Для получения небольших количеств  титана высокой чистоты применяют  иодидный метод.

     Иодидный метод относится к термическому разложению. Исходный металл в виде порошка нагревается до 100-200˚С с небольшим количеством иода в герметическом аппарате. В аппарате натянуты титановые нити, нагреваемые электрическим током до 1300-1500˚С. Титан (но не примеси) образует с иодом летучий иодид TiI₄, который разлагается на раскаленных нитях. Выделяющийся чистый титан осаждается на них, а иод образует с исходным металлом новые порции иодида; процесс идет непрерывно до переноса всего металла на титановые нити.

 
     Свойства  титана

     В периодической системе элементов  Д. И. Менделеева титан расположен в IV группе 4-го периода под номером 22. В важнейших и наиболее устойчивых соединениях он четырехвалентен. По внешнему виду похож на сталь. Титан относится к переходным элементам. Данный металл плавится при довольно высокой температуре (1668±4°С) и кипит при 3300 °С, скрытая теплота плавления и испарения титана почти в два раза больше, чем у железа.

     Известны  две аллотропические модификации  титана. Низкотемпературная альфа-модификация, существующая до 882,5 ° С и высокотемпературная бетта-модификация, устойчивая от 882,5 °С до температуры плавления.

     По  плотности и удельной теплоемкости титан занимает промежуточное место  между двумя основными конструкционными металлами: алюминием и железом. Стоит также отметить, что его механическая прочность примерно вдвое больше, чем чистого железа, и почти в шесть раз выше, чем алюминия. Но титан может активно поглощать кислород, азот и водород, которые резко снижают пластические свойства металла. С углеродом титан образует тугоплавкие карбиды, обладающие высокой твердостью.

     Титан обладает низкой теплопроводностью, которая  в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза - железа. Коэффициент термического расширения при комнатной температуре сравнительно мал, с повышением температуры он возрастает.

     Модули  упругости титана невелики и обнаруживают существенную анизотропию. С повышеиием температуры до 350°С модули упругости уменьшаются почти по линейному закону. Небольшое значение модулей упругости титана - существенный его недостаток, т.к. в некоторых случаях для получения достаточно жестких конструкций приходится применять большие сечення изделий по сравнению с теми, которые следуют из условий прочности.

     Титан имеет довольно высокое удельное электросопротивлеиие, которое в зависимости от содержания примесей колеблется в пределах от 42·10^-8 до 80·10^-6 Ом·см. При температурах ниже 0,45 К он становится сверхпроводником.

     Титан - парамагнитный металл. У парамагнитных  веществ мапнитная восприимчивость при нагревании обычно уменьшается. Титан составляет исключение из этого правила - его восприимчивость существенно увеличивается с температурой.

     Физические  и механические свойства титана

      Химические  свойства титана

     Прочность на разрыв чистого (иодидного) титана составляет примерно 20 кГ/мм², товарного титана 30-40 кГ/мм², прочность конструкционных сплавов на основе титана равна обычно 100-120 кГ/мм², в отдельных же случаях достигает 140 кГ/мм² и выше.

     Все элементы периодической системы  по отношению к титану по их химическому  воздействию можно разделить  на четыре группы:

1. Элементы, не взаимодействующие с титаном: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Mg. Ca, Sr, Ba, Ra и инертные газы.
2. Элементы, образующие с титаном химические соединения с ковалентной связью, не имеющие или имеющие малую растворимость в титане: H, F, Cl, Br, I, At, O, S, Se, Te, Po.
3. Элементы образующие с титаном соединения с металлическим характером связи (металлические соединения) и ограниченные твердые растворы: Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, Be, Ga, In, Tl, B, Al, Th, C, Si, Ge, Sn, Pb, N, P, As, Sb, Bi, Mn, Te, Re, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir.
4. Элементы, образующие с титаном β-модификации непрерывных твердых растворов: Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, Sc, W.

     Таким образом, титан так или иначе  взаимодействует с с большинством элементов. Это, с одной стороны, создает значительные трудности при получении чистого титана и его сплавов, а, с другой стороны, дает возможность получать большое количество разнообразных по составу и свойствам сплавов.[7,c.5]

     Титан – довольно активный металл; стандартный  электродный потенциал системы  Ti/Ti²⁺ равен -1,63 В. Однако благодаря образованию на поверхности металла плотной защитной пленки титан обладает исключительно высокой стойкостью против коррозии, превышающей стойкость нержавеющей стали. Он не окисляется на воздухе, в морской воде и не изменяется в ряде агрессивных химических сред, в частности в разбавленной и концентрированной азотной кислоте и даже царской водке.[1,c.649]

     Титан при низкой температуре более  устойчив к действию кислорода, чем  железо, однако при нагревании на воздухе  он сгорает до TiO₂. С хлором титан реагирует примерно при 300˚C.[2,c.635]

     В отличие от циркония и гафния титан  растворяется при нагревании в соляной  кислоте, образуя в восстановительной  атмосфере аквакомплексы Ti(III): 

     Растворы  титана. В водных растворах Ti находится преимущественно в 4-валентном состоянии, но в определенных условиях существуют комплексы, в которых валентность титана равна трем. Малый ионный радиус позволяет ему приобретать заметную долю электронной плотности кислородного донора с образованием прочной ковалентной связи. Значения электроотрицательности для TiOH и TiO – 2,43 и 2,56 соответственно. Сродство ионов Ti⁺⁴ настолько велико, что комплексы практически всегда содержат кислород и образуют в растворах титана(IV) цепи с гидроксильными и кислородными мостиками.

     Химия титана даже в разбавленных растворах  оказывается связанной с процессами полимеризации.

     В растворах титан может находиться в форме простых и комплексных  ионов, а также в коллоидно-дисперсном состоянии. Превалирование той или  иной формы зависит от условий  получения и хранения раствора, его  концентрации, содержания примесей и  других факторов. Способность Ti вступать в типичные ионные реакции, например в окислительно-восстановительные, свидетельствует о том, что в растворах сернокислые соли диссоциирует на катионы и анионы. Так, превращение сульфата в хлорид при добавлении BaCl₂: 

     Ti⁴⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4Cl^-=2BaSO₄+Ti⁴⁺+4Cl^- 

     Происходит  полно и ион Ti⁴⁺ не изменяется. Кристаллизация солей с четко выраженными стехиометрическими отношениями также является доказательством их ионной природы.

     В водных сернокислых растворах существование  ионов Ti⁴⁺ невозможно, так как Ti существует в виде гидратных комплексов Ti(H₂O)₆⁴⁺, подвергающихся гидролизу с депротонизацией. С позиций представлений о льдоподобной структуре воды выполненные расчеты по данным кажущихся мольных объемов позволяют предполагать нахождение Ti(H₂O)₆⁴⁺ как в каркасе структуры воды, так и в ее пустотах.

     Прямых  доказательств существования ионов  титанила TiO²⁺ в растворе нет. Однако наличие TiO-группы в ряде соединений не вызывает сомнения. Термохимическим методом показано, что ион титанила обладает в растворе ярко выраженной положительной гидратацией. Гидратные числа, рассчитанные для Ti-форм при мольных соотношениях SO₃ : Ti, равных 2 и 1, составляют 9и 5 соответственно, что близко к минимальным величинам для ионов U⁴⁺, Na⁺ и К⁺, найденным по данным числе переноса электролитов. С ростом концентрации титана гидратные числа уменьшаются и к моменту кристаллизации сульфатов становятся близкими к числу молекул Н₂О на атом Ti, прочно связанных в твердой фазе.[6,c.66]

     Гидролиз  титансодержащих ионов или нейтральных  молекул в сернокислых растворах  – сложный физико-химический процесс. В нем различают несколько  стадий: взаимодействие сульфатов титана с водой с их переходом в  основные сульфаты, образование и  рост мицелл гидроокиси, коагуляция мицелл с выпадением осадка. Процесс гидролиза  сульфатов титана может быть представлен  последовательными реакциями:

     Титановая губка. При металлотермическом восстановлении четыреххлористого титана образуются отдельные кристаллы металла. Размер этих кристаллов колеблется от сотых долей микрона до 10мм и более. В процессе восстановления и при высокотемпературной выдержке отдельные кристаллы срастаются в губчатый блок, сохраняющий размеры и форму реакционного сосуда. Как и всякое пористое тело, титановая губка имеет большую удельную поверхность.

     Попадая на воздух, эта поверхность контактирует с газами, входящими в состав воздуха. Титан является химически активным элементом и вступает во взаимодействие с окружающими его газами. Степень  этого взаимодействия зависит от величины поверхности губки, характера  взаимодействия титана с каждым из газов и температуры.

     При дроблении, прессовании и других операциях губка нагревается до 250-300˚С. Это способствует ускорению химического взаимодействия титана с газами. Присутствие хлористых солей в губке делает ее контакт с воздухом более опасным, поскольку хлориды интенсивно поглощают воду. Эти свойства губки при определенных условиях проявляются настолько резко, что из высших сортов металла может быть получено изделие низкого качества или даже брак. Поэтому, явления связанные с загрязнением титановой губки в период ее пребывания на воздухе, требуют тщательного изучения и постоянного внимания.

     Взаимодействие  титановой губки  с кислородом. Титан взаимодействует с кислородом при всех температурах. При избытке кислорода образуется TiO₂, в иных условиях возможно образование TiO и Ti₂O₃. Образовавшийся при комнатной температуре адсорбционный слой состоит из химически связанного кислорода и надстройки слабо связанных с поверхностью атомов газов. В начальный период процесса на скорость роста окисной пленки основное влияние оказывает температура. Окисление поверхности титана происходит главным образом в течение 1-2 ч. Дальнейшая выдержка при температурах до 300˚С приводит к незначительному изменению состояния поверхности. Это связано с защитными свойствами окисной пленки.