4 en ammoniak. Het is een goudgele, harde, metallische stof. Het Carbide is eveneens zeer hard en wordt gebruikt voor sneldraaibeitels (z: wolfraam).
Het oxyde Ti02 komt, zoals gezegd, in drie kristalvormen voor. Het smeltpunt is 1825 gr. G. Sedert 1908 wordt het titaanwit in sterk toenemende mate al dan niet gemengd met zinkwit en bariumsulfaat als wit pigment gebruikt. De wereldproductie van ilmeniet bedroeg in 1944 770 000 ton waarvan 99 pct voor de titaan witbereiding werd gebruikt. Titaanwit vindt ook toepassing in cosmetische artikelen, glazuren en emailles en voor het matteren van rayon. In de laatste tijd heeft men kunstmatige kristallen van TiO2 weten te bereiden, die als sierstenen (titania) kunnen worden gebruikt, de brekingsindex 2,7 is nog hoger dan die van diamant 2,4 (hardheid 7, prijs $ 0,50-0,75 per karaat). Bij 2230 gr. G. gaat het over in Ti2O3. TiOa is een amphoteer oxyde, sterker basisch evenwel dan SiO2; de titanaten hydrolyseren zelfs in sterk alkalische waterige oplossing. De titanaten kunnen gemaakt worden door samensmelten van TiO2 met de hydroxyden of oxyden. Van belang zijn hier het loodtitanaat PbTi03, een zeer goed roestwerend pigment en het barium- en calciumtitanaat, de laatste in de hoogfrequenttechniek in verband met de hoge diëlectrische constante. Het eigenlijke titaanzuur Ti(OH) 4 is niet bekend.
Bij de inwerking van waterstofperoxyde op oplossingen van titaniumverbindingen ontstaan sterk gekleurde peroxytitanaten, zoals Na2Ti03, afgeleid van het evenzo bekende TiO2a.2 H2O (reactie op titanium).
Normale zouten van vierwaardig titanium zijn in vaste toestand niet bekend. In oplossing is echter wel bijv. titaansulfaat Ti(S04)2 bekend. Wel zijn de tetrahaliden goed bekend.
TiF4 is een vaste stof waarvan tal van complexe fluoriden zijn afgeleid. TiGl4 ontstaat wanneer chloor geleid wordt over titaanmetaal of over een mengsel van Ti02 en koolstof. Het vindt toepassing voor de vorming van rookgordijnen en voor het,,schrijven” in de lucht; k.pt 136,4 gr. G.
De verbindingen afgeleid van driewaardig titaan zijn steeds gekleurd. Door reductie met zink en zuur of door electrolyse ontstaan deze uit de vierwaardige toestand. Wanneer de damp van TiCl4, gemengd met waterstof, door een gloeiende buis wordt geleid, ontstaat het trichloride TiCl3. Bij nog hogere temperatuur ontstaat TiCl2. Een oplossing van TiCl3 wordt gebruikt in de maatanalyse als reducerend middel (titanometrie) en ook als ontkleuringsmiddel in de ververij. Titanosulfaat, Ti2(S04)3, ontstaat bij electrolytische reductie van een oplossing van Ti(S04)2. Het monoxyde TiO ontstaat bij verhitting van TiO2 in vacuum op 1600-1700 gr. G.
PROF. DR J. A. A. KETELAAR
Lit.: W. M. Thornton, Titanium (New York 1947); F. Vogel. Titan (Halle 1950); Ebbinge, De bereiding van titaandioxydepigmenten (Deventer 1940); Ullmann’s Enz. der techn. Chemie, 10, n, 1932; Thorpe’s Dict. of Applied Chemistry 11.
