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Titane

DéfinitionClassé sous :chimie , tableau périodique des éléments , titane
Cette barre de titane cristallisé a été obtenue grâce au procédé Van-Arkel-de-Boer. © Alchemist-hp, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

De la crème solaire aux avions de chasse, le titane est employé dans différents domaines pour ses nombreuses qualités : résistance thermique et mécanique, résistance à la corrosion, etc. Tant et si bien qu'on en fait également des prothèses.

Généralités

  • Symbole : Ti
  • Numéro atomique : 22
  • Électrons par niveau d'énergie : 2, 8, 8, 4
  • Masse atomique : 47,867 u
  • Isotopes les plus stables : 46Ti stable avec 24 neutrons (8 %), 47Ti stable avec 25 neutrons (7,3 %), 48Ti stable avec 26 neutrons (73,8 %), 49Ti stable avec 27 neutrons (5,5 %), 50Ti stable avec 28 neutrons (5,4 %)
  • Série : métaux de transition
  • Groupe, période, bloc : 4, 4, d
  • Densité : 4,51
  • Point de fusion : 1.668 °C
  • Point d'ébullition : 3.287 °C

Historique du titane

En 1791, William Gregor isola l'un des composés du titane, l'ilménite. Indépendamment, Martin Heinrich Klaproth trouva en 1795 un métal inconnu dans le rutile (dioxyde de titane avec des traces de fer), semblable à celui de Gregor, et lui donna le nom de titane, en référence aux géants de la mythologie grecque. La production de titane presque pur date de 1910, tandis qu'un procédé industriel de fabrication ne sera mis au point qu'en 1939.

Propriétés du titane

Le titane est très apprécié dans l'industrie à plus d'un titre : sa masse volumique est inférieure de 40 % à celle de l'acier mais sa résistance mécanique est importante ainsi que sa résistance au feu et il a une excellente tenue à la corrosion. En outre, il est très biocompatible, comme l'or et le platine.

Utilisation du titane

L'immense majorité du titane se fait sous forme de dioxyde de titane (TiO2), que l'on retrouve comme pigment ou opacifiant dans les peintures, les crèmes solaires, les dentifrices, les céramiques, les médicaments, etc.

Historiquement, l'aéronautique et l'aérospatiale ont été les premières à exploiter le titane. Il est employé dans la plupart des avions sous forme de pièces forgées ou de boulons. Sur le lanceur Ariane 5, on emploie le titane pour les pièces en contact avec le mélange dihydrogène-dioxygène pendant la combustion dans le moteur vulcain. Faiblement magnétique, il se retrouve dans des outils de la Station spatiale internationale (ISS).

En chimie, le titane sert à fabriquer des réacteurs dans les raffineries car il résiste bien au dioxyde de carbone et au sulfure d'hydrogène. Sa résistance au chlore le fait utiliser dans les processus de blanchiment de la pâte à papier.

Les militaires emploient aussi largement le titane dans les blindages. La coque des sous-marins russes de la classe Alfa est entièrement réalisée en titane.

Au niveau médical, du fait que l'os adhère spontanément au titane et que celui-ci est biocompatible, il est un matériau de choix pour les prothèses. Des outils en titane sont aussi utilisés en chirurgie.

Effets du titane sur la santé

Le titane n'est pas considéré comme toxique et ne joue aucun rôle biologique dans le corps humain. Cependant, l'inhalation excessive de titane élémentaire ou de dioxyde de titane peut provoquer de légers changements dans les poumons.

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