Perbedaan Antara Tungsten Dan Titanium

Tungsten

Nomenklatur, asal-usul dan penemuan

Tungsten berasal dari Swedia tung sten, atau "batu yang berat". Itu diwakili oleh simbol W, seperti yang dikenal sebagai Wolfram di banyak negara Eropa. Ini berasal dari Jerman untuk "busa serigala", karena penambang timah awal memperhatikan bahwa mineral yang mereka sebut wolframite mengurangi hasil timah ketika ada dalam bijih timah, sehingga sepertinya mengonsumsi timah seperti serigala melahap domba. [saya]

Pada 1779, Peter Woulfe memeriksa sheelite dari Swedia dan menemukan bahwa itu mengandung logam baru. Dua tahun kemudian, Carl Wilhelm Scheele mengurangi asam tungstik dari mineral ini dan mengisolasi oksida putih asam. Dua tahun kemudian, Juan dan Fausto Elhuyar di Vergara, Spanyol, mengisolasi oksida logam yang sama dari asam identik yang direduksi dari wolframite. Mereka memanaskan oksida logam dengan karbon, menguranginya menjadi logam tungsten.

Sifat fisik dan kimia

Tungsten adalah logam putih mengkilap dan putih dan memiliki nomor atom 74 pada tabel unsur periodik dan berat atom standar (A_r) dari 183,84. [ii]

Ini memiliki titik leleh tertinggi dari semua elemen, kepadatan ultra-tinggi dan sangat keras dan stabil. Ini memiliki tekanan uap terendah, koefisien ekspansi termal terendah dan kekuatan tarik tertinggi dari semua logam. Sifat-sifat ini disebabkan oleh ikatan kovalen yang kuat antara atom tungsten yang dibentuk oleh elektron 5d. Atom-atom membentuk struktur kristal kubik yang berpusat pada tubuh.

Tungsten juga konduktif, relatif lembam secara kimia, hipoalergenik dan memiliki sifat pelindung radiasi. Bentuk paling murni dari tungsten mudah ditempa dan dikerjakan dengan menempa, mengekstrusi, menggambar dan menyinter. Ekstrusi dan menggambar melibatkan mendorong dan menarik, masing-masing, tungsten panas melalui "die" (cetakan), sedangkan sintering adalah pencampuran bubuk tungsten dengan logam bubuk lainnya untuk menghasilkan paduan.

Penggunaan komersial

Paduan tungsten sangat keras, seperti tungsten karbida, yang dikombinasikan dengan keramik untuk membentuk "baja kecepatan tinggi" - ini digunakan untuk membuat bor, pisau dan alat pemotong, gergaji dan penggilingan. Ini digunakan dalam industri pengerjaan logam, pertambangan, pengerjaan kayu, konstruksi dan perminyakan dan merupakan 60% dari penggunaan tungsten secara komersial.

Tungsten digunakan dalam elemen pemanas dan tungku suhu tinggi. Hal ini juga ditemukan di pemberat di ekor pesawat, lunas kapal pesiar dan mobil balap, serta bobot dan amunisi.

Kalsium dan magnesium tungstate pernah biasa digunakan untuk filamen dalam bola lampu pijar, tetapi dianggap tidak efisien energi. Namun, paduan tungsten digunakan dalam sirkuit superkonduktor suhu rendah.

Crystal tungstate digunakan dalam fisika nuklir dan kedokteran nuklir, sinar-X dan tabung sinar katoda, elektroda pengelasan busur dan mikroskop elektron. Tungsten trioksida digunakan dalam katalis, seperti yang digunakan pada pembangkit listrik yang menggunakan batu bara. Garam tungsten lainnya digunakan dalam industri kimia dan penyamakan kulit.

Beberapa paduan digunakan sebagai perhiasan, sementara yang satu dikenal untuk membentuk magnet permanen dan beberapa superalloy digunakan sebagai pelapis tahan aus..

Tungsten adalah logam terberat yang memiliki peran biologis, tetapi hanya pada bakteri dan archaea. Ini digunakan oleh enzim yang mengurangi asam karboksilat menjadi aldehida. [aku aku aku]

Titanium

Nomenklatur, asal-usul dan penemuan

Titanium berasal dari kata "Titans", putra dewi Bumi dalam mitologi Yunani. Pendeta William Gregor, seorang ahli geologi amatir, memperhatikan bahwa pasir hitam di tepi sungai di Cornwall, 1791, tertarik pada sebuah magnet. Dia menganalisisnya dan mengetahui bahwa pasir itu mengandung oksida besi (menjelaskan magnet), serta mineral yang dikenal sebagai menachanite, yang ia simpulkan terbuat dari oksida logam putih yang tidak dikenal. Ini dia laporkan ke Royal Geological Society of Cornwall.

Pada 1795, ilmuwan Prusia Martin Heinrich Klaproth dari Boinik menyelidiki bijih merah yang dikenal sebagai Schörl dari Hongaria dan menamai unsur oksida tak dikenal yang dikandungnya, Titanium. Dia juga mengkonfirmasi keberadaan titanium di menachanite.

Senyawa TiO₂ adalah mineral yang dikenal sebagai rutile. Titanium juga terjadi di mineral ilmenite dan sphene, ditemukan terutama di batuan beku dan sedimen yang berasal dari mereka, tetapi juga didistribusikan ke seluruh litosfer bumi.

Titanium murni pertama kali dibuat oleh Matthew A. Hunter pada tahun 1910 di Rensselaer Polytechnic Institute dengan memanaskan titanium tetrachloride (diproduksi dengan memanaskan titanium dioksida dengan klorin atau sulfur) dan logam natrium dalam apa yang sekarang dikenal sebagai proses Hunter. William Justin Kroll kemudian mengurangi titanium tetraklorida dengan kalsium pada tahun 1932 dan kemudian menyempurnakan proses menggunakan magnesium dan natrium. Titanium ini memungkinkan untuk digunakan di luar laboratorium dan apa yang sekarang dikenal sebagai proses Kroll masih digunakan secara komersial saat ini.

Titanium dengan kemurnian sangat tinggi diproduksi dalam jumlah kecil oleh Anton Eduard van Arkel dan Jan Hendrik de Boer dalam proses iodide atau crystal bar pada tahun 1925 dengan mereaksikan titanium dengan iodine dan memisahkan uap yang terbentuk di atas filamen panas. [Iv]

Sifat fisik & kimia

Titanium adalah logam putih keras, mengkilap, berwarna putih perak yang diwakili oleh simbol Ti pada tabel periodik. Ia memiliki nomor atom 22 dan berat atom standar (A_r) dari 47.867. Atom-atom membentuk struktur kristal yang tertutup rapat heksagonal yang menghasilkan logam sekuat baja, tetapi jauh lebih padat. Faktanya, Titanium memiliki rasio kekuatan-kerapatan tertinggi dari semua logam.

Titanium ulet di lingkungan yang bebas oksigen dan dapat menahan suhu ekstrem karena titik lelehnya yang relatif tinggi. Ini non-magnetik dan memiliki konduktivitas listrik dan termal yang rendah.

Logam ini tahan terhadap korosi dalam air laut, air asam dan klorin, serta reflektor radiasi infra merah yang baik. Sebagai fotokatalis, ia melepaskan elektron di hadapan cahaya, yang bereaksi dengan molekul untuk membentuk radikal bebas yang membunuh bakteri. [v]

Titanium terhubung dengan baik dengan tulang dan tidak beracun, meskipun titanium dioksida yang baik diduga merupakan karsinogen. Zirkonium, isotop titanium yang paling umum, memiliki banyak sifat kimia dan fisik yang berbeda.

Penggunaan komersial

Titanium paling umum digunakan dalam bentuk titanium dioksida, yang merupakan komponen utama dari pigmen putih cerah yang ditemukan dalam cat, plastik, enamel, kertas, pasta gigi dan aditif makanan E171 yang memutihkan penganan, keju dan es. Senyawa titanium adalah komponen tabir surya dan smokescreens, digunakan dalam teknik kembang api dan meningkatkan visibilitas di observatorium surya. [vi]

Titanium juga digunakan dalam industri kimia dan petrokimia dan pengembangan baterai lithium. Senyawa titanium tertentu membentuk komponen katalis, misalnya yang digunakan dalam produksi polypropylene.

Titanium dikenal karena penggunaannya dalam peralatan olahraga seperti raket tenis, klub golf dan frame sepeda dan peralatan elektronik seperti ponsel dan laptop. Aplikasi bedahnya termasuk penggunaan implan ortopedi dan prostesis medis.

Ketika dicampur dengan aluminium, molibdenum, besi atau vanadium, titanium digunakan untuk melapisi alat pemotong dan pelapis pelindung atau bahkan dalam perhiasan atau sebagai pelapis dekoratif. TiO₂ melapisi permukaan kaca atau ubin dapat mengurangi infeksi di rumah sakit, mencegah pengaburan kaca spion samping pada kendaraan bermotor dan mengurangi penumpukan kotoran pada bangunan, trotoar dan jalan.

Titanium membentuk bagian penting dari struktur yang terkena air laut, seperti pabrik desalinasi, lambung kapal dan kapal selam dan poros baling-baling, serta pipa kondensor pembangkit listrik. Kegunaan lain termasuk membuat komponen untuk industri kedirgantaraan dan transportasi dan militer, seperti pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, rudal, pelapis baja, mesin dan sistem hidrolik. Penelitian sedang dilakukan untuk menentukan kesesuaian titanium sebagai bahan wadah penyimpanan limbah nuklir. iv

Perbedaan utama antara tungsten dan titanium

• Tungsten berasal dari mineral scheelite dan wolframite. Titanium ditemukan dalam mineral ilmenite, rutile dan sphene.
• Tungsten diproduksi dengan mengurangi asam tungstat dari mineral, mengisolasi oksida logam dan menguranginya menjadi logam dengan memanaskan dengan karbon. Titanium diproduksi dengan membentuk titanium tetraklorida melalui proses klorida atau sulfat dan memanaskannya dengan magnesium dan natrium.
• Tungsten adalah nomor 74 pada tabel periodik, dengan berat atom relatif 84. Titanium adalah nomor 22, dengan berat atom relatif 47.867.
• Atom tungsten membentuk struktur kristal kubik yang berpusat pada tubuh. Atom titanium membentuk struktur kristal heksagonal tertutup rapat.
• Tungsten sangat kuat, keras dan padat. Titanium sangat kuat dan keras dan memiliki kepadatan jauh lebih rendah.
• Tungsten sedikit magnetis dan sedikit konduktif listrik. Titanium bersifat non-magnetik dan kurang konduktif secara listrik.
• Tungsten tidak tahan korosi dalam air asin seperti titanium dan bukan fotokatalis seperti titanium.
• Tungsten memiliki peran biologis, tetapi titanium tidak.
• Tungsten mudah dibentuk dalam bentuk paling murni. Titanium ulet di lingkungan yang bebas oksigen.

Tungsten digunakan dalam elemen pemanas, bobot, sirkuit superkonduktor suhu rendah dan memiliki aplikasi dalam fisika nuklir dan perangkat pemancar elektron. Titanium digunakan dalam pigmen putih, peralatan olahraga, implan bedah dan struktur laut.