Титан (III) гидроксид - органик бус нэгдэл, Ti(OH) 3 томьёотой титан металлын гидроксид, усанд уусдаггүй хүрэн ягаан тунадас.
Баримт
- Гурвалсан титаны давсны уусмалыг рН = 4 шүлтээр боловсруулснаар үүссэн:
texvcолдоогүй; Тохируулгын тусламжийг math/README-с харна уу.: \mathsf(TiCl_3 + 3NaOH \ \xrightarrow()\ Ti(OH)_3\downarrow + 3NaCl )
Илэрхийлэлийг задлан шинжлэх боломжгүй (Гүйцэтгэх боломжтой файл texvcолдоогүй; Тохируулгын тусламжийг math/README-с харна уу.: \mathsf(Ti_2(SO_4)_3 + 6KOH \ \xrightarrow()\ 2Ti(OH)_3\downarrow + 3K_2SO_4 )
Физик шинж чанар
Титан (III) гидроксид нь исэлдэлтийн улмаас аажмаар цагаан болж хувирдаг хүрэн ягаан тунадас үүсгэдэг.
Химийн шинж чанар
- Амархан исэлддэг:
texvcолдоогүй; Тохируулгын тусламжийг math/README-с харна уу.): \mathsf(4Ti(OH)_3 + O_2 + 2H_2O \ \xrightarrow()\ 4H_4TiO_4 )
"Титан (III) гидроксид" нийтлэлийн тойм бичих
Уран зохиол
- Химийн нэвтэрхий толь бичиг / Редакцийн зөвлөл: Кнунянц И.Л. болон бусад. - М.: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг, 1995. - T. 4. - 639 х. - ISBN 5-82270-092-4.
- Химичийн гарын авлага / Редакцийн зөвлөл: Никольский Б.П. болон бусад - 3-р хэвлэл, илч. - Л.: Хими, 1971. - T. 2. - 1168 х.
- Рипан Р., Четеану И. Органик бус хими. Металлын хими. - М.: Мир, 1972. - T. 2. - 871 х.
|
||||||
| Химийн шилэн эдлэл | Энэ бол органик бус бодисын тухай нийтлэлийн төсөл юм. Та төсөл дээр нэмж тусалж чадна. |
Титан (III) гидроксидын шинж чанарыг харуулсан ишлэл
Өрөөнд байсан номнууд яг л салхи шуурга шиг эргэлдэж, шалан дээр нийлэв. Энэ хачирхалтай хүний дотор хар салхи шуурч байгаа юм шиг санагдав. Гэвч дараа нь би бас уурлаж, аажуухан хэлэв:"Хэрэв та яг одоо тайвширахгүй бол би холбоо барихаа орхих болно, хэрэв энэ нь танд маш их таашаал өгөх юм бол чи ганцаараа бослого хийж болно."
Тэр хүн ихэд гайхсан боловч бага зэрэг "хөргөв". Ямар ч хүслээ “илэрхийлсэн” даруйд дуулгавартай дасдаггүй байсан бололтой. Би ийм төрлийн хүмүүст хэзээ ч дургүй байсан - тэр үед ч, насанд хүрсэн үедээ ч. Энэ тохиолдол шиг нас барсан хүнээс ирсэн ч гэсэн бүдүүлэг зан нь намайг үргэлж уурлуулдаг байсан...
Хүчирхийлсэн зочин маань тайвширсан бололтой, би түүнд туслах уу гэж илүү энгийн дуугаар асуув. Хэрэв тэр хэвийн байх болно гэж амласан бол би тийм гэж хэлсэн. Дараа нь тэр эхнэртэйгээ ярилцах нь зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд эхнэртээ "давж гарах" хүртэл (газар дээрээс) явахгүй гэж хэлэв. Нөхөр нь эхнэртээ маш их хайртай (түүнд хичнээн зэрлэг мэт санагдаж байсан ч) надад тийм ч их дургүй байсан ч туслахаар шийдсэн ийм сонголтуудын нэг гэж би гэнэн бодлоо. Маргааш намайг гэртээ байхгүй байхад эргэж ирнэ, би түүний төлөө чадах бүхнээ хийхийг хичээнэ гэж бид тохиролцсон.
Маргааш өглөө нь би түүний галзуу (би үүнийг өөр зүйл гэж нэрлэж чадахгүй) байгааг мэдэрсэн. Би түүнд гэр бүлийнхээ дунд шаардлагагүй асуулт гаргахгүйн тулд юмыг яаравчлахгүй, боломжтой бол гэрээсээ гарна гэсэн дохиог түүнд илгээсэн. Гэвч тийм байсангүй... Шинэ танил маань дахиад л тэсэхийн аргагүй болсон тул эхнэртэйгээ дахин ярилцах боломж түүнийг зүгээр л галзууруулсан бололтой. Дараа нь би бүх зүйлийг яаравчлан, аль болох хурдан түүнээс салахаар шийдсэн. Би ихэвчлэн хэнд ч туслахаас татгалзахгүй байхыг хичээдэг байсан тул энэ хачирхалтай, хачирхалтай зүйлээс татгалздаггүй байв. Би эмээдээ зугаалмаар байна гэж хэлээд хашаанд гарлаа.
"За, замаа хөтөл" гэж би хамтрагчдаа хэлэв.
Бид арав орчим минут алхсан. Түүний байшин бидэнтэй маш ойрхон зэрэгцээ гудамжинд байсан ч яагаад ч юм би энэ хүнийг огт санахгүй байсан ч бүх хөршүүдээ мэддэг юм шиг санагдав. Би түүнийг хэр удаан нас барсан гэж асуув. Тэр хэдийн арван жил болсон гэж хэлсэн (!!!) ... Энэ нь огт боломжгүй зүйл байсан бөгөөд миний бодлоор хэтэрхий эрт байсан!
"Гэхдээ чи яаж энд байж чадаж байна аа?" – гэж би гайхан асуув.
"Би чамд хэлсэн, би түүнтэй ярих хүртэл явахгүй!" гэж тэр ууртай хариулав.
Энд ямар нэг зүйл буруу байсан ч би юу болохыг олж мэдсэнгүй. Миний нас барсан "зочдоос" нэг нь ч ийм удаан дэлхий дээр байгаагүй. Магадгүй би буруу байсан, энэ нь хачин хүнЭхнэртээ маш их хайртай байсан тул түүнийг орхих шийдвэр гаргаж чадахгүй байсан уу?.. Хэдийгээр үнэнийг хэлэхэд яагаад ч юм би үүнд итгэхэд маш хэцүү байсан. Тэр үнэхээр "мөнхийн хайрын баатар" шиг харагдахгүй байсан ч гэсэн ... Бид байшинд ойртсон ... тэгтэл би гэнэт миний танихгүй хүн ичимхий болохыг мэдэрсэн.
- За, явах уу? - гэж би асуув.
"Чи миний нэрийг мэдэхгүй" гэж тэр бувтнав.
"Чи энэ талаар эхэндээ бодох ёстой байсан" гэж би хариулав.
Тэгтэл гэнэт миний ой санамжинд ямар нэгэн хаалга нээгдэх шиг болов - би эдгээр хөршүүдийн талаар мэддэг зүйлээ санав ...
Энэ бол хачин жигтэй зүйлээрээ нэлээд "алдартай" байшин байсан (миний бодлоор манай дүүрэгт зөвхөн би л итгэдэг байсан) байшин байсан. Эзэмшигч нь агаарт нисч буй биет, үзэг, сүнс гэх мэт "зэрлэг" түүхийг байнга ярьдаг байсан тул хөршүүд нь огт хэвийн биш байсан гэсэн цуу яриа байдаг. гэх мэт... (олон жилийн дараа үзсэн "Сүнс" кинонд ижил төстэй зүйлсийг маш сайн харуулсан).
Хөрш нь дөчин таван настай, нөхөр нь арав орчим жилийн өмнө нас барсан маш сайхан сэтгэлтэй эмэгтэй байв. Тэр цагаас хойш энэ бүх гайхалтай гайхамшгууд түүний гэрт эхэлсэн. Би түүн дээр хэд хэдэн удаа очиж, тэнд юу болж байгааг мэдэхийг хүсч байсан ч харамсалтай нь би ганцаарчилсан хөрштэйгээ ярилцаж чадаагүй юм. Тиймээс одоо би түүний хачин нөхрийн тэвчээргүй байдлыг бүрэн хуваалцаж, миний бодлын дагуу тэнд юу болох талаар урьдчилан таамаглаж, аль болох хурдан орох гэж яарав.
"Намайг Влад гэдэг" гэж миний хуучин хөрш хашгирав.
Би түүн рүү гайхсан харцаар харахад тэр маш их айж байгааг ойлгов... Гэхдээ би үүнийг тоохгүй байхаар шийдэн гэр лүүгээ орлоо. Зуухны дэргэд хөрш нь дэр хатгаж сууж байв. Би сайн уу гэж хэлээд яагаад энд ирснээ тайлбарлах гэж байтал тэр гэнэт хурдан:
- Хонгор минь, хурдан яваарай! Энд аюултай байж болно.
Хөөрхий эмэгтэй хагас үхтлээ айж, юунаас нь айгаад байгааг нь гэнэт ойлгов... Нөхрөө ирэхэд нь дандаа түүний байгаа байдлыг мэдэрдэг байсан бололтой!.. Тэгээд өмнө нь түүнд тохиолдож байсан бүх полтергейсийн илрэлүүд. түүний буруугаас болсон бололтой. Тиймээс түүний оршихуйг дахин мэдэрч, хөөрхий эмэгтэй намайг болзошгүй цочролоос "хамгаалахыг" хүссэн юм ... Би түүний гарыг зөөлхөн атган, аль болох зөөлөн хэлэв.
-Таны юунаас айж байгааг би мэднэ. Миний хэлэхийг сонс, тэгвэл энэ бүхэн үүрд дуусах болно.
Би түүнд өөрт минь ирж буй сүнснүүд болон тэдэнд хэрхэн туслахыг хичээж байгаагаа чадах чинээгээрээ тайлбарлахыг хичээсэн. Тэр надад итгэж байгааг би харсан ч яагаад ч юм надад харуулахаас айж байсан.
Циркон ба гафни нь +4 исэлдэлтийн төлөвт нэгдлүүд үүсгэдэг; титан нь +3 исэлдэлтийн төлөвт нэгдлүүд үүсгэх чадвартай.
Исэлдэлтийн төлөвтэй нэгдлүүд +3. Титан (III) нэгдлүүдийг титан (IV) нэгдлүүдийг ангижруулах замаар олж авдаг. Жишээ нь:
1200 ºС 650 ºС
2TiO 2 + H 2 ¾® Ti 2 O 3 + H 2 O; 2TiCl 4 + H 2 ¾® 2TiCl 3 + 2HCl
Титан (III) нэгдлүүд нь нил ягаан өнгөтэй. Титан исэл нь усанд бараг уусдаггүй бөгөөд үндсэн шинж чанарыг харуулдаг. Оксид, хлорид, Ti 3+ давс - хүчтэй бууруулагч бодисууд:
4Ti +3 Cl 3 + O 2 + 2H 2 O = 4Ti +4 OCl 2 + 4HCl
Титан (III) нэгдлүүдийн хувьд диспропорциональ урвал явагдах боломжтой:
2Ti +3 Cl 3 (t) ¾® Ti +4 Cl 4 (г) + Ti +2 Cl 2 (t)
Цаашид халаахад титан (II) хлорид нь мөн адил тэнцүү биш болно:
2Ti +2 Cl 2 (t) = Ti 0 (t) + Ti +4 Cl 4 (g)
Исэлдэлтийн төлөвтэй нэгдлүүд +4.Титан (IV), циркониум (IV) ба гафни (IV) оксид нь галд тэсвэртэй, химийн хувьд идэвхгүй бодис юм. Тэд амфотерийн ислийн шинж чанарыг харуулдаг: удаан хугацаагаар буцалгах үед хүчилтэй удаан урвалд орж, хайлуулах явцад шүлтүүдтэй харилцан үйлчилдэг.
TiO 2 + 2H 2 SO 4 = Ti(SO 4) 2 + 2H 2 O;
TiO 2 + 2NaOH = Na 2 TiO 3 + H 2 O
Титан исэл TiO 2 нь будаг, резин, хуванцар үйлдвэрлэхэд дүүргэгч болгон ашигладаг. Цирконийн оксид ZrO 2 нь галд тэсвэртэй тигель, хавтан үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.
Гидроксидтитан (IV), цирконий (IV) болон гафни (IV) нь хувьсах найрлагатай аморф нэгдлүүд - EO 2 × nH 2 O. Шинээр олж авсан бодисууд нь нэлээд идэвхтэй бөгөөд хүчилд уусдаг, титаны гидроксид нь шүлтлэгт уусдаг. Хуучин хурдас нь маш идэвхгүй байдаг.
Галидад(хлорид, бромид ба иодид) Ti(IV), Zr(IV) ба Hf(IV) нь молекулын бүтэцтэй, дэгдэмхий, урвалд ордог, амархан гидролизд ордог. Халаахад иодидууд задарч металл үүсгэдэг бөгөөд энэ нь метал үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг өндөр зэрэгтэйцэвэр байдал. Жишээ нь:
TiI 4 = Ti + 2I 2
Титан, циркони, гафни зэрэг фторидууд нь полимер, урвал багатай байдаг.
Давс+4 исэлдэлтийн төлөвт титаны дэд бүлгийн элементүүд нь цөөн тооны бөгөөд гидролизийн хувьд тогтворгүй байдаг. Ихэвчлэн исэл эсвэл гидроксид нь хүчилтэй урвалд ороход завсрын давс биш, харин оксо- эсвэл гидроксо деривативууд үүсдэг. Жишээ нь:
TiO 2 + 2H 2 SO 4 = TiOSO 4 + H 2 O; Ti(OH) 4 + 2HCl = TiOCl 2 + H 2 O
дүрсэлсэн их тоотитан, циркони, гафни зэрэг анионы цогцолборууд. Уусмал дахь хамгийн тогтвортой, амархан үүсдэг фторын нэгдлүүд:
EO 2 + 6HF = H 2 [EF 6 ] + 2H 2 O; EF 4 + 2KF = K 2 [EF 6 ]
Титан ба түүний аналогууд нь лигандын үүргийг хэт исэл анионоор гүйцэтгэдэг зохицуулалтын нэгдлээр тодорхойлогддог.
E(SO 4) 2 + H 2 O 2 = H 2 [E(O 2)(SO 4) 2 ]
Энэ тохиолдолд титан (IV) нэгдлүүдийн уусмал нь шар-улбар шар өнгөтэй болдог бөгөөд энэ нь титан (IV) катион ба устөрөгчийн хэт ислийг аналитик аргаар илрүүлэх боломжийг олгодог.
Гидрид (EN 2), карбид (ES), нитрид (EN), силицид (ESi 2) ба боридууд (EV, EV 2) нь металлтай төстэй хувьсах найрлагатай нэгдлүүд юм. Хоёртын нэгдлүүд нь үнэ цэнэтэй шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг технологид ашиглах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, 20% HfC, 80% TiC-ийн хайлш нь хамгийн галд тэсвэртэй, m.p. 4400 ºС.
6. Титаны нэгдлүүд
At өндөр температуртитан нь галоген, хүчилтөрөгч, хүхэр, азот болон бусад элементүүдтэй нийлдэг. Энэ нь титан-төмрийн хайлшийг (ферротитан) гангийн нэмэлт болгон ашиглах үндэс суурь юм. Титан нь хайлсан ган дахь азот, хүчилтөрөгчтэй нэгдэж, улмаар ган хатуурах үед сүүлчийнх нь ялгарахаас сэргийлдэг - цутгамал нь нэгэн төрлийн бөгөөд хоосон зайгүй байдаг.
Титан нь нүүрстөрөгчтэй нийлснээр карбид үүсгэдэг. Титан ба вольфрамын карбидуудаас кобальт нэмсэнээр хатуулаг нь алмазтай ойролцоо хайлш гаргаж авдаг.
Титаны давхар исэл TiO 2 нь ус болон шингэрүүлсэн хүчилд уусдаггүй цагаан өнгөтэй, галд тэсвэртэй бодис юм. Энэ нь амфотерийн исэл боловч үндсэн ба хоёулаа хүчиллэг шинж чанартүүний илэрхийлэл сул байна.
Энэ нь байгальд рутил (куб систем) хэлбэрээр, ихэвчлэн анатаз (тетрагональ систем) ба броокит (ромбик систем) хэлбэрээр тохиолддог. Рутилд Ti 4+ ион бүр зургаан O 2- ионоор, О 2- ион бүр гурван Ti 4+ ионоор хүрээлэгдсэн байдаг. Бусад хоёр талст хэлбэрийн хувьд ионуудын ойрын хөршүүд ижил байдаг.
Үнэмлэхүй цэвэр титаны давхар исэл нь өнгөгүй. Байгалийн хувьд энэ нь ихэвчлэн төмрийн ислээр бохирдсон байдаг тул өнгөтэй байдаг.
Ус болон шингэрүүлсэн хүчилд бүрэн уусдаггүй. Дулаан төвлөрсөн хүхрийн хүчилд энэ нь титан сульфит Ti(SO 4) 2 үүсэх замаар аажмаар уусдаг боловч титанил сульфит (TiO) SO 4 болж гидролиз болж амархан шилждэг тул цэвэр хэлбэрээр тусгаарлах боломжгүй байдаг. . Энэхүү хүйтэн усанд уусдаг давс нь халах үед гидролиз болж H 2 SO 4 ба гидратлагдсан титаны давхар исэл буюу β-титан буюу метатитан хүчил гэж нэрлэгддэг. Энэхүү гидролизийн хялбар байдал нь титаны гидроксидын сул үндсэн шинж чанарыг илтгэнэ. Титан сульфат нь шүлтлэг металлын сульфатуудтай (титаны давхар ислийг уусгахад ашигладаг хүхрийн хүчилд нэмдэг) давхар давс, жишээлбэл, энгийн сульфатаас илүү гидролизэнд тэсвэртэй K 2 үүсгэдэг.
Шүлтлэг металлын гидроксид ба карбонатууд нь сульфатын уусмалаас β-титанаас ялгарах хүйтэн желатин гидратлаг титаны давхар исэл буюу ά-титаны хүчил гэж нэрлэгддэг тунадасждаг. реактив байдал(жишээлбэл, ά-титан хүчил нь шүлтлэгт уусдаг, β-титан хүчил нь уусдаггүй). Дөрвөн валент титаны гидроксид буюу титан хүчил Ti(OH) 4 нь өөрөө тусгаарлагдах боломжгүй бөгөөд энэ нь цахиур, цагаан тугалганы хүчилтэй төстэй юм. Титан (IV) гидроксидын усгүйжүүлсэн деривативууд болох ά ба β-титан хүчлүүд нь ά ба β-станн хүчлүүдтэй бүрэн харьцуулагддаг.
Титанил сульфатын төвийг сахисан эсвэл хүчиллэгжүүлсэн уусмал, түүнчлэн бусад титаны давс нь устөрөгчийн хэт исэл (устөрөгчийн хэт ислийг илрүүлэх урвал) бүхий хар улбар шар өнгөтэй байна. Аммиак нь эдгээр уусмалаас Ti(OH) 3 O-OH томьёотой шар-хүрэн пероксотитан хүчил H 4 TiO 5 тунадас үүсгэдэг.
TiO 2 нь галд тэсвэртэй шил, паалан, паалан, халуунд тэсвэртэй лабораторийн шилэн эдлэл үйлдвэрлэх, түүнчлэн өндөр бүрэх чадвартай (титан цагаан) цагаан тосон будаг бэлтгэхэд ашиглагддаг.
TiO 2-ыг BaCO 3-тай нийлүүлснээр барийн титанат BaTiO 3-ийг олж авна. Энэ давс нь маш өндөр диэлектрик тогтмол бөгөөд үүнээс гадна нөлөөгөөр деформаци хийх чадвартай байдаг цахилгаан орон. Барийн титанатын талстыг ашигладаг цахилгаан конденсаторуудөндөр хүчин чадалтай, жижиг хэмжээтэй, хэт авианы төхөөрөмж, дууны пикап, гидроакустик төхөөрөмжид.
SiCl 4-тэй ижил аргаар гаргаж авсан титан(IV) хлорид TiCl 4 нь буцлах температур 136˚C, хайлах температур -32˚C, устай гидролиз болж TiO 2, 4HCl үүсгэдэг өнгөгүй шингэн юм. Титан (IV) хлорид нь шүлтлэг металлын галогенид агуулсан давхар хлоридуудыг өгдөг цогцолбор ион 2- . Титан (IV) фторид TiF 4 нь 284˚C хайлах цэгтэй цагаан нунтаг хэлбэрээр тусгаарлагдсан; энэ нь мөн амархан гидролиз болж, гексафторотитаник (IV) хүчил H 2 TiF 6, гексафторотитанийн хүчилтэй адил үүсдэг.
Усгүй титан (III) хлорид TiCl 3-ийг ойролцоогоор 700˚C хүртэл халаасан зэс хоолойгоор TiCl 4-ийн уурыг H 2-ийн хамт дамжуулснаар ягаан нунтаг хэлбэрээр гаргаж авдаг. Усан уусмал хэлбэрээр (ягаан өнгө) TiCl 4-ийг бууруулж олж авдаг. давсны хүчилцайр эсвэл электролит ашиглан . Титан (III) сульфатыг мөн гаргаж авдаг. Нил ягаан гексагидрат TiCl 3 6H 2 O нь титан (III) хлоридын усан уусмалаас талсждаг.
Хараар будсан титан (II) хлорид TiCl 2-ийг устөрөгчийн агаар мандалд 700˚C-т TiCl 3-ийн дулааны задралаар гаргаж авдаг.
Өнгөгүй усан уусмалЭнэхүү хлорид нь агаарт хурдан исэлдэж, эхлээд Ti(III) нэгдэл, дараа нь Ti(IV) нэгдэл үүссэнээр эхлээд нил ягаан болж, дараа нь дахин өнгөгүй болдог.
Титан карбонитрид, оксикарбид ба оксинитрид. Галд тэсвэртэй завсрын үе шатууд (TIPs) - карбид, нитрид, титан исэл - найрлагаас хамаарах шинж чанар нь TiC-TiN-TiO дахь Ti-Ti бондын металлын зэрэгтэй хамааралтай болохыг тогтоожээ. цуврал, тухайлбал: энэ чиглэлд фазын металлын зэрэг нэмэгдэх тусам тэдгээрийн HCl ба H 2 SO 4 дахь химийн эсэргүүцэл буурч, HNO 3-д нэмэгддэг. Карбид, нитрид, титаны дутуу исэл нь бүрэн уусах чадвараараа тодорхойлогддог тул хатуу уусмал нь хүчилтэй харилцан үйлчлэх үед ижил төстэй загвар гарч ирнэ гэж найдаж болно.
Гэсэн хэдий ч TiC x O y ба TiN x O y-ийн уусалтын зэрэг нь эрдэс хүчлийн найрлагаас хамаарах тухай уран зохиолд байгаа мэдээлэл нь энэ таамаглалтай нийцэхгүй байна. Тиймээс TiC x O y (бутархай) уусах чадвар<56 мкм) в конц. HCl отсутствует вообще (20˚C, 6 ч и 100˚С, 3 ч), а в H 2 SO 4 – отсутствует при 20˚C (6 ч), но монотонно возрастает от 3% (TiC 0.30 O 0.78) до 10% (TiC 0.86 O 0.12) при 100˚C (3 ч). Степень растворения TiC x O y (фракция 15-20 мкм) в 92%-ной H 2 SO 4 (100˚C, 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 (d=1,19 г/см) в тех же условиях достигает 1-2%, не обнаруживая,однако, какой-либо зависимости от состава фазы. Степень растворения TiN x O y в конц. HNO 3 – низкая (2,5-3,0%) и не зависит от состава оксинитрида (20˚C, 6 ч). С другой стороны степень растворения TiN x O y в HNO 3 в тех же условиях варьирует в очень широких пределах: от 98% для TiC 0.88 O 0.13 до 4,5% для TiC 0.11 O 0.82 . Трудно сказать что-либо определенное о характере зависимости степень растворения – состав карбонитрида титана в соляной и серной кислотах. Степень растворения TiC x O y в HCl очень мала (0,3%) и не зависит от состава карбонитрида (60˚C, 6 ч). Однако в конц. H 2 SO 4 она на порядок выше (3,0-6,5%) и характеризуется минимумом (2%) для образца состава TiC 0.67 O 0.26 .
Туршилтын олж авсан өгөгдөл нь TiC x N y, TiC x O y ба TiN x O y-ийн уусалтын хамаарлын мөн чанар нь HCl, H 2 SO 4 ба HNO 3 дахь найрлагаас хамааралтай болохыг батлах боломжийг бидэнд олгодог. үүнээс гадна TiC x, TiN x, TiO x-ийн өмнө тогтоосонтой төстэй. Энэ нь нэг талаас HCl ба H2SO4, нөгөө талаас HNO3 дахь эдгээр хамаарлын чанарын хувьд ялгаатай байх шалтгаанууд нь TI-C-N-O системийн бүх судлагдсан нэгдлүүдэд нийтлэг байх ёстой гэсэн үг юм. Ти-Ти бондын металлын зэрэг болон үүссэн харилцан үйлчлэлийн бүтээгдэхүүний идэвхгүйжүүлэх чадвараар тодорхойлогддог.
Лити ба цайрын титанатууд Li 2 ZnTi 3 O 8 ба Li 2 Zn 3 Ti 4 O 12 нь катионуудын байрлал дээр өөр өөр тархалттай куб шпинель бүтэцтэй байдаг. Эдгээр нэгдлүүд нь хатуу лити дамжуулагч электролитууд болох нь тогтоогдсон. Li 2 ZnTi 3 O 8-д литийн болон титаны катионууд нь 1:3 харьцаагаар октаэдр байрлалд эрэмблэгдсэн, лити, цайрын атомын тал хувь нь тетраэдр байрлалд статистикийн хувьд тархсан байна: (Li 0.5 Zn 0.5)O 4. Li 2 Zn 3 Ti 4 O 12-ийн болор химийн томъёог (Zn)O 4 гэж бичиж болно. IR ба Раман спектрийн шинжилгээнд үндэслэн эдгээр спинелийн бүтцэд литийн болон цайрын атомыг хуваарилах өөр аргыг санал болгож байна: литий нь тетраэдр зохицуулалттай, цайр ба титан нь октаэдр зохицуулалттай. TiO 6 октаэдрийн хүчтэй гажуудлыг мөн тэмдэглэсэн: жишээлбэл, Li 2 Zn 3 Ti 4 O 12-д Ti 4+ ионуудын орчин нь таван координацийн нэгтэй ойролцоо байна. Өндөр температурт эдгээр титанатуудын бага ион дамжуулалт нь литийн атомуудын тетраэдр зохицуулалтаар тайлбарлагддаг.
Галидын шпинель Li 2 MX 4 (M=Mg 2+,Mn 2+,Fe 2+; X=Cl - ,Br -) жишээг ашиглан катион бүтэц, литийн атомуудын байрлал дээр тархалт нь дараах байдалтай байгааг тогтоосон. цахилгаан дамжуулах чанарт хүчтэй нөлөө үзүүлдэг. Спинелийн бүтцэд ижил катион байрлалуудын хооронд нийтлэг ирмэг байхгүй тул ион дамжуулахад хэд хэдэн өөр өөр байрлалууд оролцдог. Өндөр температурт литийн атомууд тетраэдр 8а байрлалаас 16c чөлөөт октаэдр байрлал руу шилжихтэй холбоотой нэгдлүүдийн бүтцийг зөрчсөний үр дүнд хлоридын шпинель дэх ионы дамжуулалтын өндөр утгууд ажиглагдсан. Энэ тохиолдолд шпинель бүтэц нь NaCl төрлийн бүтэц болж хувирав. Хлоридын шпинелүүдийн бүтцийн эмгэгийг судлах мэдээллийн арга бол өндөр температурт нэгдлүүдийн Раман спектрийг судлах явдал байв.
Уран зохиол
1. Н.Л. Глинка. Ерөнхий хими - Л.: Хими, 1981, - 720 х.;
2. К.Неницеску. Ерөнхий хими - М.: Мир, 1968, 816 х.;
3. Н.С. Ахметов. Ерөнхий ба органик бус хими - М.: Дээд сургууль, 743 х.;
4. В.А. Жиляев, А.П. Штин. "Титан карбонитрид, оксикарбид ба оксинитридын концентрацитай эрдэс хүчлийн харилцан үйлчлэл", Органик бус химийн сэтгүүл, 8-р хуудас (2003 оны 8-р сар), 1402;
5. I.A. Ленидов, Л.А. Переляева нар "Раман спектроскопоор Li 2 x Zn 2-3 x Ti 1+ x O 4 (x=0.33, 0.5)-ийн эмх замбараагүй байдлыг судлах: Ионы дамжуулалтын хамаарал", Органик бус химийн сэтгүүл, v. 48, дугаар 11 (2003 оны 11-р сар), х.1841;
6. М.М. Годнева, Д.Л. Мотов, Титан дэд бүлгийн хими - Л.: Наука, 1980, - 175 х.;
Титан исэл:
Ti(IV) –TiO 2 – Титаны давхар исэл. Энэ нь амфотер шинж чанартай байдаг. Хамгийн тогтвортой, хамгийн их практик ач холбогдолтой.
Ti(III) –Ti 2 O 3 – титаны исэл. Үндсэн шинж чанартай. Энэ нь уусмалд тогтвортой бөгөөд бусад Ti(III) нэгдлүүдийн нэгэн адил хүчтэй бууруулагч бодис юм.
TI(II) –TiO 2 - Титаны исэл. Үндсэн шинж чанартай. Хамгийн бага тогтвортой.
Титаны давхар исэл, TiO2 нь титаны хүчилтөрөгчтэй нэгдэл бөгөөд титан нь дөрвөн валенттай байдаг. Цагаан нунтаг, халах үед шар өнгөтэй. Энэ нь байгальд голчлон 1850 хэмээс дээш температурт рутилийн эрдэс хэлбэрээр олддог. Нягт 3.9 - 4.25 г/см3. HF-ээс бусад шүлт ба хүчилд бараг уусдаггүй. Баяжуулсан H 2 SO 4 нь зөвхөн удаан хугацаагаар халаахад уусдаг. Титаны давхар ислийг идэмхий эсвэл нүүрстөрөгчийн шүлттэй холиход титанатууд үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь хүйтэнд амархан гидролиз болж хүчилд амархан уусдаг ортотитаны хүчил (эсвэл гидрат) Ti(OH) 4-ийг үүсгэдэг. Зогсох үед энэ нь микрокристалл бүтэцтэй, зөвхөн халуун төвлөрсөн хүхрийн болон фторын хүчилд уусдаг мстатитаной хүчил (хэлбэр) болж хувирдаг. Ихэнх титанатууд усанд бараг уусдаггүй. Титаны давхар ислийн үндсэн шинж чанар нь хүчиллэгээс илүү тод илэрдэг боловч титан нь катион болдог давс нь TiO 2 + хоёр валент титанил радикал үүсэх замаар ихээхэн гидролиз болдог. Сүүлийнх нь давсны найрлагад катион хэлбэрээр ордог (жишээлбэл, титан сульфат TiOSO 4 * 2H 2 O). Титаны давхар исэл нь титаны хамгийн чухал нэгдлүүдийн нэг бөгөөд бусад титаны нэгдлүүд, түүнчлэн хэсэгчлэн металл титан үйлдвэрлэх эхлэлийн материал болдог. Энэ нь голчлон ашигт малтмалын будаг, резин болон хуванцар металлын үйлдвэрлэлд дүүргэгч болгон ашигладаг. Галд тэсвэртэй шил, паалан, шаазан масс зэрэгт багтсан. Үүнээс өнгөгүй, өнгөт хиймэл үнэт чулууг хийдэг.
Титаны давхар исэл нь ус болон шингэрүүлсэн эрдэс хүчил (фторын хүчилээс бусад) болон шингэрүүлсэн шүлтийн уусмалд уусдаггүй.
Төвлөрсөн хүхрийн хүчилд аажмаар уусдаг:
TiO 2 + 2H 2 SO 4 = Ti(SO4) 2 + 2H 2 O
Устөрөгчийн хэт исэл нь ортотитаны хүчил H4TiO4 үүсгэдэг.
TiO 2 + 2H 2 O 2 = H 4 TiO 4
Төвлөрсөн шүлтийн уусмалд:
TiO 2 + 2NaOH = Na 2 TiO 3 + H 2 O
Халах үед титаны давхар исэл ба аммиак нь титан нитридыг үүсгэдэг.
2TiO 2 + 2NH 3 = 2TiN + 3H 2 O + O 2
Калийн бикарбонатын ханасан уусмалд:
TiO 2 + 2KHCO 3 = K 2 TiO 3 + H 2 O + 2CO 2
Исэл, гидроксид, карбонатуудтай холилдоход титанат ба давхар исэл үүсдэг.
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)
Титан гидроксид:
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
Ti(IV) –Ti(OH) 4 эсвэл H 4 TiO 4 гидроксид - ортотитаны хүчил огт байхгүй бөгөөд Ti(IV) давсны уусмалд суурь нэмэхэд тунадас үүсэх тунадас нь TiO-ийн гидрат хэлбэр юм. 2. Энэ бодис нь төвлөрсөн шүлтлэгт уусдаг бөгөөд ийм уусмалаас ерөнхий томъёоны гидрат титанатуудыг ялгаж авч болно: M 2 TiO 3 ∙nH 2 O ба M 2 Ti 2 O 5 ∙nH 2 O.
Титан нь харгалзах гидрогалын хүчил, ялангуяа тэдгээрийн давстай нийлмэл формацаар тодорхойлогддог. Хамгийн түгээмэл нь Me 2 TiG 6 ерөнхий томьёотой нарийн төвөгтэй деривативууд юм (үүнд Me нь моновалент металл юм). Тэд сайн талстжиж, анхны TiG 4 галидынхаас хамаагүй бага гидролизд ордог. Энэ нь уусмал дахь TiG 6 цогцолбор ионуудын тогтвортой байдлыг харуулж байна.
Титан деривативын өнгө нь тэдгээрт агуулагдах галогенийн шинж чанараас ихээхэн хамаардаг.
H 2 EG 6 төрлийн нийлмэл хүчлүүдийн давсны тогтвортой байдал нь ерөнхийдөө Ti-Zr-Hf цувралд нэмэгдэж, F-Cl-Br-I галоген цувралд буурдаг.
Гурвалсан элементийн деривативууд нь зөвхөн титаны шинж чанартай байдаг. Ti 2 O 3 (mp 1820 ° C) хар ягаан оксидыг устөрөгчийн урсгалд TiO 2-ээс 1200 ° C хүртэл шохойжуулж авч болно. Цэнхэр Ti 2 O 3 нь 700-1000 ° C температурт завсрын бүтээгдэхүүн хэлбэрээр үүсдэг.
Ti 2 O 3 нь усанд бараг уусдаггүй. Түүний гидроксид нь титаны гурвалсан давсны уусмалд шүлтүүд үйлчлэхэд хар хүрэн тунадас хэлбэрээр үүсдэг. Энэ нь хүчиллэг уусмалаас рН = 4-д тунадасжиж эхэлдэг, зөвхөн үндсэн шинж чанартай бөгөөд илүүдэл шүлтэнд уусдаггүй. Гэсэн хэдий ч HTiO 2-оос гаргаж авсан металл титанитуудыг (Li, Na, Mg, Mn) хуурай хэлбэрээр авсан. Na0.2TiO 2 найрлагатай цэнхэр хар "титан хүрэл" нь бас мэдэгдэж байна.
Титан (III) гидроксид нь агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр амархан исэлддэг. Хэрэв уусмалд исэлдэх чадвартай бусад бодис байхгүй бол устөрөгчийн хэт исэл нь Ti (OH) 3-ийн исэлдэлттэй нэгэн зэрэг үүсдэг. Ca(OH) 2 (H 2 O 2-ийг холбох) байгаа тохиолдолд урвал тэгшитгэлийн дагуу явагдана.
2Ti(OH) 3 + O 2 + 2H 2 O = 2Ti(OH) 4 + H 2 O 2
Нитратын давс Ti(OH) 3 нь аммиак болж буурдаг.
Нил ягаан өнгийн TiCl 3 нунтагыг TiCl 4 уурын илүүдэл устөрөгчтэй хольж 650 ° C хүртэл халаасан хоолойгоор дамжуулж авч болно. Халаалт нь түүний сублимацийг (timer Ti 2 Cl 6 молекулыг хэсэгчлэн үүсгэх замаар) үүсгэдэг бөгөөд дараа нь схемийн дагуу дисмутаци үүсгэдэг.
2TiCl 3 = TiCl 4 + TiCl 2
Энгийн нөхцөлд ч гэсэн титан тетрахлорид нь металл зэсээр аажмаар буурч CuTiCl 4 (жишээ нь CuCl · TiCl 3) хар нэгдэл үүсгэдэг нь сонирхолтой юм.
Титан трихлорид нь мөн ялгарах үед TiCl 4 дээр устөрөгчийн үйлчлэлээр үүсдэг (Zn + хүчил). Энэ тохиолдолд өнгөгүй уусмал нь ягаан өнгөтэй болж, Ti 3+ ионуудын шинж чанар бөгөөд үүнээс TiCl 3 · 6H 2 O найрлагатай болор гидратыг ялгаж авах боломжтой бөгөөд ижил найрлагатай бага тогтвортой ногоон болор гидратыг ялгаж авдаг , HCl-ээр ханасан TiCl 3 уусмалаас ялгарсан. Хоёр хэлбэрийн бүтэц, түүнчлэн CrCl 3-ийн ижил төстэй талст гидратууд нь Cl 3 ба Cl 2H 2 O томьёотой тохирч байна. Нээлттэй саванд зогсоход TiCl 3 уусмал нь Ti 3+ исэлдэлтээс болж аажмаар өнгөө алддаг. урвалын дагуу агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр Ti 4+ хүртэл:
4TiCl 3 + O 2 + 2H 2 O = 4TiOCl 2 + 4HCl.
Ti3+ ион нь (хүчиллэг орчинд) перхлоратыг хлорид болгон маш хурдан бууруулдаг цөөхөн хэдэн бууруулагчдын нэг юм. Платин байгаа тохиолдолд Ti 3+ нь усаар исэлддэг (устөрөгч ялгаруулж).
Усгүй Ti 2 (SO 4) 3 нь ногоон өнгөтэй. Энэ нь усанд уусдаггүй бөгөөд шингэрүүлсэн хүхрийн хүчил дэх уусмал нь Ti 3+ давсны хувьд ердийн ягаан өнгөтэй байдаг. Гурван валент титан сульфатаас ихэвчлэн Me·12H 2 O (ме нь Cs эсвэл Rb) ба Me (катионы шинж чанараас хамааран талстжих усны хувьсах агууламжтай) төрлийн нийлмэл давсуудыг гаргаж авдаг.
TiO үүсэх дулаан (mp 1750 ° C) 518 кЖ/моль. Шахсан TiO 2 + Ti хольцыг вакуумд 1700 ° C хүртэл халааж алтан шар өнгийн нягт масс хэлбэрээр гаргаж авдаг. Түүний үүсэх сонирхолтой арга бол титанил нитрилийн дулааны задрал (1000 ° С-ийн өндөр вакуумд) юм. Гаднах төрхөөрөө металлтай төстэй хар хүрэн TiS-ийг устөрөгчийн урсгалд TiS 2-ыг шохойжуулах замаар олж авдаг (эхэндээ завсрын найрлагатай сульфидууд, ялангуяа Ti 2 S 3 үүсдэг). TiSe, TiTe, Ti 2 Si найрлагатай цахиурыг мөн мэддэг.
Бүх TiG 2 нь дараахь схемийн дагуу задралын улмаас агаар нэвтрэхгүйгээр холбогдох TiG 3 галогенийг халаах замаар үүсдэг.
2TiG 3 =TiG 4 +TiG 2
Бага зэрэг өндөр температурт TiG 2 галидууд өөрсдөө схемийн дагуу дисмутацид ордог: 2TiG 2 = TiG 4 + Ti
Титан дихлорид нь TiCl4-ийг устөрөгчөөр 700 0С-т бууруулж авч болно. Энэ нь усанд (болон спирт) маш сайн уусдаг бөгөөд шингэн аммиактай хамт саарал аммиак TiCl 2 4NH 3 өгдөг. TiCl 4-ийг натрийн амальгамаар бууруулснаар TiCl 2 уусмал бэлтгэж болно. Агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр исэлдэсний үр дүнд өнгөгүй TiCl 2 уусмал хурдан бор болж, дараа нь нил ягаан өнгөтэй (Ti 3+) болж, эцэст нь дахин өнгө алддаг (Ti 4+). TiCl 2 уусмал дээр шүлтийн үйлчлэлээр олж авсан Ti(OH) 2-ийн хар тунадас нь маш амархан исэлддэг.
TiO 2-ийн нээлтийг англи хүн В.Грегор, Германы химич М.Г.Клапрот нар бараг нэгэн зэрэг, бие биенээсээ хамааралгүйгээр хийсэн. В.Грегор соронзон төмөрт элсний найрлагыг судалж байхдаа (Крид, Корнуолл, Англи, 1789) үл мэдэгдэх металлын шинэ “дэлхий” (оксид) ялгаж авч, түүнийг менакен гэж нэрлэсэн. 1795 онд Германы химич Клапрот рутилийн шинэ элементийг олж илрүүлж, түүнийг титан гэж нэрлэжээ. Титан металлын анхны дээжийг 1825 онд J. Ya Berzelius олж авсан. Ti-ийн цэвэр дээжийг Голландын А.ван Аркел, И.де Бур нар 1925 онд титан иодидын уурын TiI 4-ийн дулааны задралаар гаргаж авсан.
Физик шинж чанарууд:
Титан бол мөнгөлөг цагаан өнгөтэй хөнгөн металл юм. Инерцийн орчинд гагнах боломжтой хуванцар.
Энэ нь өндөр зуурамтгай чанар бөгөөд боловсруулах явцад зүсэх хэрэгсэлд наалддаг тул багаж хэрэгсэл, янз бүрийн тосолгооны материалд тусгай бүрээсийг түрхэх шаардлагатай.
Химийн шинж чанар:
Энгийн температурт энэ нь ислийн хамгаалалтын идэвхгүй хальсаар хучигдсан бөгөөд зэврэлтэнд тэсвэртэй боловч нунтаг болгон бутлах үед агаарт шатдаг. Титан тоос тэсрэх боломжтой (анцрах цэг 400 ° C). Агаарт 1200 ° C хүртэл халаахад титан нь хувьсах найрлагатай TiO x оксидын фаз үүсэх замаар шатдаг.
Титан нь олон хүчил ба шүлтийн шингэрүүлсэн уусмалд тэсвэртэй (HF, H 3 PO 4 ба төвлөрсөн H 2 SO 4-ээс бусад) боловч цогцолбор үүсгэгч бодисууд, жишээлбэл, фторын хүчил HF-тэй сул хүчилтэй ч амархан урвалд ордог. нийлмэл анион үүсгэдэг 2-.
Халах үед титан нь галогентэй харилцан үйлчилдэг. Азот 400°С-ээс дээш байвал титан нь нитрид TiN x (x=0.58-1.00) үүсгэдэг. Титан нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчлэхэд титан карбид TiC x (x=0.49-1.00) үүсдэг.
Титан нь устөрөгчийг шингээж, TiHx хувьсах найрлагатай нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Халах үед эдгээр гидридүүд задарч, H2 ялгардаг.
Титан нь олон металлтай хайлш үүсгэдэг.
Нэгдлүүдийн хувьд титан нь исэлдэлтийн төлөвийг +2, +3, +4 харуулдаг. Хамгийн тогтвортой исэлдэлтийн төлөв нь +4.
Хамгийн чухал холболтууд:
Титаны давхар исэл, TiO 2 . Цагаан нунтаг, халаахад шар өнгөтэй, нягт нь 3.9-4.25 г/см 3 . Амфотер. Баяжуулсан H 2 SO 4 нь зөвхөн удаан хугацаагаар халаахад уусдаг. Na 2 CO 3 сод эсвэл K 2 CO 3 калитай холилдоход TiO 2 исэл нь титанат үүсгэдэг.
TiO 2 + K 2 CO 3 = K 2 TiO 3 + CO 2
Титан (IV) гидроксид, TiO(OH) 2 *xH 2 O, титаны давсны уусмалаас тунадасжуулж, TiO 2 ислийг гаргаж авдаг. Титан (IV) гидроксид нь амфотер шинж чанартай.
Титан тетрахлорид, TiCl 4 нь хэвийн нөхцөлд агаарт хүчтэй утаа гаргадаг шаргал өнгөтэй шингэн бөгөөд энэ нь усны уураар TiCl 4 хүчтэй гидролиз болж, HCl-ийн жижиг дусал болон титаны гидроксидын суспенз үүссэнээр тайлбарлагддаг. Буцалж буй ус гидролиз болж титаны хүчил (??). Титан (IV) хлорид нь нэмэлт бүтээгдэхүүн үүсэх замаар тодорхойлогддог, жишээлбэл TiCl 4 * 6NH 3, TiCl 4 * 8NH 3, TiCl 4 * PCl 3 гэх мэт. Титан (IV) хлоридыг HCl-д уусгахад чөлөөт төлөвт үл мэдэгдэх нийлмэл хүчил H2 үүсдэг; түүний Me 2 давс нь сайн талстжиж, агаарт тогтвортой байдаг.
TiCl 4-ийг устөрөгч, хөнгөн цагаан, цахиур болон бусад хүчтэй бууруулагч бодисоор бууруулснаар титан трихлорид ба дихлорид TiCl 3 ба TiCl 2 - хүчтэй бууруулагч шинж чанартай хатуу бодисыг олж авдаг.
Титан нитрид- нэг төрлийн өргөн хүрээтэй завсрын үе шатыг илэрхийлнэ, талстууд нь куб нүүр төвтэй тортой. Бэлтгэх - 1200 ° C-д титан азотжуулах эсвэл бусад аргаар. Энэ нь элэгдэлд тэсвэртэй бүрээсийг бий болгохын тулд халуунд тэсвэртэй материал болгон ашигладаг.
Хэрэглээ:
Хайлш хэлбэрээр.Металлыг химийн үйлдвэр (реактор, дамжуулах хоолой, шахуурга), хөнгөн хайлш, остеопротез зэрэгт ашигладаг. Энэ нь нисэх онгоц, пуужин, хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлийн хамгийн чухал бүтцийн материал юм.
Титан бол зарим төрлийн гангийн хайлшийн нэмэлт юм.
Нитинол (никель-титан) нь анагаах ухаан, технологид хэрэглэгддэг хэлбэрийн санах ойтой хайлш юм.
Титан алюминид нь исэлдэлт, халуунд тэсвэртэй тул нисэх онгоц, автомашины үйлдвэрлэлд бүтцийн материал болгон ашиглахыг тодорхойлсон.
Холболтын хэлбэрээрЦагаан титаны давхар ислийг будаг (жишээлбэл, цагаан титан), түүнчлэн цаас, хуванцар үйлдвэрлэлд ашигладаг. Хүнсний нэмэлт E171.
Органо-титаны нэгдлүүд (жишээлбэл, тетрабутоксититан) нь химийн болон будаг, лакны үйлдвэрүүдэд катализатор, хатууруулагч болгон ашигладаг.
Органик бус титан нэгдлүүдийг химийн электроник, шилэн эдлэлийн үйлдвэрт нэмэлт болгон ашигладаг.
Матигоров А.В.
Тюмений улсын их сургууль
