Хлори́д тита́на(IV) ( тетрахлори́д титана, четырёххло́ристый тита́н ) — бинарное соединение титана и хлора с формулой ${\displaystyle {\ce {TiCl4}}}$ . Обладает ковалентной полярной связью. При нормальных условиях — бесцветная подвижная прозрачная ядовитая жидкость , дымящая на воздухе .

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
• 365 °C, критическое давление 5,01 МПа

Химические свойства

Гидролизуется водой и водяным паром с выделением хлористого водорода и образованием оксидов и оксихлоридов титана. На этой реакции основано применение хлорида титана(IV) на флоте в качестве образователя дымовой завесы. Способен присоединять NH ₃ , ароматические соединения , простые эфиры .

${\displaystyle {\mathsf {TiCl_{4}+2H_{2}O\rightarrow TiO_{2}+4HCl\uparrow }}}$

Выше 500—600 °C окисляется О ₂ воздуха до ТiO ₂ , в присутствии паров воды образуются также TiOCl ₂ , Ti ₂ O ₃ Cl ₂ .

Бурно реагирует с водой с получением ТiO ₂ · n Н ₂ О , в качестве промежуточных продуктов образуются гидрат TiCl ₄ ·5H ₂ O и Ti(OH) _n Cl _{4− n} · x H ₂ O. Растворим в этаноле и диэтиловом эфире .

При очень медленном добавлении воды с тщательным перемешиванием и охлаждением можно получить устойчивые концентрированные растворы TiCl ₄ .

С парами воды при 300—400 °C даёт ТiO ₂ .

Восстанавливается водородом Н ₂ и активными металлами до TiCl ₂ и TiCl ₃ , затем до Ti .

В TiCl ₄ растворим хлор Сl ₂ (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-синего раствора .

С разбавленной серной кислотой H ₂ SO ₄ образует TiOSO ₄ , с концентрированной H ₂ SO ₄ образует TiCl ₂ SO ₄ .

Получение

Тетрахлорид титана можно получить взаимодействием диоксида титана с хлором в присутствии восстановителя ( углерода ):

${\displaystyle {\mathsf {TiO_{2}+2Cl_{2}+C\rightarrow TiCl_{4}+CO_{2}\uparrow }}}$

Для получения TiCl ₄ высокой чистоты используют ректификацию и адсорбцию примесей на силикагеле .

В промышленности хлорид титана(IV) производится в процессе , который предусматривает обработку титановой руды хлором. Реакция ильменита (FeTiO ₃ ) с хлором и углеродом (в виде кокса ) происходит при температуре 900 °C:

${\displaystyle {\mathsf {2FeTiO_{3}+7Cl_{2}+6C\longrightarrow 2TiCl_{4}+2FeCl_{3}+6CO\uparrow }}}$

После хлорирования полученный тетрахлорид титана очищают фильтрованием, гидролизом с помощью увлажнённого NaCl (удаление As ), восстановлением медью , алюминием или сероводородом H ₂ S (удаление ванадия , серы , хрома , органики), дистилляцией и ректификацией .

Применение

Используют TiCl ₄ для получения титана , оксида титана , катализаторов (для полимеризации этилена и пропилена , для алкилирования ароматических углеводородов и др.) и как дымообразователь.

Также применяется:

• в производстве губчатого титана ;
• в производстве пигмента — титановых белил;
• в качестве катализатора в химической промышленности (см. Катализаторы Циглера — Натта ).

Токсичность

Тетрахлорид титана токсичен при вдыхании паров и воздействии на кожу, поражает слизистые оболочки рта и верхних дыхательных путей, а также роговицы глаз. Вызывает ожоги кожи и бронхит . ПДК паров 1 мг/м ³ .

Примечания

Литература

• Фёдоров П. И. Титана хлориды // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. Н. С. Зефиров . — М. : Большая Российская энциклопедия , 1995. — Т. 4: Полимерные — Трипсин. — С. 595—596. — 639 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8 .