Хлорид титана(IV)

Хлорид титана(IV)
Titan(IV)-chlorid.svg
Общие
Хим. формула	TiCl4
Физические свойства
Состояние	бесцветная дымящая жидкость
Молярная масса	189.71 г/моль
Плотность	1.726 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	-24.8 °C
Т. кип.	136,4 °C
Т. всп.	негорюч °C
Энтальпия образования	-804,16 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде	реагирует с водой, образуя TiO2 и HCl
Растворимость в	растворим в этаноле
Структура
Кристаллическая структура	тетраэдрическая
Дипольный момент	0 Д
Классификация
Рег. номер CAS	7550-45-0
Рег. номер EC	231-441-9
RTECS	XR1925000
Номер ООН	1838
Безопасность
Токсичность	0 3 2
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Хлорид титана(IV) (тетрахлорид титана, титан четыреххлористый, тетрахлортитан) — бесцветная подвижная прозрачная жидкость, дымящая на воздухе. Химическая формула — TiCl₄.

Физические свойства

• Температура кипения: 136,4 °C
• Температура плавления: −24,1 °C
• Относительная плотность (вода = 1): 1,7
• Растворимость в воде — реагирует
• Давление паров, кПа при 21,3 °C: 1,3
• Относительная плотность пара (воздух = 1): 6,5

Химические свойства

Гидролизуется в воде. Способен присоединять NH₃, ароматические соединения, простые эфиры. Выше 500—600 °C окисляется О₂ воздуха до ТiO₂, в присутствии паров воды образуются также оксихлориды TiOCl₂, Ti₂O₃Cl₂. Бурно реагирует с водой с получением ТiO₂·nН₂О, в качестве промежуточных продуктов образуются гидрат TiCl₄·5H₂O и гидроксохлориды Ti(OH)_nCl_4-n·xH₂O. Растворим в этаноле и диэтиловом эфире. С парами воды при 300—400 °C даёт ТiO₂. Восстанавливается водородом Н₂ и активными металлами до TiCl₂ и TiCl₃, затем до Ti. В TiCl₄ растворим хлор Сl₂ (7,6 % по массе при 20 °C), незначительно растворим хлороводород НСl. Смешивается во всех соотношениях с жидким НСl, а также с хлоридами Sn, С, Si. Растворим в соляной кислоте при пропускании газообразного НСl с получением ярко-жёлтого раствора гексахлортитановой кислоты (H₂TiCl₆). С разбавленной серной кислотой H₂SO₄ образует TiOSO₄, с концентрированной H₂SO₄ образует TiCl₂SO₄.

Получение

При очень медленном добавлении воды с тщательным перемешиванием и охлаждением можно получить устойчивые концентрированные растворы TiCl4. Для получения TiCl₄ высокой чистоты используют ректификацию и адсорбцию примесей на силикагеле. Очищают тетрахлорид титана фильтрованием, гидролизом с помощью увлажнённого NaCl (удаление As), восстановлением медью, алюминием или сероводородом H₂S (удаление ванадия, серы, хрома, органических соединений), дистилляцией и ректификацией.

Также тетрахлорид титана можно получить, проделав следующие реакции:

<math>\mathsf{TiO_2 + 2Cl_2 + C\rightarrow TiCl_4 + CO_2}</math>

Хлорид титана(IV) производится в процессе хлорирования, который предусматривает обработку руды титана. Как правило, реакция ильменита (FeTiO₃) с углеродом происходит под хлором при температуре 900 °C. Примеси удаляются путём дистилляции:

<math>\mathsf{2FeTiO_3+7Cl_2+6C \longrightarrow 2TiCl_4+2FeCl_3+6CO}</math>

Применение

Используют TiCl₄ для получения титана, оксида TiO₂, катализаторов (где происходит полимеризация этилена и пропилена, алкилирование ароматических углеводородов и др.) и как дымообразователь. Тетрахлорид титана применяется:

• в производстве губчатого титана, пигментного диоксида титана;
• в качестве катализатора в химической промышленности (см. Катализаторы Циглера — Натта).

Литература

• Зефиров Н.С. и др. т.4 Пол-Три // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1995. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5-85270-092-4.

Отрывок, характеризующий Хлорид титана(IV)

Князь Василий замолчал, и щеки его начинали нервически подергиваться то на одну, то на другую сторону, придавая его лицу неприятное выражение, какое никогда не показывалось на лице князя Василия, когда он бывал в гостиных. Глаза его тоже были не такие, как всегда: то они смотрели нагло шутливо, то испуганно оглядывались.
Княжна, своими сухими, худыми руками придерживая на коленях собачку, внимательно смотрела в глаза князю Василию; но видно было, что она не прервет молчания вопросом, хотя бы ей пришлось молчать до утра.
– Вот видите ли, моя милая княжна и кузина, Катерина Семеновна, – продолжал князь Василий, видимо, не без внутренней борьбы приступая к продолжению своей речи, – в такие минуты, как теперь, обо всём надо подумать. Надо подумать о будущем, о вас… Я вас всех люблю, как своих детей, ты это знаешь.
Княжна так же тускло и неподвижно смотрела на него.
– Наконец, надо подумать и о моем семействе, – сердито отталкивая от себя столик и не глядя на нее, продолжал князь Василий, – ты знаешь, Катишь, что вы, три сестры Мамонтовы, да еще моя жена, мы одни прямые наследники графа. Знаю, знаю, как тебе тяжело говорить и думать о таких вещах. И мне не легче; но, друг мой, мне шестой десяток, надо быть ко всему готовым. Ты знаешь ли, что я послал за Пьером, и что граф, прямо указывая на его портрет, требовал его к себе?
Князь Василий вопросительно посмотрел на княжну, но не мог понять, соображала ли она то, что он ей сказал, или просто смотрела на него…
– Я об одном не перестаю молить Бога, mon cousin, – отвечала она, – чтоб он помиловал его и дал бы его прекрасной душе спокойно покинуть эту…
– Да, это так, – нетерпеливо продолжал князь Василий, потирая лысину и опять с злобой придвигая к себе отодвинутый столик, – но, наконец…наконец дело в том, ты сама знаешь, что прошлою зимой граф написал завещание, по которому он всё имение, помимо прямых наследников и нас, отдавал Пьеру.
– Мало ли он писал завещаний! – спокойно сказала княжна. – Но Пьеру он не мог завещать. Пьер незаконный.
– Ma chere, – сказал вдруг князь Василий, прижав к себе столик, оживившись и начав говорить скорей, – но что, ежели письмо написано государю, и граф просит усыновить Пьера? Понимаешь, по заслугам графа его просьба будет уважена…
Княжна улыбнулась, как улыбаются люди, которые думают что знают дело больше, чем те, с кем разговаривают.
– Я тебе скажу больше, – продолжал князь Василий, хватая ее за руку, – письмо было написано, хотя и не отослано, и государь знал о нем. Вопрос только в том, уничтожено ли оно, или нет. Ежели нет, то как скоро всё кончится , – князь Василий вздохнул, давая этим понять, что он разумел под словами всё кончится , – и вскроют бумаги графа, завещание с письмом будет передано государю, и просьба его, наверно, будет уважена. Пьер, как законный сын, получит всё.
– А наша часть? – спросила княжна, иронически улыбаясь так, как будто всё, но только не это, могло случиться.
– Mais, ma pauvre Catiche, c'est clair, comme le jour. [Но, моя дорогая Катишь, это ясно, как день.] Он один тогда законный наследник всего, а вы не получите ни вот этого. Ты должна знать, моя милая, были ли написаны завещание и письмо, и уничтожены ли они. И ежели почему нибудь они забыты, то ты должна знать, где они, и найти их, потому что…
– Этого только недоставало! – перебила его княжна, сардонически улыбаясь и не изменяя выражения глаз. – Я женщина; по вашему мы все глупы; но я настолько знаю, что незаконный сын не может наследовать… Un batard, [Незаконный,] – прибавила она, полагая этим переводом окончательно показать князю его неосновательность.
– Как ты не понимаешь, наконец, Катишь! Ты так умна: как ты не понимаешь, – ежели граф написал письмо государю, в котором просит его признать сына законным, стало быть, Пьер уж будет не Пьер, а граф Безухой, и тогда он по завещанию получит всё? И ежели завещание с письмом не уничтожены, то тебе, кроме утешения, что ты была добродетельна et tout ce qui s'en suit, [и всего, что отсюда вытекает,] ничего не останется. Это верно.
– Я знаю, что завещание написано; но знаю тоже, что оно недействительно, и вы меня, кажется, считаете за совершенную дуру, mon cousin, – сказала княжна с тем выражением, с которым говорят женщины, полагающие, что они сказали нечто остроумное и оскорбительное.
– Милая ты моя княжна Катерина Семеновна, – нетерпеливо заговорил князь Василий. – Я пришел к тебе не за тем, чтобы пикироваться с тобой, а за тем, чтобы как с родной, хорошею, доброю, истинною родной, поговорить о твоих же интересах. Я тебе говорю десятый раз, что ежели письмо к государю и завещание в пользу Пьера есть в бумагах графа, то ты, моя голубушка, и с сестрами, не наследница. Ежели ты мне не веришь, то поверь людям знающим: я сейчас говорил с Дмитрием Онуфриичем (это был адвокат дома), он то же сказал.