各种氯化钛化合物的性质及其化学反应(详细版)
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各种钛硫化合物、钛酸的性质及其化学反应1. 偏钛酸A.物理化学性质偏钛酸(H2TiO3)是—种白色粉末,加热时变黄。
25℃时密度为4.3g/cm3。
偏钛酸不导电。
偏钛酸不溶于水,也不溶于稀酸和碱溶液中,却溶于热浓硫酸中。
偏钛酸的酸性表现为在高温下能与金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐烧结生成相应的钛酸盐;与金属卤化物反应也生成钛酸盐,并析出卤化氢。
偏钛酸是不稳定化合物,在煅烧时发生分解,生成TiO2。
偏钛酸脱水的起始温度为200℃,300℃时已达到较大的脱水速度,但需在高温下才能脱水完全。
偏钛酸不溶于水,也不溶于稀酸和碱溶液中,却溶于热浓硫酸。
偏钛酸是不稳定化合物,在煅烧时发生分解,生成TiO2。
B.制取方法偏钛酸可由金属钛与40%硝酸反应生成:3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO。
金属钛与氨中的过氧化氢反应也能生成偏钛酸:Ti+5H2O2+2NH3=H2TiO3+7H2O+N2TiCl4在沸腾水中水解也可生成偏钛酸:TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl。
钛白生产过程中,Ti(SO4)2和TiOSO4的酸性溶液在沸水中水解生成偏钛酸沉淀。
在140℃或在真空中干燥正钛酸时,也会生成偏钛酸。
2. 正钛酸A.物理化学性质正钛酸通常是无定型的白色粉末。
它是一种不稳定的化合物,热水洗涤、加热或长时间在真空中干燥时便转化为偏钛酸。
正钛酸不溶于水和醇中,但易转化为胶体溶液。
正钛酸是两性氢氧化物,它在常温下易溶于无机酸和强有机酸中,也能溶于热的浓碱溶液中。
在水溶液中,正钛酸通常以水化物的形式存在,在pH=7时为二水正钛酸,而在pH<7(即酸性)的溶液中存在下列平衡转化:Ti(OH)4(H2O)2+OH3+[Ti(OH)3(H2O)3]++H2O[Ti(OH)3(H2O)3]++OH3+[Ti(OH)2(H2O)4]2++H2O[Ti(OH)2(H2O)4]2++OH3+[Ti(OH)(H2O)5]3++H2O在pH >7(即碱性)的溶液中存在下列平衡:Ti(OH)4(H2O)2+OH-[Ti(OH)5(H2O)]-+H2O[Ti(OH)5(H2O)]-+OH-[Ti(OH)6]2-+H2OB.制取方法硫酸或盐酸的二氧化钛溶液与碱金属氢氧化物或碳酸盐反应,反应生成物在常温下干燥则可得到正钛酸。
四氯化钛水解离子方程式四氯化钛水解离子方程式引言:四氯化钛是一种无机化合物,分子式为TiCl4。
它是一种具有刺激性和腐蚀性的液体,常用于制备钛金属和其它钛化合物。
当四氯化钛溶于水时,会发生水解反应,生成一系列离子和分子。
本文将详细介绍四氯化钛的水解离子方程式。
一、四氯化钛的结构和性质1. 结构四氯化钛是一种分子型的无机化合物,其分子式为TiCl4。
该分子由一个中心原子钛(Ti)与四个卤素原子(Cl)组成,并呈正方形平面结构。
2. 性质四氯化钛是一种具有刺激性和腐蚀性的液体,能与水、醇、酸等许多物质反应。
其沸点为136℃,密度为1.726g/cm3。
二、四氯化钛的水解反应当四氯化钛溶于水时,会发生水解反应。
此时,TiCl4分子中的一个或多个Cl原子会被OH-取代,生成一系列离子和分子。
1. 水解方程式四氯化钛的水解方程式如下:TiCl4 + 2H2O → TiO2·xH2O + 4HCl其中,x表示水合度。
该反应是一个放热反应,生成的氢氯酸会使溶液呈酸性。
2. 水解过程四氯化钛分子在水中发生水解反应的过程可以分为以下几步:(1)TiCl4分子在水中溶解后,与水分子形成配位化合物。
(2)由于四氯化钛分子的电负性较大,它会吸引周围水分子中的一个或多个氢离子,形成TiCl4·nH2O(n≤4)配位离子。
(3)配位离子中的一个或多个Cl原子被OH-取代,生成TiO2·xH2O (x≤3)和HCl。
同时,剩余的Cl原子仍然与钛原子结合,形成新的配位离子。
三、四氯化钛水解反应的影响因素1. pH值由于四氯化钛水解反应生成了大量的酸性物质(如HCl),所以该反应会使溶液呈酸性。
当pH值低于7时,四氯化钛容易发生水解反应。
2. 温度四氯化钛的水解反应是一个放热反应,随着温度的升高,该反应速率会增加。
3. 溶液浓度溶液浓度越高,四氯化钛分子与水分子相遇的概率就越大,水解反应速率也会增加。
各种氧化钛的性质及其化学反应1. 一氧化钛TiO 在Ti —O 系中形成固溶体,它在TiO0.8~TiO1.22组成范围内稳定。
A .物理性质TiO 是一种具有金属光泽的金黄色物质,存在两种变体(α,β),转化温度为991℃±5℃,转化热为53.4 J/g 。
小于991℃时稳定态α—TiO 是面心立方晶系,晶格常数a =0.417 nm±0. 0005 nm ;大于991℃时稳定态β—TiO 也是面心立方晶系,晶格常数a =0.4162 nm±0. 018 nm 。
0℃时密度为4.93g/cm 3,25℃时为4.88g/cm 3。
莫氏硬度为6,熔点为1760℃,液体蒸气压计算式为:lg(p /Pa) =1387-3.91×106T -1+7.75×10-2T (1)沸点为3227℃,20℃时电导率为0.249μS/m .电导率随温度的升高而减小,这是具有金属性质的一种特征,20℃时磁化率为1.38×10-6。
B .化学性质TiO 中Ti 的氧化态为+2,处于Ti 的低价氧化态,很容易被氧化,是一种强还原剂,与卤素作用生成卤化钛或卤氧化钛,如:2TiO +4F 2=2TiF 4+O 2TiO +Cl 2=TiOCl 2在空气中加热至400℃时,TiO 开始逐渐被氧化,达到800℃时则氧化为TiO 2:2TiO +O 2=2TiO 2TiO 是一种碱性氧化物,能溶于稀盐酸和稀硫酸中,并放出氢气:2TiO +6HCl =2TiC13+2H 2O +H 22TiO +3H 2SO 4=Ti 2(SO 4)3+2H 2O +H 2反应的实质不只是一般的酸碱中和,还包含着氧化还原反应,反应过程中生成的Ti 2+像活泼金属那样置换出这些酸中的氢。
由此可见,Ti 2+在水溶液中极不稳定。
上述反应说明TiO 具有金属性质,可在酸性溶液中离解出金属阳离子,上述两反应式可简化为离子式:2TiO +6H +=2Ti 3++2H 2O +H 2。
各种钛的卤素化合物与钛酸盐化合物的性质及其化学反应1 四溴化钛在高温下用溴蒸气与碳化钛或(TiO 2+C )反应可生成:TiC +2Br 2=TiBr 4+CTiO 2+2C +2Br 2=TiBr 4+2COHBr 与沸腾的TiCl 4反应也可生成TiBr 4。
TiBr 4存在两种变体,低于-15℃时稳定态为α型,属于单斜晶系;高于-15℃时稳定态为β型,属于立方晶系。
它的熔点为38.25℃,沸点为232.6℃。
25℃时固体密度为3.37g/cm 3,40℃时液体密度为2.95g/cm 3,40℃时液体黏度为1.195×10-3Pa ·s 。
TiBr 4是吸湿性较强的黄色结晶,其化学性质与TiCl 4相似。
TiBr 4在高温下可被氢还原为低价溴化钛和金属钛:2TiBr 4+H 2−−−→−℃700~6002TiBr 3+2HBr TiBr 4+H 2−−−→−℃900~800TiBr 2+2HBr TiBr 4+2H 2−−−−−−→−℃,过量氢0041~1200Ti +4HBr 在800℃时可与O 2反应生成TiO 2:TiBr 4+O 2=TiO 2+2Br 2 。
TiBr 4可与F 2、Cl 2发生取代反应:TiBr 4+2Cl 2=TiCl 4+2Br 2 。
2 二(三)溴化钛TiBr 2是黑色粉末,25℃时密度为4.31g/cm 3,熔点为950℃,沸点为1200℃,加热至500℃时便开始缓慢地发生歧化。
TiBr 3是紫红色物质,25℃时密度为3.94g/cm 3,熔点高于1260℃,600℃时的蒸汽压为13Pa ,隔绝空气加热至400℃时则发生歧化。
3 四氟化钛以氟或氟化氢与钛及其化合物反应可制取TiF 4,如:TiO 2+2F 2=TiF 4+O 2,TiC +4F 2=TiF 4+CF 4,TiCl 4+4HF =TiF 4+4HClTiF 4是白色粉末,为强烈挥发性物质,10℃时密度为2.84g/cm 3,20℃时为2.80g/cm 3。
四氯化钛的水解离子平衡式文章标题:四氯化钛的水解离子平衡式及其化学性质摘要:本文深入探讨了四氯化钛(TiCl4)的水解离子平衡式及其化学性质。
通过对该化合物的化学反应途径和离子平衡式的解析,揭示了其在水中的水解过程。
此外,本文还介绍了四氯化钛的一些重要的物化性质和应用领域,以帮助读者更加全面、深刻地理解这一化合物。
一、四氯化钛(TiCl4)的水解离子平衡式四氯化钛是一种重要的钛化合物,其分子式为TiCl4。
在水中,TiCl4会发生水解反应,生成一系列具有不同氧化态的离子,包括钛离子(Ti4+)、氯离子(Cl-)和氢氧根离子(OH-)。
其水解反应可以用以下离子平衡式表示:TiCl4 + 2H2O ⇌ TiO2 + 4HCl该反应表明,四氯化钛与水反应后会生成二氧化钛(TiO2)和盐酸(HCl)。
水解反应的平衡常数(Kw)可以通过实验测定确定,从而得到反应的平衡条件和方向。
二、四氯化钛的化学性质1. 水解性质:四氯化钛是一种具有较强水解性质的化合物。
在水中,其分子会与水分子发生反应,生成氯化氢和氧化钛。
该水解反应是剧烈的放热反应,并伴有白烟的生成。
2. 酸性:由于水解反应中生成了大量氯化氢,四氯化钛溶液呈酸性。
四氯化钛溶液具有腐蚀性,需注意安全操作。
3. 氧化性:四氯化钛是一种较强的氧化剂,在与其他物质反应时能够提供氧原子。
它可与许多有机物和无机还原剂反应,产生氯代产物和钛的高价氧化态。
4. 毒性:四氯化钛对人体具有一定的毒性,应避免直接接触和吸入。
在操作时要采取必要的防护措施。
三、四氯化钛的物化性质1. 外观:四氯化钛是一种无色至黄色液体,在室温下呈沸水状。
其有刺激性气味,具有较低的蒸气压。
2. 密度和熔点:四氯化钛的密度约为1.7 g/cm3,熔点约为-24℃。
3. 溶解性:四氯化钛易溶于许多有机溶剂,如乙醇、醚和二甲基甲酰胺。
它在水中的溶解度相对较低,约为53 g/L。
四、四氯化钛的应用领域1. 钛金属制备:四氯化钛是制备钛金属的重要原料。
四氯化钛的相对原子质量四氯化钛是一种无机化合物,其分子式为TiCl4。
它是一种带有刺激性气味的无色液体,易挥发,能与水分解反应。
四氯化钛作为一种重要的钛化合物,在工业生产中被广泛应用。
下面是有关四氯化钛的相关知识:一、四氯化钛的相对原子质量四氯化钛分子中包含1个钛原子和4个氯原子,因此其相对原子质量可通过各元素相对原子质量的加和得到。
根据元素周期表上的数据计算,钛的相对原子质量为47.87,氯的相对原子质量为35.45。
因此,四氯化钛的相对原子质量为:相对原子质量 = 1 × 47.87 + 4 × 35.45 = 189.9二、四氯化钛的物理性质1. 外观:四氯化钛是一种无色液体,具有刺激性气味。
2. 密度:四氯化钛的密度为1.73 g/cm³。
3. 熔点和沸点:四氯化钛的熔点为-24.2℃,沸点为136.4℃。
4. 可溶性:四氯化钛易溶于苯、甲苯、四氢呋喃等有机溶剂,并能与水发生反应。
三、四氯化钛的化学性质1. 水解反应:四氯化钛能和水反应生成氢氧化钛和氢氯酸:TiCl4 + 2H2O → TiO2 + 4HCl2. 氧化反应:四氯化钛能被氧气氧化生成钛酸钛:TiCl4 + O2 → TiO2Cl23. 还原反应:四氯化钛能够被还原为金属钛:TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2四、四氯化钛的应用1. 钛金属生产:四氯化钛是制备钛金属的重要原料之一,它能与镁热还原反应得到高纯度的金属钛。
2. 制备钛盐:四氯化钛还可用于制备氯化钛酸钠等钛盐化合物。
3. 化学催化剂:四氯化钛作为哈维尔-魏斯反应、沃夫-基什纳尔反应和戊二酸酯合成等化学反应催化剂的一种,应用广泛。
4. 有机合成中的催化剂:四氯化钛可以和水或乙醇配合形成四成体,在有机合成中用作催化剂。
以上就是有关四氯化钛的相关知识,希望对您有所帮助。
2.2.1.1 二氧化钛(TiO2)TiO2是一种多晶型氧化物,它有三种晶型:锐钛矿型、板钛矿型和金红石型。
图2-5表示TiO2的三种形态。
在自然界中,锐钛矿和金红石以矿物形式存在,但很难找到板钛矿型的矿物。
因为它晶型不稳定,在成矿时的高温下会转变成金红石型。
板钛矿可人工合成,它不具有多大实际价值。
在晶体化学中,按照鲍林关于离子晶体结构的第三规则:当配位多面体共棱,特别是共面时,晶体结构的稳定性会降低。
这是因为与其共角顶时相比,共棱和共面时其中心阳离子之间的距离缩短,从而使得斥力增加,稳定性降低。
又如果在几种晶型中,都是共棱不共面,则其稳定型随共棱数目的增加而降低。
Ti4+离子的配位数为6,它构成[TiO6]八面体,Ti4+位于八面体的中心,O2-位于八面体的六个角顶,每一个Ti4+被6个O2-包围。
TiO2三种变体的晶体结构都是以[TiO6]八面体为基础的。
但[TiO6]八面体在金红石、板钛矿和锐钛矿三种变体中的共棱数不同,分别为2、3和4。
所以三种晶型结构中以金红石最稳定,其它两种晶型升高到一定温度都将转变成金红石型结构。
这也是在自然界中,天然金红石普遍存在,锐钛矿较少有,板钛矿更是罕见的原因。
图2-5 二氧化钛结晶形态图[39]1—金红石型;2—锐钛矿;3—板钛矿锐钛矿和金红石两种变体的晶体结构分别如图2-6和图2-7所示。
纯TiO2是白色粉末,加热到高温时略显黄色。
工业生产的TiO2俗称钛白粉,是重要的白色颜料,被誉为“白色颜料之王”,不论锐钛型钛白,还是金红石型钛白,应用都很广泛。
TiO2的热稳定性较大,加热至2200℃以上时,才会部分热分解放出O2并生成Ti3O5,进一步加热转变成Ti2O3。
TiO2中O-Ti键结合力很强,因而TiO2具有较稳定的化学性质。
TiO2实际上不溶于水和稀酸,在加热条件下能溶于浓H2SO4、浓HCl和浓HNO3,也可溶于HF中。
在酸性溶液中,钛以Ti4+离子或TiO2+(钛酰基)阳离子形式存在。
四氯化钛介绍(一) 名称及规格1. 名称化学名:四氯化钛分子式:TiCl4分子量:189.712. 规格(二) 物化性质1. 物理性质常温下的四氯化钛是有刺激性臭味的无色透明液体。
在潮湿空气中易挥发,水解而冒白烟。
固态呈白色晶体状,熔点-23.2℃,沸点136.2℃。
TiCl4分子是正四面体构型,其偶极矩u=0。
因TiCl4是共价化合物,固态属分子晶体,故液态和固态的TiCl4都不导电。
不同温度下液态TiCl4的密度值见下表:2. 化学性质1) 与碱金属或碱土金属进行反应生成低价氯化物或金属钛。
TiCl4+2Na=TiCl2+2NaClTiCl4+4Na=Ti+4NaClTiCl4+2Mg=Ti+2MgCl22) 与氢气反应生成钛的低价氯化物2TiCl4+H2=2TiCl3+2HCl3) 与水反应:TiCl4与水反应比较复杂,其生成物与温度,水量等条件有关,一般说,TiCl4与水接触反应剧烈,冒白烟并生成淡黄色或白色沉淀。
水解过程如下:TiCl4+H2O─→TiCl3(OH)·4H2O+HCl─→TiCl2(OH)2·3H2O+HCl─→TiCl(OH)3·2H2O+HCl─→Ti(OH)4·H2O+HCl沸腾的水与TiCl4迅速反应生成偏钛酸:TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl在300~400℃下,气态TiCl4与水蒸汽反应生成二氧化钛TiCl4(g)+2H2O(g)=TiO2+4HCl4) 与氧气反应生成二氧化钛:TiCl4+O2= TiO2+2Cl25) 与硫化氢反应在加热条件下,TiCl4可被H2S还原为TiCl3或TiCl22TiCl4+H2S=2HCl+2TiCl3+STiCl4+H2S=TiCl2+2HCl+S沸腾的TiCl4与H2S反应则生成硫氯化钛:TiCl4+H2S=TiCl2S+2HCl6) 四氯化钛是强溶剂,它能与四氯化碳和四氯化硅均匀混合,能溶解有机物质。
各种氯化钛化合物的性质及其化学反应1. 二氯化钛A .物理性质TiCl 2是黑褐色粉末,属于六方晶系,晶格常数为a =0.3561±0.0005nm ,c =0.5875±0.0008nm 。
TiCl 2熔点为1030±10℃;沸点为1515±20℃;密度(25℃)的计算值为3.06g/cm 3,实测值为3.13g/cm 3。
其蒸气压p (Pa)由下列式计算:lg p =9.770-8570T -1 (固体) (1)lg p =4.419-7890T -1 (固体) (2) B .化学性质TiCl 2是具有离子键特征的化合物,是一种典型的盐类。
它的稳定性较差,容易被氧化,是一种强还原剂,加热时分解。
a .歧化反应在真空中加热至800℃或氢气中加热至1000℃,TiCl 2发生歧化反应:2TiCl 2=Ti +TiCl 4b .氧化和还原反应TiCl 2在空气中吸湿并氧化。
溶于水或稀盐酸时则迅速被氧化,并放出氢气:2TiCl 2+2HCl =2TiCl 3+H 2↑TiCl 2溶于浓盐酸时,开始溶液呈绿色,逐渐被氧化为紫色。
在空气中或氧气中加热则氧化生成TiO 2和TiCl 4:2TiCl 2+O 2=TiCl 4+TiO 2。
也可被Cl 2和TiCl 4所氯化:TiCl 2+Cl 2=TiCl 4 TiCl 2+TiCl 4=2TiCl 3在高温下,TiCl 2与HCl 反应生成TiCl 3或TiCl 4:2TiCl 2+2HCl =2TiCl 3+H 2 TiCl 2+2HCl =TiCl 4+H 2在加热时,TiCl 2可被碱金属或碱土金属还原为金属钛,如:TiCl 2+2Na =Ti +2NaCl 。
c .配合反应TiCl 2能溶于甲醇和乙醇中,并放出氢气,生成黄色溶液。
TiCl 2溶于碱金属或碱土金属的氯化物熔盐中,同这些金属氯化物生成复盐。
只有LiCl 是例外,TiCl 2与其形成无限固溶体。
在TiCl 2-NaCl 系统中形成NaTiCl 3和Na 2TiCl 4两种化合物,并有一个最低共熔点605℃(NaCl +NaTiCl 3)和一个包晶点628℃(NaTiCl 3+TiCl 2)。
在系统TiCl 2-KCl 中,生成KTiCl 3(固液同成分,熔点762℃)和K 2TiCl 4(固液异成分,熔点671℃)两种化合物,并且有两个最低共熔点632℃(KCl +K 2TiCl 4)和730℃(KTiCl 3+TiCl 2)。
TiCl 2-MgCl 2系统不生成化合物,包晶点约为716℃(MgCl 2+0.3%TiCl 2)。
d .制取方法TiCl 2通常用作还原剂,在控制适宜的反应条件下可还原TiCl 4制得:TiCl 4+2Na −−−−→−℃,搅拌270TiCl 2+2NaClTiCl 4+Ti −−−→−℃0001~7002TiCl 2也可采用氢还原TiCl 4或在真空中(<133Pa )加热TiCl 3至450℃歧化而制取。
然而用上述这些反应方法生成的TiCl 2,一般不容易将它分离出来,因为TiCl 4在空气中容易氧化。
例如把金属钛溶于稀盐酸中,开始为无色的TiCl 2溶液,过一段时间便产生颜色,即出觋了TiCl 3。
用干法制取的TiCl 2中,一般含有TiCl 3和其他反应产物的混合物,需在惰性气氛或还原气氛中保存。
2. 三氯化钛A .物理性质TiCl 3存在四种变体,通常在高温下还原TiCl 4所制取的是α型,它是紫色片状结构,属于六方晶系,晶格常数为a =0.6122nm ,c =1.752nm 。
烷基铝还原TiCl 4得到β型TiCl 3,它是褐色粉末,纤维状结构。
铝还原TiCl 4得到γ型TiCl 3,它是红紫色粉末。
将γ型TiCl 3研磨则得到δ型TiCl 3,它比其他晶型具有较高的催化性能。
TiCl 3的熔点为730~920℃,密度(25℃时)的计算值为2.69g/cm 3,测量值为2.66g/cm 3。
固体升华蒸气压计算式:lg p =23.595-3.27lg T -9.62×103T -1 (298~1104K ) (3) 固体升华热计算式:λ( J/g)=1175-0.1045T -5.14×10-5T 2 (4) B .化学性质三氯化钛中的钛是中间价态,稳定性差,容易分解。
纯TiCl 3化学活性强,人体的任何部位与TiCl 3接触,吸人和皮肤吸收都会引起烧伤。
TiCl 3具有还原剂的性质,容易被氧化为高价钛化合物,但它也可以被还原,币过被氧化的倾向大于被还原的倾向。
另外,TiCl 3既具有盐类的特征,也具有弱酸性的特征,它可形成三价钛酸盐。
TiCl 3不溶于TiCl 4。
a .歧化反应TiCl 3在真空中加热至500℃便能发生歧化反应:2TiCl 3=TiCl 2+TiCl 4。
上述歧化反应在各种温度下的平衡压力列于表1。
表1 TiCl 3歧化时的平衡蒸气压蒸气压t /℃530 575 590 625 655 P 总2.195 7.049 10.041 23.594 45.087 P 3TiCl 0.559 1.968 2.913 7.528 13.965 P 2TiCl 1.33×10-4 6.65×10-4 1.064×10-3 2.527×10-3 5.187×10-3 P 4TiCl1.6495.0547.07615.56130.856TiCl 3的歧化反应热在298K 时为1.02kJ/g ,673K 时为0.95kJ/g ;歧化时熵变为0.97J/(g ·K)。
在氢气流中加热TiCl 3时,歧化同时发生还原:2TiCl 3+H 2=2TiCl 2+2HCl 。
b .氧化和还原反应在氧气中加热TiCl 3会发生氧化:4TiCl 3+O 2=3TiCl 4+TiO 2。
在卤素的作用下,TiCl 3也会被氧化,如:2TiCl 3+Cl 2=2TiCl 4。
高温下也可被HCl 氧化:2TiCl 3+2HCl =2TiCl 4+H 2加热时碱金属或碱土金属能将TiCl 3还原为金属钛,如:TiCl 3+3Na =Ti +3NaCl 。
c .与水反应TiCl 3在湿空气中或与水接触会发生激烈反应甚至爆炸,反应生成盐酸。
如果缓慢地将其溶于水,并慢慢燕发其水分可得到紫色的TiCl 3·4H 2O 或TiCl 3·6H 2O 结晶。
可用碱从TiCl 3的水溶液中析出三价钛的氢氧化物沉淀:TiCl 3+3OH -=Ti(OH)3+3Cl -。
如果在TiCl 3的水溶液中存在氧化剂,则TiCl 3·4H 2O 容易被氧化。
TiCl 3在600℃能与水蒸气反应生成氧氯化物:TiCl 3+H 2O =TiOCl +2HCl 。
如果TiCl 3中混入其他化合物,即不纯的TiCl 3的反应活性大大降低,例如铝粉除钒获得的残渣中的TiCl 3与水接触不会激烈反应。
d .配合反应 在盐酸溶液中,TiCl 3与碱金属氯化物生成水化配合盐Me 2[TiCl 5(H 2O)],它较难溶于盐酸。
无水的TiCl 3溶于碱金属氯化物熔盐生成MeTiCl 4、Me 2TiCl 5、MeTi 3Cl 6三种类型的配合盐。
在TiCl 3-NaCl 系统中生成一种化合物Na 3TiCl 6(固液异成分,熔点553℃)。
在TiCl 3-KCl 系统中生成一种化合物,即K 2TiCl 5(固液异成分,熔点605℃)和K 3TiCl 6(固液同成分,熔点783℃)。
TiCl 3的盐酸溶液与KCl 混合时,则析出水化五氯钛(III )酸钾K 2[TiCl 5(H 2O)],加热至112℃时便脱去其水分子。
在TiCl 3-TiCl 2-NaCl 三元系统中可形成最低共熔点化合物,其组成(摩尔分数)分别为40%、70%、53%,最低共熔点温度为443℃。
e .与有机化合物的反应TiCl 3与甲酸、乙酸和草酸反应生成相应钛(Ⅲ)甲酸酯、乙酸酯和草酸酯沉淀。
TiCl 3溶于酮,但不溶于醚和二硫化碳。
TiCl 3不溶于饱和烃和芳香烃以及它们的卤代烃。
但TiCl 3能很好地溶于各种醇中,特别能溶于甲醇和乙醇中。
在醇溶液中TiCl 3能与NaOCH 3和NaOC 2H 5反应,生成相应的烷氧基钛:TiCl 3+3NaOCH 3=Ti(OCH 3)3+3NaCl TiCl 3+3NaOC 2H 5=Ti(OC 2H 5)3+3NaClC .制取方法无水的三氯化钛是用各种还原剂还原TiCl 4而制得的,如在500~800℃下用氢还原制TiCl 3,反应为:2TiCl 4+H 2=2TiCl 3+2HCl 。
但是,这个反应是可逆的,如果不断排出反应产物则还原反应便容易进行。
也可用其他金属还原剂控制适宜的反应条件还原TiCl 4制取TiCl 3,如:TiCl 4+Na −−→−℃270TiCl 3+NaCl 2TiCl 4+Mg −−→−℃4002TiCl 3+MgCl 2 3TiCl 4+Ti −−−→−℃600~4004TiCl 3 3TiCl 4+Al −−→−>℃1363TiCl 3+AlCl 3 三氯化钛的水溶液,可在氢气气氛或惰性气体保护下由金属钛溶于盐而制得。
4. 四氯化钛A .物理性质常温下四氯化钛是无色透明液体,在空气中冒白烟,具有强烈的刺激性气味。
TiCl 4分子是正四面体结构,钛原子位于正四面体的中心,顶端为氯原子。
Ti —Cl 间距为0.291nm ,Cl—Cl 间距为0.358nm 。
TiCl 4呈单分子存在,偶极距为零,不导电。
TiCl 4不能离解为Ti 4+离子,在含有Cl —离子的溶液中可形成[TiCl 6]2—配阴离子,这说明TiCl 4是共价键化台物。
四氯化钛固体是白色晶体,属于单斜晶系,其主要物理参数为:晶格常数:a=0.97nm,b=0.648nm,c=0.975nm,β=102°40’。
熔点:—23.2℃,沸点:135.9℃,液体蒸发热:54.5—0.048T(kJ/mol),临界温度:365℃,临界压力:4.57MPa,临界密度:0.565g/cm3固体密度:2.06g/cm3,液体密度ρ(g/cm3)与温度的关系式为:ρ=1.7588-1.591×10-3t-9.8×10-7t 2(21.8~135.9℃)(5)或ρ=1.7606-1.69×10-3T-7.3×10-7T 2-2×10-9T 3(21.8~135.9℃)(6)液体黏度η(Pa·s)与温度的关系式为:η=0.1/(98.64+1.101T) (7)膨胀系数:9.5×10-4K-1(273 K),9.7×10-4K-1(293 K),热导率:0.085W/(m·K)(293K),0.0928W/(m·K)(323K),0.108W/(m·K)(373K),0.116W/(m·K)(409K),磁化率:-2.87×10-7,折射指数:1.61(293 K),介电常数:2.83(273 K),2.73(297 K),比热容c(J/(m·K))P与温度的关系式为:c=142.65+8.703×10-3T-0.163×105T2(298 ~409K)(8)液体:Pc=107.08+0. 4723×10-3T-10.542×105T -2(298 ~2000K)(9)气体:Pc=252.6+142.9×10-3T+8.717×105T -2-1.622×107T -3(298~409K)(10)Pc=106.55+1.005T-9.88T-2(409 ~2500K)(11)P液体蒸气压p(Pa)与温度的关系式:lg p=27.254-5.788lg T-2.919×103T -1(409~2500K)(12)液体TiCl4的其他主要物理性质列于表2。