Em 1791, William Gregor, vigário e químico amador da Cornualha, na Inglaterra, decidiu estudar a areia escura que retirou do rio Helford, próximo de onde morava. Com um ímã ele obteve um material negro, hoje chamado ilmenita (FeTiO₃, ou óxido natural de ferro e titânio), de onde extraiu o ferro usando ácido clorídrico. O resíduo, que dissolveu com dificuldade em ácido sulfúrico concentrado, era o óxido impuro de um novo elemento, até então desconhecido. A sequência dessas reações, desenvolvidas por Gregor, foi a base do processo de produção do dióxido de titânio (TiO₂) por séculos. Quatro anos após a descoberta inicial, em 1795, o químico alemão Martin Klaproth descobriu o mesmo óxido em uma amostra de minério que hoje sabe-se ser rutilo (dióxido de titânio, TiO₂), e deu a ele o nome de titânio [1].

Segundo a mitologia grega, existiam 12 deuses titãs, filhos de Urano, deus do céu, e de Gaia, deusa da terra, que eram os antepassados dos deuses olímpicos e dos seres mortais [2]. Esses poderosos deuses da mitologia grega inspiraram Klaproth a dar o nome de titânio ao elemento que ele isolou, e que se tornaria um dos mais populares da tabela periódica [1].

O nome titânio representa a força, e ressalta o fato de que esse metal tem tremenda resistência, e por isso é usado em motores de jatos, foguetes, barcos e muito mais. Como é resistente à corrosão e não causa alergia, também é usado em próteses, implantes dentários e joias corporais, como piercings [3].

Características únicas

O titânio é leve e tão forte quanto o aço. Ele não sofre corrosão quando entra em contato com a água do mar e por isso é usado em submarinos, eixos de hélices, cascos de navios e outras partes de barcos, e também em usinas de dessalinização de água. Suas ligas com alumínio, molibdênio e ferro são usadas na fabricação de aviões, mísseis e foguetes por causa da sua baixa densidade (4,5 g.cm^-3) e capacidade de resistir a temperaturas extremas. O titânio está presente sempre que força, leveza e resistência a altas temperaturas forem importantes, independentemente do alto custo [4].

O metal também está presente em laptops, bicicletas e muletas. As usinas de geração de energia usam condensadores de titânio em suas chaminés por causa de sua resistência [4].

Como não apresenta rejeição, quando presente no corpo humano, ele é usado em articulações de quadril, pinos para fixar ossos e outros implantes biológicos. O titânio não tem qualquer papel biológico conhecido e não é considerado tóxico [3,4].

O símbolo do titânio é Ti e seu número atômico é 22. Ele faz parte do Grupo 4 da Tabela Periódica, e é classificado como metal de transição. O titânio apresenta três estados de oxidação: +2, +3 e +4, sendo este último o mais comum [5].

O titânio é o segundo metal de transição mais abundante na crosta terrestre, depois do ferro, e possui muitas propriedades valiosas: é tão forte quanto o aço, mas tem cerca de metade de sua densidade; é resistente à corrosão e possui alto ponto de fusão (1670°C) [4,6].

O titânio é o nono elemento mais abundante na Terra. Ele está presente em rochas ígneas, que são formadas a partir do magma expelido por vulcões, e nos sedimentos deixados por estas rochas. O elemento é encontrado na natureza somente na forma combinada. Ele ocorre nos minerais ilmenita (FeTiO₃), rutilo (TiO₂), e esfeno (CaTiSiO₅), e está presente em titanatos, compostos inorgânicos onde predominam os óxidos de titânio [4,6].

O processo Kroll é o mais utilizado para a produção industrial do titânio. Nesse processo, os minérios de titânio são tratados com gás cloro e carbono para se obter inicialmente o tetracloreto de titânio (TiCl₄), que, após a remoção de impurezas através de um processo de destilação, é reduzido por reação com magnésio, a altas temperaturas, obtendo-se assim o titânio na forma metálica [7].

O titânio metálico e a esponja de titânio, que é a forma porosa do metal, são os produtos finais dos concentrados de titânio. A maior parte desses concentrados destina-se à obtenção de pigmento (TiO₂) capaz de branquear, conferir luminosidade e opacidade a uma variedade de produtos, tais como plásticos, papel, borrachas, cosméticos, produtos farmacêuticos e tintas [7].

Assista ao vídeo produzido pela Universidade de Nottingham, no Reino Unido, e disponibilizado no canal de YouTube Periodic Table of Videos:

Artigo produzido pela Assessoria de Comunicação e Marketing do CRQ-IV,
sob orientação técnica de Karem Soraia Garcia Marquez, docente
do Centro Universitário Fundação Santo André.
Publicado em 05/09/2022