Титан

Содержание

Жизнь на Титане

Хотя подповерхностный океан, скорее всего, слишком соленое и жестокое место для зарождения жизни, однако ученые не исключают, что на этом спутнике она все-таки может быть. Титан чрезвычайно богат углеводородами, причем там постоянно происходят разные химические процессы с их участием, постоянно образуются новые молекулы довольно сложных органических веществ. Поэтому зарождение простейшей жизни нельзя исключать.

Несмотря на довольно суровые условия, это вполне могло произойти в метановых и этановых озерах. Эти жидкости вполне могут заменить воду, а их химическая агрессивность даже ниже, чем у воды, и белки и нуклеиновые кислоты могут быть даже стабильнее, чем земные.

Вообще условия на Титане похожи на условия, которые были на Земле на этапе её зарождения, кроме чрезвычайно низких температур. Поэтому там вполне может произойти то, что произошло когда-то на Земле.

Замечено одно любопытное явление. Была гипотеза, что простейшие формы жизни на Титане вполне могли бы питаться молекулами ацетилена, а дышать водородом, выделяя метан. Так вот – согласно исследованиям «Кассини» у поверхности Титана практически нет ацетилена, а водород тоже куда-то исчезает. Это факт, но объяснения ему пока нет, и это вполне может быть результат наличия неких микроорганизмов. Так же факт, что атмосфера Титана постоянно подпитывается метаном, хотя солнечным ветром его немало сдувается в космос. Криовулканы – один из его источников, озера и моря – другой, а может, микроорганизмы тоже принимают участие в этом? На Земле ведь именно они преобразовали атмосферу и насытили её кислородом. Так что все это весьма любопытно и ждет дальнейших исследований.

И еще – когда Солнце станет красным гигантом, а это произойдет через 6 миллиардов лет, Земля погибнет. А вот на Титане станет теплее, и вот тогда этот спутник примет эстафету Земли. Пройдут миллионы лет, и там смогут развиться не только простейшие, но и сложные формы жизни.

Титан — сплав или металл?

Этот вопрос интересует многих. В 1910 году американский химик Хантер получил впервые чистый титан. Металл содержал всего 1 % примесей, но при этом его количество оказалось ничтожно мало и не давало возможности дальнейшего исследования его свойств. Пластичность полученного вещества достигалась толькопод воздействием высоких температур, при нормальных условиях (комнатной температуре) образец был слишком хрупок. Фактически этот элемент не заинтересовал ученых, так как перспективы его использования казались слишком неопределенными. Сложность получения и исследования еще больше снизили потенциал его применения. Только в 1925 году ученые-химики из Нидерландов И. де Бур и А

Ван-Аркел получили металл титан, свойства которого привлекли внимание инженеров и конструкторов всего мира. История исследования этого элемента начинается с 1790 года, именно в это время параллельно, независимо друг от друга, двое ученых открывают титан как химический элемент

Каждый из них получает соединение (оксид) вещества, не сумев выделить металл в чистом виде. Первооткрывателем титана считается английский минеролог монах Уильям Грегор. На территории своего прихода, расположенного в юго-западной части Англии, молодой ученый начал изучение черного песка долины Менакэна. Результатом опытов с магнитом стало выделение блестящих крупиц, которые являлись соединением титана. В это же время в Германии химик Мартин Генрих Клапрот выделил новое вещество из минерала рутиле. В 1797 году он же доказал, что открытые параллельно элементы являются аналогичными. Двуокись титана более века являлась загадкой для многих химиков, получить чистый металл оказалось не по силам даже Берцелиусу. Новейшие технологии XX века значительно ускорили процесс изучения упомянутого элемента и определили начальные направления его использования. При этом сфера применения расширяется постоянно. Ограничить её рамки может только сложность процесса получения такого вещества, как чистый титан. Цена сплавов и металла достаточно высока, поэтому на сегодняшний день он не может вытеснить традиционное железо и алюминий.

Титан

Области применения

Применение титана зависит от степени его очистки от примесей. Наличие даже небольшого количества других химических элементов в составе сплава титана кардинально меняет его физико-механические характеристики.

Титан с некоторым количеством примесей называется техническим. Он имеет высокие показатели коррозийной стойкости, это легкий и очень прочный материал. От этих и других показателей зависит его применение.

В химической промышленности из титана и его сплавов изготавливают теплообменники, различного диаметра трубы, арматуру, корпуса и детали для насосов различного назначения. Вещество незаменимо в местах, где требуются высокая прочность и стойкость к кислотам.

На транспорте титан используют для изготовления деталей и агрегатов велосипедов, автомобилей, железнодорожных вагонов и составов. Применение материала уменьшает вес подвижных составов и автомобилей, придает легкость и прочность велосипедным деталям.
Большое значение титан имеет в военно-морском ведомстве. Из него изготавливают детали и элементы корпусов для подводных лодок, пропеллеры для лодок и вертолетов.

В строительной промышленности применяется сплав цинк-титан. Он используется как отделочный материал для фасадов и кровель

Этот очень прочный сплав имеет важное свойство: из него можно изготавливать архитектурные детали самой фантастической конфигурации. Он может принимать любую форму.
В последнее десятилетие титан широко применяют в нефтедобывающей отрасли

Сплавы его применяют при изготовлении оборудования для сверхглубокого бурения. Материал используется для изготовления оборудования для добычи нефти и газа на морских шельфах.

ТитанУ титана очень широкая область применения

Его применяют в

  • авиастроении и космической отрасли для изготовления деталей обшивки, корпусов, элементов крепления, шасси;
  • медицине для протезирования и изготовления сердечных клапанов и других аппаратов;
  • технике для работы в криогенной области (здесь используют свойство титана – при снижении температуры усиливается прочность металла и не утрачивается его пластичность).

В процентном соотношении использование титана для производства различных материалов выглядит так:

  • на изготовление краски используется 60 %;
  • пластик потребляет 20 %;
  • в производстве бумаги используют 13 %;
  • машиностроение потребляет 7 % получаемого титана и его сплавов.

Сырье и процесс получения титана дорогостоящие, затраты на его производство компенсируются и окупаются сроком службы изделий из этого вещества, его способностью не менять свой внешний вид за весь период эксплуатации.

Где применяют титан?

Первоначально титан использовался преимущественно в военной промышленности, но со временем его стали активно применять и в других сферах, таких как:

  • энергетическая промышленность. Сплавы титана нашли свое применение в производстве теплообменного оборудования, различных труб, а также в качестве их покрытий.
  • химическая и нефтехимическая промышленность. Листы из титана используют для производства различных деталей химического и нефтехимического оборудования.
  • пищевая промышленность. Для оборудования данной отрасли ставят очень высокие требования, а титановые сплавы соответствуют им. Из этого металла делают центрифуги, мерные цистерны, фильтры, сосуды и другое оборудование для пищевой отрасли.
  • целлюлозная промышленность. Этой отрасли характерны весьма сложные процессы, которые требуют материалы с высокими качественными показателями. К таким материалам относят титан.
  • автомобильная промышленность. Доказано, что чем меньше масса автомобиля, тем меньше расход топлива. Тем самым повышается его экономичность и экологичность. Небольшая масса титана позволяет снизить массу деталей автомобилей.
  • декоративно – прикладное искусство. Титан хорошо обрабатывается, тем самым позволяет использовать себя для изготовления различных украшений, скульптур, памятников. К примеру, из титана делают серьги для пирсинга. Их можно использовать для первичных проколов, так как титан не вызывает аллергических реакций.
  • Химические свойства

    Устойчив к коррозии благодаря оксидной плёнке, но при измельчении в порошок, а также в тонкой стружке или проволоке титан пирофорен. Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки — 400 °C. Титановая стружка пожароопасна.

    Титан устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей (кроме HF, H3PO4 и концентрированной H2SO4). Титан устойчив к влажному хлору и водным растворам хлора.

    Легко реагирует даже со слабыми кислотами в присутствии комплексообразователей, например, с плавиковой кислотой HF он взаимодействует благодаря образованию комплексного аниона [TiF6]2−. Титан наиболее подвержен коррозии в органических средах, так как в присутствии воды на поверхности титанового изделия образуется плотная пассивная пленка из оксидов и гидрида титана. Наиболее заметное повышение коррозионной стойкости титана заметно при повышении содержания воды в агрессивной среде с 0,5 до 8,0 %, что подтверждается электрохимическими исследованиями электродных потенциалов титана в растворах кислот и щелочей в смешанных водно-органических средах.

    При нагревании на воздухе до 1200 °C Ti загорается ярким белым пламенем с образованием оксидных фаз переменного состава TiOx. Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)2·xH2O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO2. Гидроксид TiO(OH)2·xH2O и диоксид TiO2амфотерны.

    TiO2 взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na2CO3 или поташом K2CO3 оксид TiO2 образует титанаты:

    TiO2+K2CO3→K2TiO3+CO2{\displaystyle {\mathsf {TiO_{2}+K_{2}CO_{3}\rightarrow K_{2}TiO_{3}+CO_{2}}}}

    При нагревании Ti взаимодействует с галогенами (например, с хлором — при 550 °C). Тетрахлорид титана TiCl4 при обычных условиях — бесцветная жидкость, сильно дымящая на воздухе, что объясняется гидролизом TiCl4, содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвеси гидроксида титана.

    Восстановлением TiCl4водородом, алюминием, кремнием, другими сильными восстановителями, получен трихлорид и дихлорид титана TiCl3 и TiCl2 — твёрдые вещества, обладающие сильными восстановительными свойствами. Ti взаимодействует с Br2 и I2.

    С азотом N2 выше 400 °C титан образует нитрид TixNx = (Ti25N13 — TiN). Титан — единственный элемент, который горит в атмосфере азота.

    При взаимодействии титана с углеродом образуется карбид титана TixCx(x = Ti20C9 — TiC.

    При нагревании Ti поглощает H2 с образованием соединения переменного состава TixHx(x = Ti10H13 — TiH2. При нагревании эти гидриды разлагаются с выделением H2.

    Титан образует сплавы и интерметаллические соединения со многими металлами.

    Поверхность Титана

    Поверхность Титана нельзя увидеть, даже находясь вблизи спутника, не говоря о земных телескопах. Во всем виновата плотная облачность в верхних слоях атмосферы. Однако космические аппараты провели некоторые исследования в различных диапазонах и позволили многое узнать о том, что скрывается под облаками.

    Мало того, в 2005 году зонд «Гюйгенс» отделился от станции «Кассини» и опустился прямо на поверхность Титана, передав первые настоящие панорамные фотографии. Спуск через толстую атмосферу занял более двух часов. Да и сам «Кассини» за годы, проведенные на орбите Сатурна сделал много фотографий как облачного покрова Титана, так и его поверхности в разных диапазонах.

    Титан

    Горы Титана, снятые зондом «Гюйгенс» с высоты 10 км.

    Поверхность Титана в основном ровная, без сильных перепадов. Однако кое-где встречаются и настоящие горные хребты высотой до 1 километра. Обнаружена и гора высотой 3337 метров. Также на поверхности Титана есть множество озер из этана, и даже целые моря – например, море Кракена по площади сравнимо с Каспийским морем. Имеется множество этановых рек или их русла. В месте приземления зонда «Гюйгенс» видно много камней округлой формы – это следствие воздействия на них жидкости, в земных реках камни также постепенно обтачиваются.

    Титан

    Камни в месте посадки зонда «Гюйгенс» имели округлую форму.

    Кратеров на поверхности Титана найдено немного, всего 7. Дело в том, что этот спутник обладает мощной атмосферой, которая спасает от небольших метеоритов. А если падают большие, то кратер довольно быстро засыпается разными осадками, обрушивается, размывается… В общем, погода делает свое дело, и довольно быстро от огромного кратера остается лишь аккуратная впадина. Да и большая часть поверхности Татана пока представляется белым пятном, изучена лишь небольшая её часть.

    Титан

    Одно из морей Титана — море Лигеи площадью 100 000 кв. км.

    По экватору Титан опоясан любопытным образованием, которое ученые поначалу принимали за метановое море. Однако оказалось, что это дюны из углеводородной пыли, которая выпала в виде осадков или была принесена ветром с других широт. Эти дюны располагаются параллельно и вытянуты на сотни километров.

    Какими способами получают титан?

    Материал занимает 10 место по распространению в природе. Существует около 70 минералов, содержащих титан в виде титановой кислоты или его двуокиси. Наиболее распространенные из них и содержащие высокий процент производных металла:

    • ильменит;
    • рутил;
    • анатаз;
    • перовскит;
    • брукит.

    Основные залежи титановых руд находятся в США, Великобритании, Японии, большие месторождения их открыты в России, Украине, Канаде, Франции, Испании, Бельгии.

    ТитанДобыча титана – дорогой и трудозатратный процесс

    Получение металла из них стоит очень дорого. Ученые разработали 4 способа производства титана, каждый из которых рабочий и эффективно используется в промышленности:

    1. Магниетермический способ. Добытое сырье, содержащее титановые примеси, перерабатывают и получают диоксид титана. Это вещество подвергается хлорированию в шахтных или солевых хлораторах при повышенном температурном режиме. Процесс очень медленный, ведется в присутствии углеродного катализатора. При этом твердый диоксид переводится в газообразное вещество – тетрахлорид титана. Полученный материал восстанавливается магнием или натрием. Сплав, образовавшийся при реакции, подвергают нагреванию в вакуумной установке до сверхвысоких температур. В результате реакции происходит испарение магния и его соединений с хлором. В конце процесса получают губкоподобный материал. Его плавят и получают титан высокого качества.
    2. Гидридно-кальциевый способ. Руду подвергают химической реакции и получают гидрид титана. Следующий этап – разделение вещества на составляющие. Титан и водород выделяют в процессе нагревания в вакуумных установках. По окончании процесса получают оксид кальция, который отмывают слабыми кислотами. Первые два способа относятся к промышленному производству. Они позволяют получать в кратчайшие сроки чистый титан с относительно небольшими издержками.
    3. Электролизный метод. Титановые соединения подвергают воздействию током большой силы. В зависимости от исходного сырья, соединения разделяются на составляющие: хлор, кислород и титан.
    4. Йодидный способ или рафинирование. Полученный из минералов диоксид титана обдают парами йода. В результате реакции образуется йодид титана, который нагревают до высокой температуры – +1300…+1400°С и воздействуют на него электрическим током. При этом из исходного материала выделяются составляющие: йод и титан. Металл, полученный данным способом, не имеет примесей и добавок.

    Атмосфера — из отходов жизнедеятельности?

    На Земле существуют одноклеточные археи-метаногены (не путаем с бактериями), которые живут за счёт водорода и углерода. Водород почти неизбежен везде, где есть силикаты (скалистое ядро Титана) и вода (подлёдный океан). При их взаимодействии происходит серпентинизация и выделяется водород. Отходы жизнедеятельности метаногенов, как нетрудно догадаться, — метан. Газ этот и при криоизвержениях, и просто через трещины мог бы довольно быстро подниматься вверх.

    Кроме того, даже на нашей планете есть две группы бактерий, способные при взаимодействии питаться аммиаком из подлёдного океана Титана, делая азот. Первые из них — окисляющие аммиак аэробно. При этом две молекулы аммиака плюс три кислорода дают две молекулы диоксида азота, водород и воду.

    Вторая группа — анаэробные бактерии вроде Anammoxoglobus. О последних часто не знают даже биологи-профессионалы, не интересующиеся азотным циклом. Они потребляют обычно ядовитый аммиак и диоксид азота из предыдущей реакции. После головокружительных промежуточных реакций, где образуется даже сверхтоксичный гидразин (ракетное топливо), в качестве отходов эти экзотические бактерии выдают чистый азот и воду.

    Выше уже отмечалось: азота в атмосфере Титана безумно много, да и метана, хотя он постоянно расщепляется ультрафиолетом, не так мало. Логичных объяснений этому, исходя из известных фактов, практически нет. Гравитация Титана слабее лунной. Луна возникла из того же материала, что и Земля. Однако заметной азотной атмосферы у неё давно нет — из-за слабой гравитации она улетела в космос почти сразу. В Солнечной системе вообще нет других спутников со сколько-нибудь заметной атмосферой. Титан в гордом одиночестве, и вряд ли это просто так. Что-то должно быть источником его азота и метана, и едва ли не единственный непротиворечивый претендент на эту роль — именно жизнь.

    Если в 200-километровом океане и есть что-то живое, то значительная его часть должна быть близка к верхней границе водоёма: там не такое беспощадное давление. То есть метан «делают» в верхних 30 километрах. Там давление ещё умеренное, поэтому он не образует гидратов, а через трещины поступает наверх, пополняя атмосферу. Азот от бактерий, потребляющих аммиак, может подниматься тем же путём.

    Понятно и то, почему азота в газовой оболочке спутника больше метана. Аммиак изначально должен быть присущ недрам Титана. Он вообще типичен для базовых соединений, из которых возникали тела Солнечной системы. Вот углерода там должно быть намного меньше, а без него метаногенам будет сложнее. На одну молекулу отходов их жизнедеятельности (то есть метана) нужен один атом углерода.

    Аммиакоядным бактериям дефицитный углерод нужен куда меньше. Поэтому они должны давать основную часть гипотетической биомассы крупнейшего спутника Сатурна. Расчёты показывают, что даже при биопродуктивности в три раза меньше, чем у земных океанов, они могли бы выдать достаточно азота, чтобы обеспечить наблюдаемую в местной атмосфере концентрацию этого газа.

    Классификация титанов

    Тип Описание Изображение

    Обыкновенные

    титаны

    3 метровые и 5 метровые Титаны

    Классы 3, 5 и 6 метров человекоподобные, с большими головами, которые пропорциональны их телу. Они похожи на человека. Некоторые с выражено большой головой или длинными конечностями, обычно они стандартные неразумные титаны.

    7 метровые и 10 метровые
    Классы 7 и 10, так же гуманоиды подобные человеку. Встречается у некоторых огромная голова не пропорциональна их телу. Скорость бега ниже лошади около 30 км/час.

    14 метровые и 15 метровые

    Так же гуманоиды, у многих встречается странный рот. Скорость примерно 50-60 километров в час( скорость лошади с наездником). С учётом их роста довольно манёвренные и быстрые. Встречаются среди них и те кто может забираться на здания или пытаться взобраться на деревья. Они не считаются девиантами.

    Известные особи:

    • Дина Фриц
    • Сони
    • Бин
    • Милый гигант
    Аномальные

    Самый опасный класс Титанов, быстрые и сильные, Отсутствие мозга и сильных инстинктов позволяет выслеживать человека издалека и гнаться за ним. Убить сложно из-за высокой маневренности. Способен прыгать с места вверх. Встречаются как от 3-х метрового класса до 15-ти метрового. Редкие монстры бегают на всех 4 конечностях.

    • Род Рейсс
    • Говорящий титан
    • Прыгающий титан
    • Большеротый титан
    Титаны в стенах

    Впервые обнаруженный в стене Сины, когда Женская особь пыталась убежать и случайно пробила дыру в стене. Такие титаны внешне напоминают Колоссального, и могут быть найдены в Стенах. Они живы, но находятся в состоянии анабиоза из-за отсутствия солнечного света.

    У Титана, упомянутого Родом Рейссом, была способность укрепить свою кожу и создать гигантские стены.

    Люди-Титаны

    Шифтеры — это люди, способные превращаться в титанов. Чтобы обычному человеку заполучить эту силу, ему нужно хотя бы выпить спинномозговую жидкость перевертыша. Первые шифтеры появились после смерти Имир Фриц, прародительницы всех титанов; после смерти её силу унаследовали 9 потомков, с тех пор силы 9 титанов передавались каждые 13 лет, из поколения в поколение. На данный момент известны шифтеры:

    • Колоссальный Титан
      • Армин Арлерт — 60 метров
      • Бертольт Гувер — 60 метров
    • Бронированный Титан

      Райнер Браун — 15 метров

    • Звероподобный Титан

      Зик Йегер — 17 метров

    • Титан-молотоборец

      Г-жа Тайбер

    • Женская Особь

      Энни Леонхарт — 14 метров

    • Атакующий Титан
      • Эрен Йегер — 15 метров
      • Гриша Йегер — 15 метров
      • Эрен Крюгер — 15 метров
    • Зубастый Титан 
      • Порко Галлиард — 5 метров
      • Имир — 5 метров
      • Марсель Галлиард
    • Титан-перевозчик

      Пик — 4 метра (на четвереньках)

    • Титан-прародитель|Координата
      • Фрида Рейсc —  13 метров
      • Ури Рейсс
      • Г-н Рейсс
      • Карл Фриц
      • Имир Фриц
    Девианты или Бегуны

    Титаны-девианты имеют сильно развитую способность находить жертву с помощью инстинкта. Увидев человека, они бегут к нему. Способны если не съесть его, то, прыгнув, раздавить, после этого может просто развернуться и уйти восвояси. В 4 серии аниме-постановки можно заметить девианта, бегущего в толпу, в которой может нанести больший вред, не замечая при этом отдельных людей. Скорость бега около 60 км/час. Они не являются аномальными.

    Девиант титан 10 метровый клас

    Элементный титан

    В 1925 г. голландские ученые ван Аркель и де Бур иодидным способом (о нем — ниже) получили титан высокой степени чистоты— 99,9%. В отличие от титана, полученного Хантером, он обладал пластичностью; его можно было ковать на холоде, прокатывать в листы, ленту, проволоку и даже тончайшую фольгу. Но даже не это главное.
    Исследования физико-химических свойств металлического титана приводили к почти фантастическим результатам.
    Оказалось, например, что титан, будучи почти вдвое легче железа (плотность титана 4,5 г/см3), по прочности превосходит многие стали

    Сравнение с алюминием тоже оказалось в пользу титана: титан всего в полтора раза тяжелее алюминия, но зато в шесть раз прочнее и, что особенно важно, он сохраняет свою прочность при температурах до 500°С (а при добавке легирующих элементов —до 650°С), в то время как прочность алюминиевых и магниевых сплавов резко падает уже при 300° С.
    Титан обладает и значительной твердостью: он в 12 раз тверже алюминия, в 4 раза — железа и меди. Еще одна важная характеристика металла — предел текучести

    Чем он выше, тем лучше детали из этого металла сопротивляются эксплуатационным нагрузкам, тем дольше они сохраняют свои формы и размеры. Предел текучести у титана почти в 18 раз выше, чем у алюминия.
    В отличие от большинства металлов титан обладает значительным электросопротивлением: если электропроводность серебра принять за 100, то электропроводность меди равна 94, алюминия — 60, железа и платины—15, а титана — всего 3,8. Вряд ли нужно объяснять, что это свойство, как и немагнитность титана, представляет интерес для радиоэлектроники и электротехники.
    Замечательна устойчивость титана против коррозии. На пластинке из этого металла за 10 лет пребывания в морской воде не появилось и следов коррозии.
    Из титановых сплавов сделаны несущие винты современных тяжелых вертолетов. Рули поворота, элероны и некоторые другие ответственные детали сверхзвуковых самолетов тоже изготовлены из этих сплавов. На многих химических производствах сегодня можно встретить целые аппараты и колонны, выполненные из титана.

    Метановые озера

    Спутник Сатурна Титан привлекает внимание своими углеводородными морями, метановыми озерами и прочими углеводородными соединениями. Многие из них отмечены возле полярных участков

    Одно по площади охватывает 15000 км2, а глубина – 7 м.

    Но крупнейшее – Кракен на северном полюсе. Площадь – 400000 км2, а глубина – 160 м. Удалось даже отметить небольшие капиллярные волны с высотой в 1.5 см и скоростью – 0.7 м/с.

    Титан

    Отображение полярных морей Титана (слева) и радарный снимок моря Кракена (справа), запечатленные Кассини

    Есть также море Лигеи, расположенное ближе к северному полюсу. По площади охватывает 126000 км2. Именно здесь в 2013 году НАСА впервые заметили загадочный объект – Волшебный остров. Позже он исчезнет, а в 2014-м снова появится уже в другой форме. Полагают, что это сезонная особенность, создаваемая поднимающимися пузырьками.

    В основном озера концентрируются возле полюсов, но на экваториальной линии также найдены подобные формирования. В целом анализ показывает, что озера охватывают лишь несколько процентов поверхности, из-за чего Титан намного засушливее нашей планеты Земля.

    Титан

    Благодаря постоянному мониторингу озера были замечены изменения структуры острова

    Уникальный мир

    Итак, Титан, несмотря на минус 180 на поверхности, действительно выглядит местом, где возможна жизнь. Хотя это и не очень обычные условия, но существовать в них в теории могут даже бактерии с Земли. Остаётся вопрос: в чём причина его уникальности? Почему он так сильно отличается от остальных лун системы?

    Пожалуй, на этот вопрос пока нет ответа. Часто говорят, что азотную атмосферу Титан приобрёл за счёт того, что когда-то был покрыт аммиаком, а тот под действием солнечного ультрафиолета разложился на водород и азот. Лёгкий водород «улетел», тяжёлый азот задержался. Объяснение так себе: аммиак «на стадии сборки» был на всех телах системы, но почему-то азотной атмосферы больше ни у кого нет, только у Титана и Земли.

    И даже понятно почему. Как только азот образует достаточно плотную оболочку, количество ультрафиолета, поступающего к поверхности, резко падает. Дальше разлагать аммиак становится нечем. Если бы сейчас на Титане было плюс 26 и нужные для дыхания газы, загорать там можно было бы бесконечно долго. Вот только загара не добиться: атмосфера практически непрозрачна для ультрафиолета.

    Если существование плотнейшей из известных азотных атмосфер и дополняющего её метана объясняется жизнью, то и здесь не всё просто. У Юпитера есть ещё более крупный спутник — Ганимед. На нём тоже есть подлёдный океан, хотя оболочка над ним и потолще. В нём точно так же предполагаются следы аммиака, которым могли бы питаться живые существа. Скалистое ядро и подлёдный океан большой глубины внутри Ганимеда тоже в наличии. Вода плюс силикаты и тут должны давать водород. Но никакой достойной упоминания атмосферы — ни азотной, ни метановой — там нет и следа. Почему там ничего нет, а на Титане есть? Что ж, пока этот спутник Сатурна по праву сохраняет титул самого загадочного тела нашей системы.

    Материалы по теме:

    Второе и третье поколенияПравить

    Прометей, один из младших титанов

    Дети Кроноса и Реи не причислены к этому поколению титанов из-за их восстания, хоть и принадлежат этому периоду. Но дети остальной десятки перечислены ниже.

    Дети Гипериона и Тейи Править

    • Эос: супруга Астрея, мать богов ветра и титанида зари, примкнула к Олимпийцам.
    • Гелиос: Всевидящий Повелитель и титан солнца, встал на сторону Олимпийцев.
    • Селена: супруга Эндимиона и титанида луны, встала на сторону Олимпийцев.

    Дети Япета и Климены Править

    • Атлас: Держатель Неба и титан выносливости.
    • Менетий: титан гнева и безрассудства.
    • Прометей: титан предусмотрительности и «благодетель» человечества.
    • Эпиметей: титан раздумий.

    Дети Коя и Фебы Править

    • Астерия: титанида пророческих снов и супруга Перса.
    • Лето: титанида чопорности и защитница юношества.
    • Лелант: титан воздуха и навыков охоты ради преследования добычи.

    Дети Криоса и Еврибии Править

    • Астрей: отец богов ветра и супруг Эос.
    • Перс: титан уничтожения и супруг Астерии.
    • Паллант: титан военного дела и супруг Стикс.

    Дети Океана и Тефиды Править

    • Океаниды: дочери Океана.
    • Потоки: нимфы рек.
    • Метида: титанида мудрости.
    • Диона: богиня Оракула в Додоне.
    • Тихе: богиня удачи и фортуны.
    • Стикс: богиня реки Стикс.

    Дети Эос и Астрея Править

    • Борей: бог северного ветра и Повелитель Зимы.
    • Зефир: бог западного ветра и Повелитель Весны.
    • Нот: бог южного ветра и Повелитель Лета.
    • Эвр: бог восточного ветра и Повелитель Осени.

    Открытие Титана

    Христиан Гюйгенс

    Спутник Сатурна Титан был открыт 25 марта 1655 года Христианом Гюйгенсом, голландским астрономом, математиком и физиком. Он имел самодельный 57-мм телескоп с увеличением около 50 крат. Вооружившись им, Гюйгенс наблюдал планеты, и у Сатурна обнаружил некое тело, которое за 16 дней делало полный оборот вокруг планеты.

    До июня Гюйгенс наблюдал за этим странным объектом, пока кольца Сатурна не оказались в наименьшем раскрытии и не стали мешать наблюдениям. Тогда ученый убедился, что это спутник Сатурна, и подсчитал период его обращения – 16 дней и 4 часа. Назвал он его просто – Saturni Luna, то есть «Луна Сатурна». После открытия Галилеем спутников Юпитера это было второе открытие спутника у другой планеты с помощью телескопа.

    Современное название спутник получил, когда Джон Гершель в 1847 году предложил все спутники Сатурна назвать именами сеттер и братьев бога Сатурна, а их к тому времени было известно семь.

    В 1907 году Комас Сола, испанский астроном, наблюдал явление, когда центральная часть его диска становится ярче, чем края. Это послужило доказательством наличия на Титане атмосферы. В 1944 году Джерард Койпер с помощью спектрометра установил, что его атмосфера содержит метан.

    Поле боя — XX век

    Русско-японская война доказала, что грамотно прикрытая стрелками колючая проволока очень сильно тормозит любой штурм. Во время Первой мировойколючку» оценили все участники боёв. Пулемётные подразделения эпохи могли за сутки боёв выпустить чуть ли не миллион патронов. Наколючке» перед их позициями оставались горы трупов — буквально. Ею отмечали вторые и третьи линии обороны. Её тащили вперёд сапёры при удачных наступлениях — прикрывать фланги прорыва.

    Решение оказалось выигрышным и универсальным.

    Получение

    Брусок кристаллического титана (чистота 99,995 %, вес ≈283 г, длина ≈14 см, диаметр ≈25 мм), изготовленный на заводе «Уралредмет» иодидным методом ван Аркеля и де Бура

    Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а невосстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом.

    Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO2. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl4:

    TiO2+2C+2Cl2→TiCl4+2CO{\displaystyle {\mathsf {TiO_{2}+2C+2Cl_{2}\rightarrow TiCl_{4}+2CO}}}

    Образующиеся пары TiCl4 при 850 °C восстанавливают магнием:

    TiCl4+2Mg→2MgCl2+Ti{\displaystyle {\mathsf {TiCl_{4}+2Mg\rightarrow 2MgCl_{2}+Ti}}}

    Кроме этого, в настоящее время начинает получать популярность так называемый процесс FFC Cambridge, названный по именам его разработчиков Дерека Фрэя, Тома Фартинга и Джорджа Чена и Кембриджского университета, где он был создан. Этот электрохимический процесс позволяет осуществлять прямое непрерывное восстановление титана из оксида в расплаве смеси хлорида кальция и негашёной извести (оксида кальция). В этом процессе используется электролитическая ванна, наполненная смесью хлорида кальция и извести, с графитовым расходуемым (либо нейтральным) анодом и катодом, изготовленным из подлежащего восстановлению оксида. При пропускании через ванну тока температура быстро достигает ~1000—1100 °C, и расплав оксида кальция разлагается на аноде на кислород и металлический кальций:

    2CaO→2Ca+O2{\displaystyle {\mathsf {2CaO\rightarrow 2Ca+O_{2}}}}

    Полученный кислород окисляет анод (в случае использования графита), а кальций мигрирует в расплаве к катоду, где и восстанавливает из оксида титан:

    O2+C→CO2{\displaystyle {\mathsf {O_{2}+C\rightarrow CO_{2}}}}
    TiO2+2Ca→Ti+2CaO{\displaystyle {\mathsf {TiO_{2}+2Ca\rightarrow Ti+2CaO}}}

    Образующийся оксид кальция вновь диссоциирует на кислород и металлический кальций, и процесс повторяется вплоть до полного преобразования катода в титановую губку либо исчерпания оксида кальция. Хлорид кальция в данном процессе используется как электролит для придания электропроводности расплаву и подвижности активным ионам кальция и кислорода. При использовании инертного анода (например, диоксида олова), вместо углекислого газа на аноде выделяется молекулярный кислород, что меньше загрязняет окружающую среду, однако процесс в таком случае становится менее стабильным, и, кроме того, в некоторых условиях более энергетически выгодным становится разложение хлорида, а не оксида кальция, что приводит к высвобождению молекулярного хлора.

    Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl4. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электронно-лучевую или плазменную переработку.

    admin
    Оцените автора
    ( Пока оценок нет )
    Добавить комментарий