Η ανακάλυψη του TiO 2 έγινε σχεδόν ταυτόχρονα και ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο από τον Άγγλο W. Gregor και τον Γερμανό χημικό M. G. Klaproth. Ο W. Gregor, μελετώντας τη σύνθεση της μαγνητικής σιδηρούχας άμμου (Creed, Cornwall, England, 1789), απομόνωσε μια νέα «γη» (οξείδιο) ενός άγνωστου μετάλλου, την οποία ονόμασε menaken. Το 1795, ο Γερμανός χημικός Klaproth ανακάλυψε ένα νέο στοιχείο στο ορυκτό ρουτίλιο και το ονόμασε τιτάνιο· αργότερα διαπίστωσε ότι το ρουτίλιο και η μενακέν γη είναι οξείδια του ίδιου στοιχείου. Το πρώτο δείγμα μετάλλου τιτανίου ελήφθη το 1825 από τον J. Ya. Berzelius. Ένα καθαρό δείγμα Ti ελήφθη από τους Ολλανδούς A. van Arkel και I. de Boer το 1925 με θερμική αποσύνθεση ατμών ιωδιούχου τιτανίου TiI 4
Φυσικές ιδιότητες:
Το τιτάνιο είναι ένα ελαφρύ ασημί-λευκό μέταλλο. Πλαστικό, συγκολλήσιμο σε αδρανή ατμόσφαιρα.
Έχει υψηλό ιξώδες και, κατά τη μηχανική κατεργασία, είναι επιρρεπές στο να κολλάει στο εργαλείο κοπής και επομένως απαιτεί την εφαρμογή ειδικών επιστρώσεων στο εργαλείο και διάφορα λιπαντικά.
Χημικές ιδιότητες:
Σε συνηθισμένες θερμοκρασίες καλύπτεται με ένα προστατευτικό παθητικό φιλμ οξειδίου και είναι ανθεκτικό στη διάβρωση, αλλά όταν συνθλίβεται σε σκόνη καίγεται στον αέρα. Η σκόνη τιτανίου μπορεί να εκραγεί (σημείο ανάφλεξης 400°C). Όταν θερμαίνεται στον αέρα στους 1200°C, το τιτάνιο καίγεται με το σχηματισμό φάσεων οξειδίου μεταβλητής σύνθεσης TiOx.
Το τιτάνιο είναι ανθεκτικό σε αραιά διαλύματα πολλών οξέων και αλκαλίων (εκτός από HF, H 3 PO 4 και συμπυκνωμένο H 2 SO 4), ωστόσο, αντιδρά εύκολα ακόμη και με ασθενή οξέα παρουσία συμπλοκοποιητικών παραγόντων, για παράδειγμα, με υδροφθορικό οξύ HF σχηματίζει ένα σύνθετο ανιόν 2-.
Όταν θερμαίνεται, το τιτάνιο αλληλεπιδρά με τα αλογόνα. Με άζωτο πάνω από 400°C, το τιτάνιο σχηματίζει νιτρίδιο TiN x (x=0,58-1,00). Όταν το τιτάνιο αλληλεπιδρά με τον άνθρακα, σχηματίζεται καρβίδιο του τιτανίου TiC x (x=0,49-1,00).
Το τιτάνιο απορροφά το υδρογόνο, σχηματίζοντας ενώσεις μεταβλητής σύνθεσης TiHx. Όταν θερμαίνονται, αυτά τα υδρίδια αποσυντίθενται, απελευθερώνοντας Η2.
Το τιτάνιο σχηματίζει κράματα με πολλά μέταλλα.
Στις ενώσεις, το τιτάνιο εμφανίζει καταστάσεις οξείδωσης +2, +3 και +4. Η πιο σταθερή κατάσταση οξείδωσης είναι +4.
Οι πιο σημαντικές συνδέσεις:
Διοξείδιο τιτανίου, TiO 2 . Λευκή σκόνη, κίτρινη όταν θερμαίνεται, πυκνότητα 3,9-4,25 g/cm 3 . Αμφοτερικός. Σε πυκνό H 2 SO 4 διαλύεται μόνο με παρατεταμένη θέρμανση. Όταν συντήκεται με σόδα Na 2 CO 3 ή ποτάσα K 2 CO 3, το οξείδιο TiO 2 σχηματίζει τιτανικά:
TiO 2 + K 2 CO 3 = K 2 TiO 3 + CO 2
Υδροξείδιο του τιτανίου (IV)., TiO(OH) 2 *xH 2 O, καταβυθίζεται από διαλύματα αλάτων τιτανίου· με προσεκτική φρύξη του, λαμβάνεται οξείδιο TiO 2. Το υδροξείδιο του τιτανίου (IV) είναι αμφοτερικό.
Τετραχλωριούχο τιτάνιο, το TiCl 4 , υπό κανονικές συνθήκες, είναι ένα κιτρινωπό υγρό που αναθυμιάζεται έντονα στον αέρα, γεγονός που εξηγείται από την ισχυρή υδρόλυση του TiCl 4 από υδρατμούς και το σχηματισμό μικροσκοπικών σταγονιδίων HCl και ενός εναιωρήματος υδροξειδίου του τιτανίου. Το βραστό νερό υδρολύεται σε τιτανικό οξύ(??). Το χλωριούχο τιτάνιο(IV) χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό προϊόντων προσθήκης, για παράδειγμα TiCl 4 *6NH 3, TiCl 4 *8NH 3, TiCl 4 *PCl 3, κ.λπ. Όταν το χλωριούχο τιτάνιο (IV) διαλύεται σε HCl, σχηματίζεται σύμπλοκο οξύ Η2, το οποίο είναι άγνωστο στην ελεύθερη κατάσταση. Τα άλατά του Me 2 κρυσταλλώνουν καλά και είναι σταθερά στον αέρα.
Με την αναγωγή του TiCl 4 με υδρογόνο, αλουμίνιο, πυρίτιο και άλλους ισχυρούς αναγωγικούς παράγοντες, λαμβάνονται τριχλωριούχο τιτάνιο και διχλωριούχο TiCl 3 και TiCl 2 - στερεές ουσίες με ισχυρές αναγωγικές ιδιότητες.
Νιτρίδιο τιτανίου- αντιπροσωπεύει τη διάμεση φάση με μια ευρεία περιοχή ομοιογένειας, κρυστάλλους με κυβικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη. Παρασκευή - νίτρωση τιτανίου στους 1200 °C ή άλλες μέθοδοι. Χρησιμοποιείται ως ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό για τη δημιουργία ανθεκτικών στη φθορά επιστρώσεων.
Εφαρμογή:
Με τη μορφή κραμάτων.Το μέταλλο χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία (αντιδραστήρες, αγωγοί, αντλίες), ελαφρά κράματα και οστεοπροσθέσεις. Είναι το πιο σημαντικό δομικό υλικό στα αεροσκάφη, τους πυραύλους και τη ναυπηγική.
Το τιτάνιο είναι ένα πρόσθετο κραμάτων σε ορισμένες ποιότητες χάλυβα.
Η νιτινόλη (νικέλιο-τιτάνιο) είναι ένα κράμα με μνήμη σχήματος, που χρησιμοποιείται στην ιατρική και την τεχνολογία.
Τα αλουμινίδια του τιτανίου είναι πολύ ανθεκτικά στην οξείδωση και στη θερμότητα, γεγονός που με τη σειρά του καθόρισε τη χρήση τους στην αεροπορία και την κατασκευή αυτοκινήτων ως δομικά υλικά.
Με τη μορφή συνδέσεωνΤο λευκό διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται σε χρώματα (για παράδειγμα, λευκό τιτανίου), καθώς και στην παραγωγή χαρτιού και πλαστικών. Πρόσθετο τροφίμων Ε171.
Οι οργανο-τιτανικές ενώσεις (π.χ. τετραβουτοξυτιτάνιο) χρησιμοποιούνται ως καταλύτης και σκληρυντικό στη χημική βιομηχανία και στη βιομηχανία χρωμάτων και βερνικιών.
Οι ανόργανες ενώσεις τιτανίου χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες χημικών ηλεκτρονικών και υαλοβάμβακα ως πρόσθετα.
Matigorov A.V.
HF Tyumen State University
Το ζιρκόνιο και το άφνιο σχηματίζουν ενώσεις σε κατάσταση οξείδωσης +4· το τιτάνιο είναι επίσης ικανό να σχηματίζει ενώσεις σε κατάσταση οξείδωσης +3.
Ενώσεις με κατάσταση οξείδωσης +3. Οι ενώσεις τιτανίου (III) λαμβάνονται με αναγωγή των ενώσεων τιτανίου (IV). Για παράδειγμα:
1200 ºС 650 ºС
2TiO 2 + H 2 ¾® Ti 2 O 3 + H 2 O; 2TiCl 4 + H 2 ¾® 2TiCl 3 + 2HCl
Οι ενώσεις του τιτανίου (III) έχουν μοβ χρώμα. Το οξείδιο του τιτανίου είναι πρακτικά αδιάλυτο στο νερό και παρουσιάζει βασικές ιδιότητες. Οξείδια, χλωριούχα, άλατα Ti 3+ - ισχυροί αναγωγικοί παράγοντες:
4Ti +3 Cl 3 + O 2 + 2H 2 O = 4Ti +4 OCl 2 + 4HCl
Για τις ενώσεις τιτανίου (III), είναι δυνατές αντιδράσεις δυσαναλογίας:
2Ti +3 Cl 3 (t) ¾® Ti +4 Cl 4 (g) + Ti +2 Cl 2 (t)
Με περαιτέρω θέρμανση, το χλωριούχο τιτάνιο (II) είναι επίσης δυσανάλογα:
2Ti +2 Cl 2 (t) = Ti 0 (t) + Ti +4 Cl 4 (g)
Ενώσεις με κατάσταση οξείδωσης +4.Τα οξείδια του τιτανίου (IV), του ζιρκονίου (IV) και του αφνίου (IV) είναι πυρίμαχες, χημικά μάλλον αδρανείς ουσίες. Εμφανίζουν τις ιδιότητες των αμφοτερικών οξειδίων: αντιδρούν αργά με οξέα κατά τη διάρκεια παρατεταμένου βρασμού και αλληλεπιδρούν με τα αλκάλια κατά τη σύντηξη:
TiO 2 + 2H 2 SO 4 = Ti(SO 4) 2 + 2H 2 O;
TiO 2 + 2NaOH = Na 2 TiO 3 + H 2 O
Το οξείδιο του τιτανίου TiO 2 χρησιμοποιείται ευρέως· χρησιμοποιείται ως πληρωτικό στην παραγωγή χρωμάτων, καουτσούκ και πλαστικών. Το οξείδιο του ζιρκονίου ZrO 2 χρησιμοποιείται για την κατασκευή πυρίμαχων χωνευτηρίων και πλακών.
ΥδροξείδιαΤο τιτάνιο (IV), το ζιρκόνιο (IV) και το άφνιο (IV) είναι άμορφες ενώσεις μεταβλητής σύνθεσης - EO 2 ×nH 2 O. Οι πρόσφατα ληφθείσες ουσίες είναι αρκετά αντιδραστικές και διαλύονται σε οξέα, το υδροξείδιο του τιτανίου είναι επίσης διαλυτό σε αλκάλια. Τα γηρασμένα ιζήματα είναι εξαιρετικά αδρανή.
Χαλίδες(χλωρίδια, βρωμίδια και ιωδίδια) Τα Ti(IV), Zr(IV) και Hf(IV) έχουν μοριακή δομή, είναι πτητικά και δραστικά και υδρολύονται εύκολα. Όταν θερμαίνονται, τα ιωδίδια αποσυντίθενται για να σχηματίσουν μέταλλα, τα οποία χρησιμοποιούνται για τη λήψη μετάλλων υψηλής καθαρότητας. Για παράδειγμα:
TiI 4 = Ti + 2I 2
Τα φθορίδια του τιτανίου, του ζιρκονίου και του αφνίου είναι πολυμερή και χαμηλής αντίδρασης.
ΆλαταΤα στοιχεία της υποομάδας του τιτανίου στην κατάσταση οξείδωσης +4 είναι λίγα σε αριθμό και υδρολυτικά ασταθή. Συνήθως, όταν τα οξείδια ή τα υδροξείδια αντιδρούν με οξέα, δεν σχηματίζονται ενδιάμεσα άλατα, αλλά οξο- ή υδροξο-παράγωγα. Για παράδειγμα:
TiO 2 + 2H 2 SO 4 = TiOSO 4 + H 2 O; Ti(OH) 4 + 2HCl = TiOCl 2 + H 2 O
Έχει περιγραφεί μεγάλος αριθμός ανιονικών συμπλοκών τιτανίου, ζιρκονίου και αφνίου. Οι πιο σταθερές σε διαλύματα και που σχηματίζονται εύκολα είναι οι ενώσεις φθορίου:
EO2 + 6HF = H2 [EF6] + 2H2O; EF 4 + 2KF = K 2 [EF 6 ]
Το τιτάνιο και τα ανάλογά του χαρακτηρίζονται από ενώσεις συντονισμού στις οποίες ο ρόλος του συνδέτη παίζει το ανιόν υπεροξειδίου:
E(SO 4) 2 + H 2 O 2 = H 2 [E(O 2) (SO 4) 2 ]
Στην περίπτωση αυτή, διαλύματα ενώσεων τιτανίου (IV) αποκτούν ένα κίτρινο-πορτοκαλί χρώμα, το οποίο καθιστά δυνατή την αναλυτική ανίχνευση κατιόντων τιτανίου (IV) και υπεροξειδίου του υδρογόνου.
Τα υδρίδια (EN 2), τα καρβίδια (ES), τα νιτρίδια (EN), τα πυριτικά (ESi 2) και τα βορίδια (EV, EV 2) είναι ενώσεις μεταβλητής σύνθεσης, που μοιάζουν με μέταλλα. Οι δυαδικές ενώσεις έχουν πολύτιμες ιδιότητες, γεγονός που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία. Για παράδειγμα, ένα κράμα 20% HfC και 80% TiC είναι ένα από τα πιο πυρίμαχα, σ.τ. 4400 ºС.
Σε υψηλές θερμοκρασίες, το τιτάνιο συνδυάζεται με αλογόνα, οξυγόνο, θείο, άζωτο και άλλα στοιχεία. Αυτή είναι η βάση για τη χρήση κραμάτων τιτανίου με σίδηρο ( φερροτιτάνιο) ως πρόσθετο στον χάλυβα. Το τιτάνιο συνδυάζεται με το άζωτο και το οξυγόνο που υπάρχουν στον τηγμένο χάλυβα και έτσι εμποδίζει την απελευθέρωση του τελευταίου όταν ο χάλυβας στερεοποιείται - η χύτευση είναι ομοιογενής και δεν περιέχει κενά.
Όταν συνδυάζεται με άνθρακα, το τιτάνιο σχηματίζει καρβίδιο. Από καρβίδια τιτανίου και βολφραμίου με την προσθήκη κοβαλτίου, λαμβάνονται κράματα που είναι κοντά στο διαμάντι σε σκληρότητα.
Διοξείδιο τιτανίουΤο TiO 2 είναι μια λευκή, πυρίμαχη ουσία, αδιάλυτη στο νερό και σε αραιά οξέα. Αυτό είναι ένα αμφοτερικό οξείδιο, αλλά τόσο οι βασικές όσο και οι όξινες ιδιότητές του εκφράζονται ασθενώς.
Βρίσκεται στη φύση ως ρουτίλιο(κυβικό σύστημα), λιγότερο συχνά στη μορφή ανατάση(τετραγωνικό σύστημα) και brookite(ρομβικό σύστημα). Στο ρουτίλιο, κάθε ιόν Ti 4+ περιβάλλεται από έξι ιόντα O 2- και κάθε ιόν O 2- περιβάλλεται από τρία ιόντα Ti 4+. Στις άλλες δύο κρυσταλλικές μορφές, οι άμεσοι γείτονες των ιόντων είναι οι ίδιοι.
Το απολύτως καθαρό διοξείδιο του τιτανίου είναι άχρωμο. Στη φύση, είναι συνήθως μολυσμένο με οξείδια του σιδήρου και ως εκ τούτου είναι χρωματισμένο.
Εντελώς αδιάλυτο σε νερό και αραιά οξέα. Σε θερμό πυκνό θειικό οξύ διαλύεται αργά με τον πιθανό σχηματισμό θειώδες τιτάνιο Ti(SO 4) 2, το οποίο όμως δεν μπορεί να απομονωθεί σε καθαρή μορφή λόγω της ευκολίας μετάβασής του λόγω της υδρόλυσης σε θειώδες τιτανύλιο(TiO)SO4. Αυτό το άλας, διαλυτό σε κρύο νερό, υδρολύεται επίσης όταν θερμαίνεται για να σχηματίσει H 2 SO 4 και ενυδατωμένο διοξείδιο του τιτανίου, το λεγόμενο γ-τιτάνιοή μετατιτανικό οξύ. Η ευκολία με την οποία λαμβάνει χώρα αυτή η υδρόλυση δείχνει τις αδύναμες βασικές ιδιότητες του υδροξειδίου του τιτανίου. Το θειικό τιτάνιο δίνει, με θειικά αλκαλιμέταλλα (τα οποία προστίθενται στο θειικό οξύ που χρησιμοποιείται για τη διάλυση του διοξειδίου του τιτανίου), διπλά άλατα, για παράδειγμα K2, τα οποία είναι πιο ανθεκτικά στην υδρόλυση από τα απλά θειικά.
Υδροξείδια και ανθρακικά αλκαλικών μετάλλων καθιζάνουν ζελατινώδες ένυδρο διοξείδιο του τιτανίου από θειικά διαλύματα στο κρύο, τα λεγόμενα L-τιτανικό οξύ, το οποίο διαφέρει από το β-τιτανικό οξύ ως προς την υψηλότερη αντιδραστικότητα του (για παράδειγμα, το β-τιτανικό οξύ διαλύεται σε αλκάλια στα οποία το β-τιτανικό οξύ είναι αδιάλυτο). Το τετρασθενές υδροξείδιο του τιτανίου, ή το ίδιο το τιτανικό οξύ Ti(OH) 4, δεν μπορεί να απομονωθεί, σε αυτό είναι παρόμοιο με τα οξέα πυριτίου και κασσιτέρου. Τα L- και β-τιτανικά οξέα, τα οποία είναι περισσότερο ή λιγότερο αφυδατωμένα παράγωγα του υδροξειδίου του τιτανίου (IV), είναι απολύτως συγκρίσιμα με τα β- και β-κασσιτερικά οξέα.
Ένα ουδέτερο ή οξινισμένο διάλυμα θειικού τιτανυλίου, καθώς και άλλων αλάτων τιτανίου, έχει σκούρο πορτοκαλί χρώμα με υπεροξείδιο του υδρογόνου (αντίδραση ανίχνευσης υπεροξειδίου του υδρογόνου). Η αμμωνία καθιζάνει από αυτά τα διαλύματα υπεροξοτιτανικό οξύΤο H 4 TiO 5 έχει χρώμα κίτρινο-καφέ, με τύπο Ti(OH) 3 O-OH.
Το TiO 2 χρησιμοποιείται στην κατασκευή πυρίμαχων υαλοπινάκων, γυαλιού, σμάλτου, ανθεκτικών στη θερμότητα εργαστηριακών υαλοπινάκων, καθώς και για την παρασκευή λευκής λαδομπογιά με υψηλή καλυπτική ικανότητα ( λευκό τιτανίου).
Με τη σύντηξη του TiO 2 με το BaCO 3 παίρνει κανείς τιτανικό βάριο BaTiO3. Αυτό το αλάτι έχει πολύ υψηλή διηλεκτρική σταθερά και, επιπλέον, έχει την ικανότητα να παραμορφώνεται υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου. Οι κρύσταλλοι τιτανικού βαρίου χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικούς πυκνωτές υψηλής χωρητικότητας και μικρού μεγέθους, σε εξοπλισμό υπερήχων, σε συσκευές λήψης ήχου και σε υδροακουστικές συσκευές.
Χλωριούχο τιτάνιο(IV) Το TiCl 4, που λαμβάνεται με τον ίδιο τρόπο όπως το SiCl 4, είναι ένα άχρωμο υγρό με σημείο βρασμού 136°C και σημείο τήξης -32°C, υδρολύεται με νερό για να σχηματίσει TiO2 και 4HCl. Με τα αλογονίδια αλκαλιμετάλλων, το χλωριούχο τιτάνιο(IV) δίνει διπλά χλωρίδια που περιέχουν ένα ιόν 2-συμπλοκών. Φθοριούχο τιτάνιο(IV) Το TiF 4 απομονώνεται με τη μορφή λευκής σκόνης με σημείο τήξης 284°C. Επίσης, υδρολύεται εύκολα και σχηματίζεται με HF εξαφθοροτιτάνιο(IV) οξύ H 2 TiF 6, παρόμοιο με το εξαφθοροπυριτικό οξύ.
Ανυδρος χλωριούχο τιτάνιο(III) Το TiCl 3 λαμβάνεται με τη μορφή μωβ σκόνης περνώντας ατμό TiCl 4 μαζί με H 2 μέσω ενός χάλκινου σωλήνα που θερμαίνεται στους 700°C περίπου. Με τη μορφή υδατικού διαλύματος (μωβ χρώμα), λαμβάνεται με αναγωγή του TiCl 4 σε υδροχλωρικό οξύ με τη βοήθεια ψευδαργύρου ή ηλεκτρολυτικά. Λαμβάνεται επίσης θειικό τιτάνιο (III). Κρυσταλλώνεται από υδατικό διάλυμα χλωριούχου τιτανίου (III). βιολετί εξαένυδρο TiCl3;6H2O.
Χλωριούχο τιτάνιο(II) Το TiCl 2, βαμμένο μαύρο, λαμβάνεται με θερμική αποσύνθεση του TiCl 3 στους 700°C σε ατμόσφαιρα υδρογόνου:
Ένα άχρωμο υδατικό διάλυμα αυτού του χλωριδίου οξειδώνεται γρήγορα στον αέρα και πρώτα γίνεται μωβ και μετά γίνεται ξανά άχρωμο λόγω του σχηματισμού πρώτα μιας ένωσης Ti(III) και στη συνέχεια μιας ένωσης Ti(IV).
Καρβονιτρίδια τιτανίου, οξυκαρβίδια και οξυνιτρίδια.Διαπιστώθηκε ότι η φύση της εξάρτησης της διάλυσης των πυρίμαχων διάμεσων φάσεων (TIPs) - καρβίδια τιτανίου, νιτρίδια και οξείδια - από τη σύνθεση συσχετίζεται με μια αλλαγή στον βαθμό μεταλλικότητας των δεσμών Ti-Ti στο TiC-TiN-TiO σειρά, δηλαδή: με αύξηση του βαθμού μεταλλικότητας των φάσεων προς αυτή την κατεύθυνση μειώνεται η χημική τους αντίσταση σε HCl και H 2 SO 4 και στο HNO 3 αυξάνεται. Δεδομένου ότι τα καρβίδια, τα νιτρίδια και το μονοξείδιο του τιτανίου χαρακτηρίζονται από πλήρη αμοιβαία διαλυτότητα, μπορεί κανείς να αναμένει ότι ένα παρόμοιο σχέδιο θα εμφανιστεί όταν τα στερεά τους διαλύματα αλληλεπιδράσουν με οξέα.
Ωστόσο, οι πληροφορίες που είναι διαθέσιμες στη βιβλιογραφία σχετικά με την εξάρτηση του βαθμού διάλυσης του TiC x O y και του TiN x O y από τη σύνθεση σε ανόργανα οξέα δεν συμφωνούν καλά με αυτήν την υπόθεση. Έτσι, η διαλυτότητα του TiC x O y (κλάσμα<56 мкм) в конц. HCl отсутствует вообще (20ўЄC, 6 ч и 100ўЄС, 3 ч), а в H 2 SO 4 - отсутствует при 20ўЄC (6 ч), но монотонно возрастает от 3% (TiC 0.30 O 0.78) до 10% (TiC 0.86 O 0.12) при 100ўЄC (3 ч). Степень растворения TiC x O y (фракция 15-20 мкм) в 92%-ной H 2 SO 4 (100ўЄC, 1 ч), напротив, уменьшается с ростом содержания углерода от 16% (TiC 0.34 O 0.66) до 2%(TiC 0.78 O 0.22). Степень растворения TiC x O y в конц. HCl (ρε= 1,19 g/cm) υπό τις ίδιες συνθήκες φτάνει το 1-2%, χωρίς ωστόσο να φανερώνει κάποια εξάρτηση από τη σύνθεση της φάσης. Ο βαθμός διάλυσης του TiN x O y σε συμπ. Το HNO 3 είναι χαμηλό (2,5-3,0%) και δεν εξαρτάται από τη σύνθεση του οξυνιτριδίου (20°C, 6 ώρες). Από την άλλη πλευρά, ο βαθμός διάλυσης του TiN x O y στο HNO 3 υπό τις ίδιες συνθήκες ποικίλλει εντός πολύ ευρέων ορίων: από 98% για TiC 0,88 O 0,13 έως 4,5% για TiC 0,11 O 0,82. Είναι δύσκολο να πούμε οτιδήποτε με βεβαιότητα σχετικά με τη φύση της σχέσης μεταξύ του βαθμού διάλυσης και της σύνθεσης του ανθρακικού τιτανίου σε υδροχλωρικό και θειικό οξύ. Ο βαθμός διάλυσης του TiC x O y σε HCl είναι πολύ χαμηλός (0,3%) και δεν εξαρτάται από τη σύσταση του καρβονιτριδίου (60°C, 6 ώρες). Ωστόσο, στο τέλος H 2 SO 4 είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερο (3,0-6,5%) και χαρακτηρίζεται από ένα ελάχιστο (2%) για δείγμα σύνθεσης TiC 0,67 O 0,26.
Τα πειραματικά δεδομένα που ελήφθησαν μας επιτρέπουν να υποστηρίξουμε ότι η φύση της εξάρτησης της διάλυσης των TiC x N y, TiC x O y και TiN x O y από τη σύνθεση σε HCl, H 2 SO 4 και HNO 3 είναι αρκετά σαφής και Επιπλέον, παρόμοια με εκείνη που είχε καθοριστεί προηγουμένως για τα TiC x, TiN x και TiOx. Αυτό σημαίνει ότι οι λόγοι για την ποιοτικά διαφορετική συμπεριφορά αυτών των εξαρτήσεων σε HCl και H2SO4, αφενός, και σε HNO3, από την άλλη, θα πρέπει να είναι κοινοί σε όλες τις μελετημένες ενώσεις του συστήματος TI-C-N-O, δηλ. καθορίζεται από το βαθμό μεταλλικότητας του δεσμού Ti-Ti και την ικανότητα παθητικοποίησης των προϊόντων αλληλεπίδρασης που προκύπτουν.
Τιτανικό λίθιο Και ψευδάργυροςΤα Li 2 ZnTi 3 O 8 και Li 2 Zn 3 Ti 4 O 12 έχουν κυβική δομή σπινελίου με διαφορετική κατανομή κατιόντων στις θέσεις. Έχει διαπιστωθεί ότι αυτές οι ενώσεις είναι στερεοί ηλεκτρολύτες που αγωγίζουν το λίθιο. Στο Li 2 ZnTi 3 O 8, τα κατιόντα λιθίου και τιτανίου ταξινομούνται σε οκταεδρικές θέσεις σε αναλογία 1:3, τα μισά από τα άτομα λιθίου και ψευδαργύρου κατανέμονται στατιστικά σε τετραεδρικές θέσεις: (Li 0,5 Zn 0,5)O 4 . Ο κρυσταλλικός χημικός τύπος του Li 2 Zn 3 Ti 4 O 12 μπορεί να γραφεί ως (Zn)O 4 . Με βάση την ανάλυση των φασμάτων IR και Raman, προτείνεται μια διαφορετική μέθοδος για την κατανομή των ατόμων λιθίου και ψευδαργύρου στη δομή αυτών των σπινελών: το λίθιο έχει τετραεδρικό συντονισμό και ο ψευδάργυρος και το τιτάνιο έχουν οκταεδρικό συντονισμό. Σημειώθηκε επίσης μια ισχυρή παραμόρφωση των οκτάεδρων TiO 6: για παράδειγμα, στο Li 2 Zn 3 Ti 4 O 12 το περιβάλλον των ιόντων Ti 4+ είναι κοντά σε πέντε συντονισμούς. Η χαμηλή ιοντική αγωγιμότητα αυτών των τιτανικών σε υψηλές θερμοκρασίες εξηγείται από τον τετραεδρικό συντονισμό των ατόμων λιθίου.
Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα των σπινελών αλογονιδίου Li 2 MX 4 (M=Mg 2+ ,Mn 2+ ,Fe 2+ ; X=Cl - ,Br -) διαπιστώθηκε ότι η κατιονική σύνθεση και η κατανομή των ατόμων λιθίου στις θέσεις έχει ισχυρή επίδραση στην ηλεκτρική αγωγιμότητα. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν κοινές ακμές μεταξύ των πανομοιότυπων κατιονικών θέσεων στη δομή της σπονδυλικής στήλης, πολλές διαφορετικές θέσεις εμπλέκονται στη μεταφορά ιόντων. Παρατηρήθηκαν υψηλές τιμές ιοντικής αγωγιμότητας στα χλωριούχα σπινέλια ως αποτέλεσμα της διαταραχής της δομής των ενώσεων που σχετίζονται με τη μετάβαση των ατόμων λιθίου σε υψηλές θερμοκρασίες από τετραεδρικές θέσεις 8 ΕΝΑγια να ελευθερωθούν οκταεδρικές θέσεις 16 Με. Σε αυτή την περίπτωση, η δομή του σπινελίου μετατράπηκε σε δομή τύπου NaCl. Μια ενημερωτική μέθοδος για τη μελέτη της διαταραχής της δομής των χλωριούχων σπινελών ήταν η μελέτη των φασμάτων Raman των ενώσεων σε υψηλές θερμοκρασίες.
Γενικά χαρακτηριστικά. Ιστορία της ανακάλυψης
Το τιτάνιο, Ti, είναι χημικό στοιχείο της ομάδας IV του περιοδικού πίνακα στοιχείων του D. I. Mendeleev. Αύξων αριθμός 22, ατομικό βάρος 47,90. Αποτελείται από 5 σταθερά ισότοπα. έχουν επίσης ληφθεί τεχνητά ραδιενεργά ισότοπα.
Το 1791, ο Άγγλος χημικός W. Gregor βρήκε μια νέα «γη» στην άμμο από την πόλη Menakan (Αγγλία, Κορνουάλη), την οποία ονόμασε menakan. Το 1795, ο Γερμανός χημικός M. Clairot ανακάλυψε μια άγνωστη ακόμη γη στο ορυκτό ρουτίλιο, το μέταλλο του οποίου ονόμασε Τιτάνα [στα ελληνικά. μυθολογία, οι Τιτάνες είναι τα παιδιά του Ουρανού (Ουρανός) και της Γαίας (Γης)]. Το 1797, ο Klaproth απέδειξε την ταυτότητα αυτής της γης με εκείνη που ανακάλυψε ο W. Gregor. Το καθαρό τιτάνιο απομονώθηκε το 1910 από τον Αμερικανό χημικό Hunter με αναγωγή τετραχλωριούχου τιτανίου με νάτριο σε μια σιδερένια βόμβα.
Όντας στη φύση
Το τιτάνιο είναι ένα από τα πιο κοινά στοιχεία στη φύση· η περιεκτικότητά του στον φλοιό της γης είναι 0,6% (κατά βάρος). Βρίσκεται κυρίως με τη μορφή του διοξειδίου του TiO 2 ή των ενώσεων του - τιτανικών. Είναι γνωστά πάνω από 60 ορυκτά που περιέχουν τιτάνιο, ενώ βρίσκεται επίσης στο έδαφος, τους ζωικούς και φυτικούς οργανισμούς. Ιλμενίτης FeTiO 3 και ρουτίλιοΤο TiO 2 χρησιμεύει ως η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή τιτανίου. Οι σκωρίες τήξης γίνονται σημαντικές ως πηγή τιτανίου. τιτανιομαγνητίτεςκαι ιλμενίτης.
ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
Το τιτάνιο υπάρχει σε δύο καταστάσεις: άμορφο - σκούρο γκρι σκόνη, πυκνότητα 3,392-3,395 g/cm 3, και κρυσταλλικό, πυκνότητα 4,5 g/cm 3. Για το κρυσταλλικό τιτάνιο, είναι γνωστές δύο τροποποιήσεις με σημείο μετάβασης στις 885° (κάτω από 885° ένα σταθερό εξαγωνικό σχήμα, πάνω - ένα κυβικό). t° pl περίπου 1680°; t° kip πάνω από 3000°. Το τιτάνιο απορροφά ενεργά αέρια (υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο), τα οποία το καθιστούν πολύ εύθραυστο. Το τεχνικό μέταλλο μπορεί να μορφοποιηθεί εν θερμώ. Το απολύτως καθαρό μέταλλο μπορεί να τυλιχτεί στο κρύο. Στον αέρα σε συνηθισμένες θερμοκρασίες, το τιτάνιο δεν αλλάζει· όταν θερμαίνεται, σχηματίζει ένα μείγμα οξειδίου Ti 2 O 3 και νιτριδίου TiN. Σε ένα ρεύμα οξυγόνου σε κόκκινη θερμότητα οξειδώνεται σε διοξείδιο TiO 2. Σε υψηλές θερμοκρασίες αντιδρά με άνθρακα, πυρίτιο, φώσφορο, θείο κ.λπ. Ανθεκτικό στο θαλασσινό νερό, το νιτρικό οξύ, το υγρό χλώριο, τα οργανικά οξέα και τα ισχυρά αλκάλια. Διαλύεται σε θειικό, υδροχλωρικό και υδροφθορικό οξύ, το καλύτερο από όλα σε ένα μείγμα HF και HNO 3. Η προσθήκη ενός οξειδωτικού παράγοντα στα οξέα προστατεύει το μέταλλο από τη διάβρωση σε θερμοκρασία δωματίου. Τα τετρασθενή αλογονίδια τιτανίου, με εξαίρεση το TiCl 4, είναι κρυσταλλικά σώματα, εύτηκτα και πτητικά σε υδατικό διάλυμα, υδρολυμένα, επιρρεπή στο σχηματισμό πολύπλοκων ενώσεων, εκ των οποίων το φθοροτιτανικό κάλιο K 2 TiF 6 είναι σημαντικό στην τεχνολογία και την αναλυτική πρακτική. Το καρβίδιο TiC και το νιτρίδιο TiN είναι σημαντικές ουσίες που μοιάζουν με μέταλλο, που χαρακτηρίζονται από υψηλή σκληρότητα (το καρβίδιο του τιτανίου είναι σκληρότερο από το καρβορούνδιο), ανθεκτικότητα (TiC, t° pl = 3140°, TiN, t° pl = 3200°) και καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Χημικό στοιχείο Νο 22. Τιτάνιο.
Ο ηλεκτρονικός τύπος του τιτανίου είναι: 1s 2 |2s 2 2p 6 |3s 2 3p 6 3d 2 |4s 2.
Ο αύξων αριθμός του τιτανίου στον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων D.I. Mendeleev - 22. Ο αριθμός του στοιχείου δείχνει το φορτίο της αυλής, επομένως το τιτάνιο έχει πυρηνικό φορτίο +22 και πυρηνική μάζα 47,87. Ο Τιτάν βρίσκεται στην τέταρτη περίοδο, σε δευτερεύουσα υποομάδα. Ο αριθμός περιόδου υποδεικνύει τον αριθμό των ηλεκτρονικών επιπέδων. Ο αριθμός της ομάδας δείχνει τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους. Η πλευρική υποομάδα δείχνει ότι το τιτάνιο ανήκει στα d-στοιχεία.
Το τιτάνιο έχει δύο ηλεκτρόνια σθένους στο τροχιακό s του εξωτερικού στρώματος και δύο ηλεκτρόνια σθένους στο τροχιακό d του εξωτερικού στρώματος.
Κβαντικοί αριθμοί για κάθε ηλεκτρόνιο σθένους:
Με αλογόνα και υδρογόνο, το Ti(IV) σχηματίζει ενώσεις του τύπου TiX 4, οι οποίες έχουν τύπο υβριδισμού sp 3 →q 4.
Το τιτάνιο είναι μέταλλο. Είναι το πρώτο στοιχείο της ομάδας d. Το πιο σταθερό και κοινό είναι το Ti +4. Υπάρχουν επίσης ενώσεις με χαμηλότερες καταστάσεις οξείδωσης - Ti 0, Ti -1, Ti +2, Ti +3, αλλά αυτές οι ενώσεις οξειδώνονται εύκολα από τον αέρα, το νερό ή άλλα αντιδραστήρια σε Ti +4. Η αφαίρεση τεσσάρων ηλεκτρονίων απαιτεί πολλή ενέργεια, επομένως το ιόν Ti +4 δεν υπάρχει στην πραγματικότητα και οι ενώσεις Ti(IV) συνήθως περιλαμβάνουν ομοιοπολικούς δεσμούς. Το Ti(IV) είναι παρόμοιο από ορισμένες απόψεις με τα στοιχεία Si, Ge, Sn και Pb, ιδιαίτερα το Sn.
Ιδιότητες ενώσεων τιτανίου.
Οξείδια τιτανίου:
Ti(IV) – TiO 2 – Διοξείδιο του τιτανίου. Έχει αμφοτερικό χαρακτήρα. Το πιο σταθερό και έχει τη μεγαλύτερη πρακτική σημασία.
Ti(III) – Ti 2 O 3 – οξείδιο του τιτανίου. Έχει βασικό χαρακτήρα. Είναι σταθερό σε διάλυμα και είναι ισχυρός αναγωγικός παράγοντας, όπως και άλλες ενώσεις Ti(III).
TI(II) – TiO 2 - Οξείδιο του τιτανίου. Έχει βασικό χαρακτήρα. Το λιγότερο σταθερό.
Το διοξείδιο του τιτανίου, TiO2, είναι μια ένωση τιτανίου με οξυγόνο, στην οποία το τιτάνιο είναι τετρασθενές. Λευκή σκόνη, κίτρινη όταν θερμαίνεται. Βρίσκεται στη φύση κυρίως με τη μορφή του ορυκτού ρουτιλίου, σε θερμοκρασία άνω των 1850°. Πυκνότητα 3,9 - 4,25 g/cm3. Πρακτικά αδιάλυτο σε αλκάλια και οξέα, με εξαίρεση το HF. Σε πυκνό H 2 SO 4 διαλύεται μόνο με παρατεταμένη θέρμανση. Όταν το διοξείδιο του τιτανίου συντήκεται με καυστικά ή ανθρακικά αλκάλια, σχηματίζονται τιτανικά άλατα, τα οποία υδρολύονται εύκολα στο κρύο για να σχηματίσουν ορθοτιτανικό οξύ (ή ένυδρο) Ti(OH) 4, το οποίο είναι εύκολα διαλυτό σε οξέα. Όταν στέκεται, μετατρέπεται σε μστατιτανοϊκό οξύ (μορφή), το οποίο έχει μικροκρυσταλλική δομή και είναι διαλυτό μόνο σε θερμό πυκνό θειικό και υδροφθορικό οξύ. Τα περισσότερα τιτανικά είναι πρακτικά αδιάλυτα στο νερό. Οι βασικές ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου είναι πιο έντονες από τις όξινες, αλλά τα άλατα στα οποία το τιτάνιο είναι κατιόν υδρολύονται επίσης σημαντικά με το σχηματισμό της δισθενούς τιτανυλικής ρίζας TiO 2 +. Το τελευταίο περιλαμβάνεται στη σύνθεση των αλάτων ως κατιόν (για παράδειγμα, θειικός τιτανυλεστέρας TiOSO 4 * 2H 2 O). Το διοξείδιο του τιτανίου είναι μια από τις πιο σημαντικές ενώσεις τιτανίου και χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή άλλων ενώσεων τιτανίου, καθώς και μερικώς μεταλλικού τιτανίου. Χρησιμοποιείται κυρίως ως ορυκτό χρώμα, επιπλέον ως πληρωτικό στην παραγωγή καουτσούκ και πλαστικών μετάλλων. Περιλαμβάνεται σε πυρίμαχα ποτήρια, γλάσες και μάζες πορσελάνης. Από αυτό κατασκευάζονται τεχνητοί πολύτιμοι λίθοι, άχρωμοι και έγχρωμοι.
Το διοξείδιο του τιτανίου είναι αδιάλυτο στο νερό και σε αραιά ανόργανα οξέα (εκτός από το υδροφθορικό οξύ) και σε αραιά αλκαλικά διαλύματα.
Διαλύεται αργά σε πυκνό θειικό οξύ:
TiO 2 + 2H 2 SO 4 = Ti(SO4) 2 + 2H 2 O
Με το υπεροξείδιο του υδρογόνου σχηματίζει το ορθοτιτανικό οξύ H4TiO4:
TiO 2 + 2H 2 O 2 = H 4 TiO 4
Σε πυκνά αλκαλικά διαλύματα:
TiO 2 + 2NaOH = Na 2 TiO 3 + H 2 O
Όταν θερμαίνονται, το διοξείδιο του τιτανίου και η αμμωνία σχηματίζουν νιτρίδιο τιτανίου:
2TiO 2 + 2NH 3 = 2TiN + 3H 2 O + O 2
Σε κορεσμένο διάλυμα διττανθρακικού καλίου:
TiO 2 + 2KHCO 3 = K 2 TiO 3 + H 2 O + 2CO 2
Όταν συντήκονται με οξείδια, υδροξείδια και ανθρακικά, σχηματίζονται τιτανικά και διπλά οξείδια:
TiO 2 + BaO = BaO∙TiO 2 (BaTiO 3)
TiO 2 + BaCO 3 = BaO∙TiO2 + CO 2 (BaTiO 3)
TiO 2 + Ba(OH) 2 = BaO∙TiO 2 (BaTiO 3)
Υδροξείδια τιτανίου:
H 2 TiO 3 – P.R. = 1,0∙10 -29
H 2 TiO 4 - P.R. = 3,6∙10 -17
TIO(OH) 2 - P.R. = 1,0∙10 -29
Ti(OH) 2 - P.R. = 1,0∙10 -35
Υδροξείδιο Ti(IV) - Ti(OH) 4 ή H 4 TiO 4 - ορθοτιτανικό οξύ προφανώς δεν υπάρχει καθόλου, και το ίζημα που κατακρημνίζεται όταν προστίθενται βάσεις σε διαλύματα αλάτων Ti(IV) είναι μια ένυδρη μορφή TiO 2 . Αυτή η ουσία διαλύεται σε πυκνά αλκάλια και από τέτοια διαλύματα μπορούν να απομονωθούν ενυδατωμένες τιτανικές ενώσεις του γενικού τύπου: M 2 TiO 3 ∙nH 2 O και M 2 Ti 2 O 5 ∙ nH 2 O.
Το τιτάνιο χαρακτηρίζεται από σχηματισμό συμπλόκου με τα αντίστοιχα υδραλογονικά οξέα και ιδιαίτερα με τα άλατά τους. Τα πιο χαρακτηριστικά είναι τα σύνθετα παράγωγα με τον γενικό τύπο Me 2 TiG 6 (όπου το Me είναι μονοσθενές μέταλλο). Κρυσταλλώνονται καλά και υφίστανται υδρόλυση πολύ λιγότερο από τα αρχικά αλογονίδια TiG 4. Αυτό δείχνει τη σταθερότητα των συμπλόκων ιόντων TiG 6 στο διάλυμα.
Το χρώμα των παραγώγων τιτανίου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη φύση του αλογόνου που περιέχουν:
Η σταθερότητα των αλάτων των σύνθετων οξέων του τύπου H 2 EG 6, γενικά, αυξάνεται στη σειρά Ti-Zr-Hf και μειώνεται στη σειρά αλογόνου F-Cl-Br-I.
Τα παράγωγα τρισθενών στοιχείων είναι λίγο πολύ χαρακτηριστικά μόνο του τιτανίου. Το σκούρο μωβ οξείδιο Ti 2 O 3 (mp 1820 °C) μπορεί να ληφθεί με φρύξη του TiO 2 στους 1200 °C σε ρεύμα υδρογόνου. Το Blue Ti 2 O 3 σχηματίζεται ως ενδιάμεσο προϊόν στους 700-1000 ° C.
Το Ti 2 O 3 είναι πρακτικά αδιάλυτο στο νερό. Το υδροξείδιο του σχηματίζεται με τη μορφή σκούρου καφέ ιζήματος όταν τα αλκάλια δρουν σε διαλύματα τρισθενών αλάτων τιτανίου. Αρχίζει να κατακρημνίζεται από όξινα διαλύματα σε pH = 4, έχει μόνο βασικές ιδιότητες και δεν διαλύεται σε περίσσεια αλκαλίων. Ωστόσο, οι μεταλλικοί τιτανίτες (Li, Na, Mg, Mn) που παράγονται από HTiO 2 λήφθηκαν ξηροί. Είναι επίσης γνωστό το μπλε-μαύρο «τιτάνιο μπρούτζο» της σύνθεσης Na0.2TiO 2.
Το υδροξείδιο του τιτανίου (III) οξειδώνεται εύκολα από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Εάν δεν υπάρχουν άλλες ουσίες ικανές για οξείδωση στο διάλυμα, σχηματίζεται υπεροξείδιο του υδρογόνου ταυτόχρονα με την οξείδωση του Ti(OH) 3. Παρουσία Ca(OH) 2 (δέσμευση H 2 O 2), η αντίδραση προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση:
2Ti(OH) 3 + O 2 + 2H 2 O = 2Ti(OH) 4 + H 2 O 2
Νιτρικά άλατα Ti(OH) 3 ανάγεται σε αμμωνία.
Η μωβ σκόνη TiCl 3 μπορεί να ληφθεί περνώντας ένα μείγμα ατμού TiCl 4 με περίσσεια υδρογόνου μέσω ενός σωλήνα που έχει θερμανθεί στους 650 °C. Η θέρμανση προκαλεί την εξάχνωσή του (με τον μερικό σχηματισμό των μορίων του διμερούς Ti 2 Cl 6) και στη συνέχεια τη διάσπαση σύμφωνα με το σχήμα:
2TiCl 3 = TiCl 4 + TiCl 2
Είναι ενδιαφέρον ότι ακόμη και υπό κανονικές συνθήκες, το τετραχλωριούχο τιτάνιο ανάγεται σταδιακά από μεταλλικό χαλκό, σχηματίζοντας μια μαύρη ένωση της σύνθεσης CuTiCl 4 (δηλαδή CuCl·TiCl 3).
Το τριχλωριούχο τιτάνιο σχηματίζεται επίσης από τη δράση του υδρογόνου στο TiCl 4 τη στιγμή της απελευθέρωσης (Zn + οξύ). Σε αυτή την περίπτωση, το άχρωμο διάλυμα γίνεται μωβ, χαρακτηριστικό των ιόντων Ti 3+ και μπορεί να απομονωθεί από αυτό ένας ένυδρος κρυστάλλος της σύνθεσης TiCl 3 ·6H 2 O. Είναι επίσης γνωστός ένας χαμηλής σταθερότητας πράσινος κρυσταλλικός ένυδρος της ίδιας σύνθεσης , απελευθερώνεται από διάλυμα TiCl 3 κορεσμένο με HCl. Η δομή και των δύο μορφών, καθώς και παρόμοιων ένυδρων κρυστάλλων του CrCl 3, αντιστοιχεί στους τύπους Cl 3 και Cl 2H 2 O. Όταν στέκεται σε ανοιχτό δοχείο, το διάλυμα TiCl 3 αποχρωματίζεται σταδιακά λόγω της οξείδωσης του Ti 3+ σε Ti 4+ από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο σύμφωνα με την αντίδραση:
4TiCl 3 + O 2 + 2H 2 O = 4TiOCl 2 + 4HCl.
Το ιόν Ti3+ είναι ένας από τους πολύ λίγους αναγωγικούς παράγοντες που μειώνουν αρκετά γρήγορα (σε όξινο περιβάλλον) τα υπερχλωρικά σε χλωρίδια. Παρουσία πλατίνας, το Ti 3+ οξειδώνεται με νερό (με την απελευθέρωση υδρογόνου).
Το άνυδρο Ti 2 (SO 4) 3 έχει πράσινο χρώμα. Είναι αδιάλυτο στο νερό και το διάλυμά του σε αραιό θειικό οξύ έχει το ιώδες χρώμα που συνηθίζεται για τα άλατα Ti 3+. Από το τρισθενές θειικό τιτάνιο παράγονται σύμπλοκα άλατα, κυρίως των τύπων Me·12H 2 O (όπου Me είναι Cs ή Rb) και Me (με μεταβλητή περιεκτικότητα σε νερό κρυστάλλωσης ανάλογα με τη φύση του κατιόντος).
Η θερμότητα σχηματισμού του TiO (mp 1750 °C) είναι 518 kJ/mol. Λαμβάνεται με τη μορφή μιας χρυσοκίτρινης συμπαγούς μάζας με θέρμανση ενός συμπιεσμένου μίγματος TiO 2 + Ti σε κενό στους 1700 °C. Ένας ενδιαφέρον τρόπος σχηματισμού του είναι η θερμική αποσύνθεση (σε υψηλό κενό στους 1000 °C) του τιτανυλονιτριλίου. Παρόμοιο σε εμφάνιση με το μέταλλο, το σκούρο καφέ TiS λαμβάνεται με φρύξη του TiS 2 σε ρεύμα υδρογόνου (αρχικά, σχηματίζονται θειούχα ενδιάμεσης σύνθεσης, ιδιαίτερα Ti 2 S 3). Είναι επίσης γνωστά τα TiSe, TiTe και πυριτοκτόνο της σύνθεσης Ti 2 Si.
Όλα τα TiG 2 σχηματίζονται με θέρμανση των αντίστοιχων αλογονιδίων TiG 3 χωρίς πρόσβαση αέρα λόγω της αποσύνθεσής τους σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:
2TiG 3 = TiG 4 + TiG 2
Σε ελαφρώς υψηλότερες θερμοκρασίες, τα ίδια τα αλογονίδια TiG 2 υφίστανται παραμόρφωση σύμφωνα με το σχήμα: 2TiG 2 = TiG 4 + Ti
Το διχλωριούχο τιτάνιο μπορεί επίσης να ληφθεί με αναγωγή του TiCl4 με υδρογόνο στους 700 °C. Είναι πολύ διαλυτό στο νερό (και στην αλκοόλη), και με υγρή αμμωνία δίνει γκρίζα αμμωνία TiCl 2 4NH 3 . Ένα διάλυμα TiCl 2 μπορεί να παρασκευαστεί με αναγωγή του TiCl 4 με αμάλγαμα νατρίου. Ως αποτέλεσμα της οξείδωσης από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, το άχρωμο διάλυμα TiCl 2 γίνεται γρήγορα καφέ, μετά γίνεται ιώδες (Ti 3+) και, τέλος, αποχρωματίζεται ξανά (Ti 4+). Το μαύρο ίζημα του Ti(OH) 2 που λαμβάνεται από τη δράση του αλκαλίου σε ένα διάλυμα TiCl 2 οξειδώνεται εξαιρετικά εύκολα.
Υδροξείδιο του τιτανίου (II).- ανόργανη ένωση υδροξείδιο μετάλλου τιτανίου με τύπο Ti(OH) 2, μαύρη σκόνη, αδιάλυτη στο νερό.
Παραλαβή
- Επεξεργασία διαλυμάτων αλογονιδίων δισθενούς τιτανίου με αλκάλια:
Φυσικές ιδιότητες
Το υδροξείδιο του τιτανίου(II) σχηματίζει ένα μαύρο ίζημα που σταδιακά γίνεται ελαφρύτερο λόγω αποσύνθεσης.
Χημικές ιδιότητες
- Αποσυντίθεται όταν αποθηκεύεται παρουσία νερού:
Γράψτε μια κριτική για το άρθρο "Titanium(II) hydroxide"
Βιβλιογραφία
- Χημική Εγκυκλοπαίδεια / Συντακτική Επιτροπή: Knunyants I.L. και άλλοι - Μ.: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια, 1995. - Τ. 4. - 639 σελ. - ISBN 5-82270-092-4.
- Chemist's Handbook / Συντακτική Επιτροπή: Nikolsky B.P. και άλλα - 3η έκδ., αναθ. - L.: Chemistry, 1971. - T. 2. - 1168 p.
- Ripan R., Ceteanu I.Ανόργανη χημεία. Χημεία μετάλλων. - M.: Mir, 1972. - T. 2. - 871 p.
|
||||||
| Αυτό είναι ένα προσχέδιο άρθρου για την ανόργανη ύλη. Μπορείτε να βοηθήσετε το έργο προσθέτοντας σε αυτό. |
Απόσπασμα που χαρακτηρίζει το υδροξείδιο του τιτανίου(ΙΙ).
Η ομορφιά πήγε στη θεία της, αλλά η Άννα Παβλόβνα κρατούσε ακόμα τον Πιέρ κοντά της, φαίνοντας σαν να είχε μια τελευταία απαραίτητη παραγγελία να κάνει.– Δεν είναι καταπληκτική; - είπε στον Πιέρ, δείχνοντας τη μαγευτική ομορφιά που πλέει μακριά. - Et quelle tenue! [Και πώς κρατιέται!] Για ένα τόσο νεαρό κορίτσι και τέτοιο τακτ, μια τέτοια αριστοτεχνική ικανότητα να συγκρατείται! Προέρχεται από την καρδιά! Ευτυχισμένος θα είναι αυτός του οποίου θα είναι! Μαζί της, ο πιο αντικοσμικός σύζυγος θα καταλάβει άθελά της την πιο λαμπρή θέση στον κόσμο. Δεν είναι? Ήθελα απλώς να μάθω τη γνώμη σου», και η Άννα Παβλόβνα απελευθέρωσε τον Πιέρ.
Ο Pierre απάντησε ειλικρινά στην Anna Pavlovna καταφατικά στην ερώτησή της σχετικά με την τέχνη της Ελένης να κρατιέται. Αν σκεφτόταν ποτέ την Ελένη, σκεφτόταν συγκεκριμένα την ομορφιά της και την ασυνήθιστη ήρεμη ικανότητά της να είναι σιωπηλά άξια στον κόσμο.
Η θεία δέχτηκε δύο νέους στη γωνιά της, αλλά φαινόταν ότι ήθελε να κρύψει τη λατρεία της για την Ελένη και ήθελε να εκφράσει περισσότερο τον φόβο της για την Άννα Παβλόβνα. Κοίταξε την ανιψιά της, σαν να ρωτούσε τι έπρεπε να κάνει με αυτούς τους ανθρώπους. Απομακρυνόμενη από αυτούς, η Άννα Παβλόβνα άγγιξε ξανά το μανίκι του Πιέρ με το δάχτυλό της και είπε:
- J"espere, que vous ne direz plus qu"on s"ennuie chez moi, [ελπίζω να μην πεις άλλη φορά ότι βαρέθηκα] - και κοίταξε την Ελένη.
Η Έλεν χαμογέλασε με μια έκφραση που έλεγε ότι δεν παραδέχεται την πιθανότητα να τη δει κανείς και να μην την θαυμάζουν. Η θεία καθάρισε το λαιμό της, κατάπιε τα σάλια της και είπε στα γαλλικά ότι χάρηκε πολύ που είδε την Ελένη. μετά στράφηκε στον Πιέρ με τον ίδιο χαιρετισμό και με την ίδια αντίληψη. Στη μέση μιας βαρετής και παραπάτησης συνομιλίας, η Ελένη κοίταξε πίσω στον Πιέρ και του χαμογέλασε με αυτό το καθαρό, όμορφο χαμόγελο με το οποίο χαμογέλασε σε όλους. Ο Πιερ ήταν τόσο συνηθισμένος σε αυτό το χαμόγελο, που εξέφραζε τόσο λίγα γι 'αυτόν που δεν του έδωσε καμία σημασία. Η θεία μιλούσε εκείνη τη στιγμή για τη συλλογή από ταμπακιάκια που είχε ο αείμνηστος πατέρας του Πιέρ, ο Κόμης Μπεζούχι, και έδειξε το ταμπακιέρα της. Η πριγκίπισσα Ελένη ζήτησε να δει το πορτρέτο του συζύγου της θείας της, που ήταν φτιαγμένο σε αυτό το ταμπακιέρα.
«Αυτό μάλλον έγινε από τον Vines», είπε ο Pierre, ονομάζοντας τον διάσημο μινιατούρα, σκύβοντας στο τραπέζι για να πάρει ένα ταμπακιέρα και ακούγοντας τη συζήτηση σε ένα άλλο τραπέζι.
Σηκώθηκε όρθιος θέλοντας να γυρίσει, αλλά η θεία έδωσε το ταμπακιέρα ακριβώς απέναντι στην Έλεν, πίσω της. Η Έλεν έγειρε μπροστά για να κάνει χώρο και κοίταξε πίσω, χαμογελώντας. Ήταν, όπως πάντα τα βράδια, με ένα φόρεμα που ήταν πολύ ανοιχτό μπροστά και πίσω, σύμφωνα με τη μόδα εκείνης της εποχής. Το μπούστο της, που πάντα φαινόταν μαρμάρινο στον Πιέρ, βρισκόταν σε τόσο κοντινή απόσταση από τα μάτια του που με τα μυωπικά του μάτια διέκρινε άθελά του τη ζωντανή ομορφιά των ώμων και του λαιμού της και τόσο κοντά στα χείλη του που αναγκάστηκε να σκύψει λίγο. να την αγγίξει. Άκουσε τη ζεστασιά του κορμιού της, τη μυρωδιά του αρώματος και το τρίξιμο του κορσέ της καθώς κινούνταν. Δεν είδε τη μαρμάρινη ομορφιά της, που ήταν ένα με το φόρεμά της, είδε και ένιωσε όλη τη γοητεία του κορμιού της που το κάλυπταν μόνο ρούχα. Και, μόλις το είδε αυτό, δεν μπορούσε να δει διαφορετικά, όπως δεν μπορούμε να επιστρέψουμε σε μια εξαπάτηση που εξηγήθηκε κάποτε.
«Δηλαδή δεν έχετε προσέξει πόσο όμορφη είμαι μέχρι τώρα; – φάνηκε να λέει η Ελένη. «Έχεις παρατηρήσει ότι είμαι γυναίκα;» Ναι, είμαι μια γυναίκα που μπορεί να ανήκει σε οποιονδήποτε και σε σένα», είπε το βλέμμα της. Και εκείνη ακριβώς τη στιγμή ο Πιέρ ένιωσε ότι η Ελένη όχι μόνο μπορούσε, αλλά έπρεπε να είναι και η γυναίκα του, ότι δεν θα μπορούσε να είναι διαφορετικά.
Το ήξερε εκείνη τη στιγμή τόσο σίγουρα όσο θα το ήξερε όταν στεκόταν μαζί της κάτω από το διάδρομο. Όπως θα είναι; και πότε? δεν ήξερε? δεν ήξερε καν αν θα ήταν καλό (ακόμα και ένιωθε ότι δεν ήταν καλό για κάποιο λόγο), αλλά ήξερε ότι θα ήταν.
Ο Πιερ χαμήλωσε τα μάτια του, τα σήκωσε ξανά και ξανά ήθελε να τη δει σαν μια τόσο μακρινή, εξωγήινη ομορφιά όπως την έβλεπε κάθε μέρα πριν. αλλά δεν μπορούσε πια να το κάνει αυτό. Δεν μπορούσε, όπως ένα άτομο που είχε προηγουμένως κοιτάξει στην ομίχλη μια λεπίδα από ζιζάνια και είδε ένα δέντρο μέσα της, δεν μπορεί, αφού είδε τη λεπίδα του γρασιδιού, να δει ξανά ένα δέντρο μέσα της. Ήταν τρομερά κοντά του. Είχε ήδη εξουσία πάνω του. Και μεταξύ αυτού και της δεν υπήρχαν πια φραγμοί, παρά μόνο τα εμπόδια της δικής του θέλησης.
- Καλό, je vous laisse dans votre petit coin. Je vois, que vous y etes tres bien, [Εντάξει, θα σε αφήσω στη γωνιά σου. Βλέπω ότι νιώθεις καλά εκεί», είπε η φωνή της Άννας Παβλόβνα.
Και ο Πιερ, με το φόβο να θυμάται αν είχε κάνει κάτι κατακριτέο, κοκκινίζοντας, κοίταξε γύρω του. Του φαινόταν ότι όλοι γνώριζαν, όπως κι εκείνος, τι του συνέβη.
Μετά από λίγο, όταν πλησίασε τον μεγάλο κύκλο, η Άννα Παβλόβνα του είπε:
– On dit que vous embellissez votre maison de Petersbourg. [Λένε ότι στολίζεις το σπίτι σου στην Αγία Πετρούπολη.]
(Ήταν αλήθεια: ο αρχιτέκτονας είπε ότι το χρειαζόταν και ο Πιερ, χωρίς να ξέρει γιατί, διακοσμούσε το τεράστιο σπίτι του στην Αγία Πετρούπολη.)
"C"est bien, mais ne demenagez pas de chez le prince Vasile. Il est bon d"avoir un ami comme le prince", είπε, χαμογελώντας στον πρίγκιπα Βασίλι. - J"en sais quelque επέλεξε. N"est ce pas? [Αυτό είναι καλό, αλλά μην απομακρυνθείτε από τον Πρίγκιπα Βασίλι. Είναι καλό να έχεις έναν τέτοιο φίλο. Ξέρω κάτι για αυτό. Δεν είναι έτσι;] Και είσαι ακόμα τόσο νέος. Χρειάζεστε συμβουλές. Μην θυμώνεις μαζί μου που εκμεταλλεύομαι τα δικαιώματα των ηλικιωμένων γυναικών. «Σιώπησε, όπως οι γυναίκες μένουν πάντα σιωπηλές, περιμένοντας κάτι αφού πουν για τα χρόνια τους. – Αν παντρευτείς, τότε είναι άλλο θέμα. – Και τα συνδύασε σε ένα look. Ο Πιέρ δεν κοίταξε την Ελένη και δεν τον κοίταξε. Αλλά ήταν ακόμα τρομερά κοντά του. Μουρμούρισε κάτι και κοκκίνισε.
