El titanio (Ti) es uno de los elementos más versátiles y abundantes en la naturaleza, es posible encontrarlo en la forma de metal y gracias sus propiedades, posee una gran variedad de aplicaciones, en la industria del acero, la aeronáutica y mucho más.
Es un elemento que destaca por su increíble resistencia a la corrosión, situándose en el cuarto periodo de la tabla periódica, con el número atómico 22 y el símbolo Ti.
Si deseas conocer un poco más acerca de este elemento, te invitamos a seguir leyendo este artículo hasta el final…
¿Qué es el Titanio (Ti)?
El titanio se trata de un metal de transición dotado de una dureza notable y de baja densidad. Fue descubierto de forma separada por William Gregor y Martin Heinrich, entre los años 1791 y 1795.
Es posible conseguir el titanio (Ti) distribuido a través de las vetas de la litósfera y en capas más profundas de la corteza terrestre, donde se encuentra en forma de depósitos minerales y óxidos asociados a otros elementos, como ocurre con la ilmenita y el rutilio.
Para obtener titanio puro a partir de los minerales que lo contienen, es necesario llevar a cabo procedimientos de refinamiento luego de su extracción. El método de Kroll es uno de ellos, oxidando el tetracloruro de titanio con magnesio para obtener titanio puro.
En su estado puro, este compuesto posee propiedades muy interesantes, ya que se comporta como un metal dúctil y con una enorme resistencia a la corrosión de elementos como el cloro, el agua regia y el agua del mar.
Al mismo tiempo, el titanio puede llegar a poseer una gran resistencia, similar al acero, pero siendo mucho más ligero gracias a su baja densidad, lo cual lo hace un elemento ideal para formar aleaciones con otros compuestos como el vanadio, hierro o el aluminio.
Titanio (Ti) como elemento químico
En cuanto a su distribución en la Tabla Periódica, el titanio es un elemento que ocupa el número atómico 22 y una valencia de +4 en su fase más estable, por lo tanto, pertenece a su vez al cuarto grupo de la tabla.
Puede alcanzar estados de oxidación más bajos, siendo también más inestable, con un comportamiento químico similar al cromo o al vanadio. Su estructura electrónica lo convierte en un metal paramagnético, esto quiere decir que es incapaz de imantarse.
Cuenta con un punto de fusión elevado, por encima de los 1668 °C, lo cual lo hace un metal adecuado para equipos refractarios. Adicionalmente, el titanio cuenta con una conductividad eléctrica y térmica bastante baja.
Al mantenerse expuesto al aire, suele oxidarse al igual que otros metales. Sin embargo, el proceso de oxidación es bastante lento, pues este metal crea una capa sobre su superficie que lo protege del proceso de oxidación.
Posee una resistencia a la corrosión bastante elevada y similar a la del platino, repeliendo sin problemas la acción de ácidos fuertes, como los oxácidos, disoluciones concentradas de cloro y el ácido sulfúrico.
Desde el punto de vista termodinámico, el titanio puede llegar a ser bastante reactivo. Al encontrarse en un ambiente libre de oxígeno, es común que este metal arda a temperaturas inferiores a su punto de fusión.
De igual manera, el titanio también suele crear otros compuestos al hacerlo reaccionar con el hidrógeno y halógenos como el cloro, flúor, bromo, entre otros. Es uno de los contados elementos que pueden llegar a arder en nitrógeno puro.
Disponibilidad del Titanio (Ti)
Al formar parte de la gran mayoría de rocas ígneas y sedimentarias, el titanio (Ti) es el séptimo metal más abundante en el planeta, no obstante, en su estado natural siempre se encuentra unido a otros elementos formando compuestos.
A pesar de que el titanio puede encontrarse asociado a minerales como la perovskita, titanita, anatasa, brookita, ilmenita y el rutilio, solo los dos últimos son explotados con fines comerciales, con una mayor concentración en países como Australia y Sudáfrica.
También es posible encontrar titanio como un elemento químico presente en la mayoría de los seres vivos del planeta y disuelto en el mar. El titanio es un metal que trasciende las fronteras terrestres, formando parte de estrellas y meteoritos.
Aplicaciones del Titanio (Ti)
Gracias a sus propiedades físicas y químicas, el titanio posee un enorme potencial comercial en la producción de una gran variedad de productos. A continuación, te mencionamos sus aplicaciones más relevantes:
Aplicaciones náuticas y aeroespaciales
Usualmente se emplea aleaciones de titanio en la construcción de un amplio abanico de aeronaves y embarcaciones, las cuales aprovechan ciertas propiedades de este material como su resistencia a altas temperaturas y la corrosión, su dureza y ligereza.
Aditivos y pigmentos
El dióxido de titanio es uno de los compuestos más utilizados como aditivos en la fabricación de productos químicos como el papel, plástico y pinturas. Permite conseguir una mayor dureza en el grafito usado en palos de golf y cañas de pescar.
Industria del acero
Las aleaciones con titanio son bastantes comunes en la elaboración de aceros, este metal le confiere mayor resistencia y ductilidad. De igual forma, puede utilizarse junto a otros compuestos como el molibdeno, cobre y aluminio para reducir la cantidad de carbono.
Aplicaciones médicas
Al tratarse de un compuesto con un excelente nivel de biocompatibilidad, se utiliza en la fabricación de prótesis e implantes dentales y óseos, con una vida útil que puede alcanzar los 30 años. También se emplea en la fabricación de herramientas quirúrgicas.
Otros usos
En la industria petroquímica se suele utilizar titanio como parte de tanques e intercambiadores de calor. Adicionalmente se usa como un metal de gran resistencia en joyería y la manufactura de armas de fuego.
Experimentos con titanio (Ti)
A continuación, te presentamos un sencillo experimento en el cual puede apreciarse el efecto Curie, al inducir cambios de temperatura en el mismo.
El nitinol es una aleación de níquel y titanio que puede ayudar a ejemplificar la presencia de titanio en este material. Si acercamos un muelle de nitinol a un imán veremos como este atrae a la aleación.
Sin embargo, al calentarlo podemos observar como este pierde su imantación alejándose del imán. Esto se debe al reordenamiento a escala molecular de los electrones en el material, el cual responde a cambios de temperatura.
Si dudas, el titanio es uno de los materiales con más usos en la actualidad, cuenta con una gran relevancia en lo que respecta a su uso en el desarrollo de nuevos materiales y productos industriales.
