شیمی دوازدهم صفحه 87 - با هم بیندیشیم
جدول زیر برخی ویژگیهای تیتانیوم را در مقایسه با فولاد زنگنزن نشان میدهد. با توجه به جدول به پرسشهای داده شده پاسخ دهید.
| ویژگی | ماده | تیتانیوم | فولاد |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| نقطه ذوب ($^{\circ}C$) | | ۱۶۶۷ | ۱۵۳۵ |
| چگالی ($g \cdot mL^{-1}$) | | ۴/۵۱ | ۷/۹۰ |
| واکنش با ذرههای موجود در آب دریا | | ناچیز | متوسط |
| مقاومت در برابر خوردگی | | عالی | ضعیف |
| مقاومت در برابر سایش | | عالی | عالی |
آ) هنگامی که موتور جت کار میکند همه اجزای سازنده (ثابت و متحرک) دمای بالایی دارند. تیتانیوم بر اساس کدام ویژگیها برای ساخت این موتور به کار رفته است؟ توضیح دهید.
ب) توضیح دهید چرا امروزه در ساخت پروانه کشتی اقیانوسپیما به جای فولاد از تیتانیوم استفاده میکنند؟
پ) ساخت بناهای هنرمندانه، زیبا و ماندگار همانند موزه گوگنهایم با پوشش بیرونی تیتانیوم، از چه مزایایی برخوردار است؟ توضیح دهید.
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه 87 - با هم بیندیشیم
سلام به دوستان عزیز! در این فعالیت میخواهیم ویژگیهای شگفتانگیز فلز **تیتانیوم** را که به «فلز عصر تکنولوژی» معروف است، با فولاد مقایسه کنیم.
**پاسخ بخش آ (کاربرد در موتور جت):**
تیتانیوم به دو دلیل اصلی در موتورهای جت به کار میرود:
۱- **نقطه ذوب بالا ($۱۶۶۷^{\circ}C$):** این ویژگی باعث میشود قطعات موتور در دماهای بسیار بالای حین پرواز ذوب نشوند و شکل خود را حفظ کنند.
۲- **چگالی کم ($۴/۵۱\,g \cdot mL^{-1}$):** تیتانیوم نسبت به فولاد سبکتر است. در صنایع هوافضا، کاهش وزن موتور بدون کم شدن استحکام، یک مزیت حیاتی برای کاهش مصرف سوخت و افزایش کارایی هواپیماست.
**پاسخ بخش ب (کاربرد در پروانه کشتی):**
دلیل جایگزینی فولاد با تیتانیوم، **مقاومت عالی در برابر خوردگی** و **واکنش ناچیز با آب دریا** است.
آب دریا حاوی یونهای خورنده است که فولاد را به سرعت تخریب میکند. اما تیتانیوم در برابر این محیطهای شور بسیار پایدار است و عمر مفید قطعات کشتی را به شدت افزایش میدهد.
**پاسخ بخش پ (کاربرد در معماری و بناها):**
استفاده از تیتانیوم در نمای ساختمانهایی مثل موزه گوگنهایم دو مزیت بزرگ دارد:
۱- **ماندگاری (مقاومت در برابر خوردگی و سایش):** این فلز در برابر عوامل جوی (باران، رطوبت و اکسیژن هوا) اکسید نمیشود و ظاهر آن در طول زمان تغییر نمیکند.
۲- **زیبایی و سبکی:** علاوه بر درخشش خاص نقرهای، به دلیل چگالی کمتر، بار مرده کمتری به اسکلت ساختمان وارد میکند.
