Tio que hidróxido. El método de obtención de hidróxido de titanio.

Uso: industria de pintura y barniz para obtener dióxido de titanio. Essence de moda: tetracloruro de titanio purificado o técnico introducido directamente en leche de cal a una velocidad de cambio de la mitad del medio 0.05 0.1 u / ph por minuto. Calor. El proceso conduce al pH del medio 6.5 7.5. El precipitado del hidróxido de titanio está separado, se lava. 1 s. F-LI, 1 pestaña.

La invención se refiere a la industria de la pintura, en particular a la preparación de hidróxido de titanio para la producción de dióxido de pigmento de titanio, y se puede usar en la preparación de catalizadores de bloques para la eliminación de gases industriales de escape. Se conoce un método para obtener hidróxido de titanio a partir de tetracloruro de titanio mediante la hidrólisis en agua acidificada cuando se calienta, la posterior separación del sedimento se formó, lavándolo. Antes de lavar el precipitado se trata con una central. ácido inorgánico , ácido orgánico que contiene varios carboxilo y / u oxygroups, fenol o su sal y un agente floculado orgánico de alto molecular, la formación de hidróxido de titanio en la hidrólisis del tetracloruro de titanio en agua acidificada cuando se calienta la reacción: TICL 4 + 3H2 O TIO 2 H 2 O + 4HCL La desventaja del método conocido de producir hidroxide de titanio es la baja calidad del producto obtenido debido al alto contenido de impurezas de cloro-ion en ella. Esto se debe a la formación en el proceso de hidrólisis del titanio de tetracloruro de hidroxicloruros de titanio bajo soluble. Además, la desventaja del método conocido es la preparación del ácido clorhídrico diluido como residuos, que deben neutralizarse o eliminarse, para la implementación del método, es necesario un instrumento costoso resistente a la corrosión. El más cercano en la esencia técnica y el resultado técnico alcanzado al reclamado es el método para obtener hidróxido de titanio. De acuerdo con un método conocido, el tetracloruro de titanio se disuelve en agua y luego precipitó el hidróxido de titanio con reactivos alcalinos cuando se calienta. El precipitado resultante se separa y se lava. A medida que se usan las bases de los precipitadores de hidróxido de titanio, hidróxidos de sodio y potasio, soluciones acuosas de amoníaco, soluciones de potasa y soda. En este caso, el hidroxide cristalino blanco del titanio de titanio se obtiene mediante una desventaja de un método conocido es que el hidróxido de titanio obtenido se caracteriza por un alto contenido de impurezas de iones de cloro debido a la formación de hidroxicloruro de tetracloruro de titanio y hidroxicloruros de titanio. La desventaja del método conocido es también su baja fabricación: para la implementación del método, es necesario un equipo resistente a la corrosión, ya que el ácido clorhídrico se forma en la hidrólisis del tetracloruro de titanio; Los reactivos costosos se utilizan como precipitados; Lavado de tetracloruro de titanio, se gastaron grandes volúmenes de agua de lavado en el sedimento resultante debido a la solubilidad relativamente baja de cloruros de sodio, potasio, amonio, formado durante la neutralización de hidróxidos de hidróxido de hidróxido, potasio, soluciones de amoníaco, potasa, refrescos; Para eliminar la cantidad excesiva de calor liberada al disolver el tetracloruro de titanio en el agua, es necesario la instalación de intercambiadores de calor. El resultado técnico, que la invención reivindicada se dirige al logro de la invención es reducir la impureza de los iones de cloro en el producto objetivo, mejorando la procesabilidad del método al garantizar el proceso de proceso. El hecho técnico se logra mediante el hecho de que, en el método conocido de obtener hidróxido de titanio del tetracloruro de titanio por deposición por un reactivo alcalino cuando se calienta, la separación posterior del precipitado formada y lavado, es que el tetracloruro de titanio se administra directamente en un reactivo alcalino. , que utiliza leche de cal, y el proceso conduce al pH del medio 6.5-7.5 a un cambio en el pH del medio de 0.05-0.1 unidades de pH / min. El tetracloruro de titanio se puede utilizar como tetracloruro de titanio. La esencia del método propuesto es el siguiente. Con la administración directa de tetracloruro de titanio en leche de lima hasta pH del medio de 6.5-7.5, pasando por alto la solución del tetracloruro de titanio en agua, la formación de hidróxido de titanio es reacción: TICL 4 + 2CA (OH) 2
TIO 2 H 2 O + 2CACL 2 + H2O
Esto elimina la formación de ácido clorhídrico y, en consecuencia, la necesidad de ejercer un método usando equipos costosos resistentes a la corrosión y neutralización o eliminación de ácido clorhídrico. En el momento inicial de la administración de tetracloruro de titanio en leche de cal, la formación de hidróxido de titanio viene con un exceso repetido de un reactivo alcalino. Las partículas de hidróxido de titanio formadas en este momento realizaron el papel de los embriones, lo que contribuye a la formación de un precipitado cristalino, proporciona una alta velocidad de su asentamiento y filtrado. Se establece experimentalmente que con la administración directa de tetracloruro de titanio en un reactivo alcalino, que utiliza leche de cal, con una tasa de cambio del pH del medio de 0.05-0.1. PH / MIN está formado por hidróxido de titanio, caracterizado por un bajo contenido de hidroxicloruros de titanio y oxicloruros y una estructura similar a un cristal. A una tasa más alta de cambios en el pH del medio (por encima del límite de la invención), el contenido de los oxicloruros de titanio en el sedimento resultante aumenta. A la velocidad de cambio del PH del medio por debajo del límite reivindicado de una reducción significativa en el contenido de cloruro de hidroxi y los oxicloruros de titanio en el hidróxido de titanio resultante no se produce, y, por lo tanto, el rendimiento se reduce innecesariamente. El uso de un reactivo alcalino de leche de cal en una combinación con la tasa reivindicada del pH del medio garantiza que la temperatura de la mezcla de reacción se mantenga a 40-80 ° C, elimina la necesidad de intercambio de calor forzado debido a la alta termal. Conductividad de la solución de cloruro de calcio. Además, la solubilidad del cloruro de calcio es más alto que la solubilidad de los cloruros de sodio, potasio y amonio. En consecuencia, se consume menos agua de lavado para el lavado con cloruro de calcio. Producto comercial de cloruro de calcio, se puede obtener con evaporación con menos consumo de energía. El tetracloruro de titanio se puede utilizar como tetracloruro de titanio purificado, que contiene, WT. Vanadio 0.0002-0.0006; Silicon 0.0002-0.001 y tetracloruro de titanio, que contiene, WT. Vanadio 0.1-0,15; Silicona 0.001-0.02 o tetracloruro de titanio que contiene, WT. Tantalum no más de 0.01; Niobio 0.02; silicio 0.02. Presente en Titanium Tetracloride Titanium Vanadium, Tanthal y Niobia desempeñan el papel de los catalizadores para el proceso de formación de hidróxido de titanio, y para eliminar el efecto negativo de la impureza del silicio, el proceso de administración de tetracloruro de titanio en leche de lima conduce a pH del medio. No menos de 6.5, ya que se forma un gel a un pH más bajo. Ácido de silicona, lo que dificulta la filtración de la precipitación de hidróxido de titanio. La introducción del tetracloruro de titanio en la leche de cal al pH del medio superior a 7.5 es inapropiada, porque En este caso, la cal libre permanece en solución. El método de la invención es el siguiente. En un recipiente con una leche de cal con 50-180 g / l de cal activa, a una temperatura de 40-80 o c, el tetracloruro de titanio se introduce con agitación intensiva a una velocidad de cambio del pH del medio 0.05-0.1 pH / min. El proceso se termina en el pH alcanzado del medio 6.5-7.5. Se obtiene el precipitado cristalino blanco del hidróxido de titanio, que luego se defiende, se filtra y se lava en un filtro de vacío. El precipitado se somete luego a 3-6 veces enrojecimiento de la contracorriente. El hidroxide de titanio resultante se usa como un producto o directo para obtener dióxido de titanio de pigmento, catalizadores de bloques, etc. Un filtrado y agua de lavado del lavado de contracorriente se mezclan y se someten a evaporación para producir cloruro comercial de calcio. En las condiciones de laboratorio, se realizaron pruebas comparativas del método propuesto para producir hidróxido de titanio y el método de prototipo. El tetracloruro de titanio se usó como tetracloruro de titanio (ver tabla. Experimentos NN 1-9), experimentos técnicos de tetracloruro de titanio NN 10-18, experimentos técnicos de tetracloruro Nn 19-27, que se administró directamente en leche de cal que contenía 80 g / l y 150 g / l de lima activa. La tasa de cambio del pH del medio se varió de 0,3 a 0,12 unidades de pH / min (cm. Eventos Nn 1-5, 10-14, 19-23). En este caso, el proceso se llevó a cabo a pH del medio 7. En los experimentos de NN 6-9, 15-18, 24-27, el proceso se llevó a cabo a pH del medio 6.0-8.0 a una tasa de cambio del pH del medio de 0.07 unidades. ph / min. En el hidróxido de titanio obtenido después del filtrado y el lavado, el contenido de los iones de cloro se determinó mediante el método titanimítrico. También se controla el rendimiento del proceso. La tabla muestra datos sobre el rendimiento del proceso, dependiendo de la velocidad de medición del pH del medio en términos de TIO 2 (T / H), con el volumen de trabajo condicional del reactor 1 m 3 y diferentes concentraciones de leche de cal . También se realizó un prototipo según el cual se disolvió pre-disuelve el tetracloruro de titanio (hidrolizado) en agua, y luego el ácido clorhídrico resultante se neutralizó con hidróxido de sodio (ver experiencia n 16). Los resultados de los experimentos se presentan en la tabla. Desde la mesa, se puede ver que el cambio óptimo de velocidad del pH del medio es la velocidad de 0.05-0.1 unidades. PH / MIN, asegurando la producción de hidróxido de titanio con un bajo contenido de impurezas de iones de cloro y rendimiento de proceso aceptable (ver Experimentos NN 2-4, 11-13, 20-22). Reduciendo la velocidad de cambio del pH del medio por debajo del límite de la invención (los experimentos Nn 1, 10, 19) no son impracticables, porque Aunque existe cierta disminución en el contenido de las impurezas de iones de cloro en el hidróxido de titanio, pero la productividad del proceso de MALA. Con un aumento en la tasa de cambio de la mitad del medio sobre el límite reclamado, el contenido de impurezas de ion cloro en el hidróxido de titanio aumenta (consulte los experimentos Nn 5, 14, 23). El proceso de administración de tetracloruro de titanio en leche de cal, es recomendable mantener el pH del medio 6.5-7.5. En este caso, resulta que un precipitado de filtrado bien filtrado de cristalino del hidróxido de titanio de la modificación anatásica. En el caso del final del proceso, se forma un gel de ácido silícico en un pH del medio 6.0, lo que hace que el proceso de filtrado (consulte los experimentos Nn 6, 15, 24). Mantener el proceso a pH del medio 8.0 es inapropiado debido al gasto ineficiente de la leche de cal, porque En este caso, la solución permanece libre de limón (consulte los experimentos NN 9, 18, 27). La tabla también observó que el uso del tetracloruro de titanio técnico proporciona un rendimiento de proceso más alto en comparación con el tetracloruro de titanio purificado debido al efecto catalítico de las impurezas contenidas en TICL 4 técnicas. El contenido de la impureza del iones de cloro en el hidróxido de titanio en este caso es ligeramente más alto, pero 4-10 veces más bajo en comparación con el prototipo (ver experiencia n 16). El uso de hidróxido de titanio de leche de cal a medida que un precipitador hizo posible realizar un proceso sin enfriamiento forzado, reducir el volumen de aguas de lavado en un 30% en comparación con el prototipo y, por lo tanto, con menos consumo de energía, para obtener otro cloruro de calcio del producto. .

Para altas temperaturas Titan se combina con halógenos, grises de oxígeno, nitrógeno y otros elementos. Esto se basa en el uso de aleaciones de titanio con hierro ( ferrotitán) Como aditivo a acero. El titanio está conectado al nitrógeno y el oxígeno en el acero fundido y esto evita la liberación de este último durante la solidificación de acero, la fundición se obtiene homogénea y no contiene vacío.

Conexión con carbono, titanio forma carburo. De los carburos de titanio y tungsteno con el aditivo de cobalto, se obtienen aleaciones, sobre la dureza que se aproxima al diamante.

Dióxido de titanioTiO 2 es una sustancia refractaria blanca insoluble en agua y ácidos diluidos. Es un óxido anfótero, pero tanto básico como propiedades ácidas Él ha expresado débilmente.

Se encuentra en la naturaleza como rutilo (Singonia cúbica), con menos frecuencia como anataza (Singonia tetragonal) y burukita (Rombic Singonia). En la rutina, cada iones TI 4+ está rodeado por seis iones de aproximadamente 2-, y cada ion alrededor de 2- está rodeado por tres iones Ti 4+. En las dos formas cristalinas restantes, los vecinos inmediatos de los iones son los mismos.

Dióxido de titanio completamente puro. En la naturaleza, generalmente está contaminado con avena de hierro y, por lo tanto, pintado.

No se disuelve en agua y en ácidos diluidos. En el cálido ácido sulfúrico concentrado, se disuelve lentamente con posible formación. titán de sulfitoTi (SO 4) 2, que, sin embargo, no se puede aislar en su forma pura debido a la facilidad de su transición debido a la hidrólisis en titanila Sulfito(TIO) SO 4. Este soluble B. agua fría La sal cuando se calienta también se hidroliza con la formación de H2 SO 4 e hidratado dióxido de titanio, el llamado llamado en titanovao Ácido metatitánico. La facilidad con la que se produce esta hidrólisis, indica las propiedades básicas débiles del hidróxido de titanio. Sulfato de titanio da sulfatos metales alcalinos (que se agregan a un ácido sulfúrico utilizado para disolver dióxido de titanio) sales duales, por ejemplo, k 2, más resistentes a la hidrólisis que los sulfatos simples.

Los hidroobsi y los carbonatos de metales alcalinos se precipitan a partir de soluciones de sulfato en un dióxido de titanio hidratado de malabarismo frío, el llamado llamado Ácido b-titanio, difundiendo de la reactividad más alta de B-Titanium (por ejemplo,, por ejemplo, el ácido B-Titanic se disuelve en álcalis, en el que B-Titanic insoluble). El hidróxido de titanio de SoolGeal, o en realidad el ácido de titanio TI (OH) 4, no se puede aislar, se parece a silicona y lata. L- y en ácidos de titanio, que son más o menos derivados de hidróxido de titanio deshidratados (IV), son totalmente comparables a los ácidos B-Tin.

Una solución neutra o acidificada de sulfato de titanil, así como otras sales de titanio, se pinta el peróxido de hidrógeno en un color naranja oscuro (reacción de detección de peróxido de hidrógeno). El amoníaco se precipita de estas soluciones. Ácido perochotitánicoH 4 TIO 5 Amarillo-Marrón, teniendo una fórmula TI (OH) 3 O-OH.

TiO 2 se utiliza en la fabricación de vasos refractarios, esmaltes, esmalte, platos de laboratorio resistentes al calor, así como para la preparación de pintura de aceite blanco con una capacidad de alto cobertura ( titanium Belila.).

TiO 2 con Baco 3 se obtiene. titanate BariaBatio 3. Esta sal tiene una constante dieléctrica muy alta y, además, tiene la capacidad de deformarse bajo la acción del campo eléctrico. Los cristales de titanato de bario se utilizan en condensadores eléctricos de alta capacidad y tamaños pequeños, en equipos ultrasónicos, en las pastillas, en dispositivos hidroacústicos.

Cloruro titán(Iv) TICI 4, obtenido por el mismo método que SICL 4, ¿es un líquido incoloro con un punto de ebullición 136? C y un punto de fusión -32? C, hidrolizando agua con la formación de TiO 2 y 4HCl. Con haluro de metal alcalino, cloruro de titanio (IV) proporciona cloruros dobles que contienen un ion complejo 2-. Fluoruro de titanio(Iv) TIF 4 se aísla como un polvo blanco con un punto de fusión 284? C; También se hidroliza fácilmente y se forma con HF. hexafluorotitava(Iv) ácido H2 TIF 6, similar al ácido hexafluoroshic.

Anhidro cloruro titán(Iii) TICL 3 se obtiene como un polvo púrpura al pasar el vapor TICL 4 junto con H 2 a través del tubo de cobre calentado a aproximadamente 700? C. En forma de una solución acuosa (púrpura), se obtiene por la restauración del TICI 4 en ácido clorhídrico con zinc o electrolito. También se obtiene sulfato de titanio (III). De la solución acuosa de cloruro de titanio (III) cristalizado. hexagidat púrpura Ticl 3? 6h 2 O.

Cloruro titán(Ii) TICL 2, negro pintado, se obtiene mediante descomposición térmica de TICL 3 a 700 ° C en la atmósfera de hidrógeno:

Incoloro solución de agua Este cloruro se oxida rápidamente en el aire, mientras que primero se pinta en color púrpura, y luego nuevamente se vuelve incoloro debido a la formación del primer compuesto TI (III), y luego los compuestos TI (IV).

Carbonitruros, oxycarbidos y titanio oxinitruros. Se ha encontrado que la naturaleza de la disolución de las fases refractarias de implementación (TFV) - carburos, nitruros y óxidos de titanio, de la composición se correlaciona con un cambio en el grado de metalicidad de los enlaces TI-TI en una serie de tic- TIN-TIO, a saber: con un aumento en el grado de metalicidad de las fases en esta dirección, su resistencia química en HCl y H2 SO 4 disminuye, y en HNO 3 - crece. Dado que los carburos, los nitruros y el monóxido de titanio se caracterizan por una solubilidad mutua completa, se puede esperar que, en la interacción de sus soluciones sólidas con ácidos, se manifestará un patrón similar.

Sin embargo, la información disponible en la literatura sobre la dependencia del grado de disolución de TIC x O Y y Tin x O Y de la composición en ácidos minerales Haz mal de acuerdo con este supuesto. Entonces, solubilidad tic x o y (fracción<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 (d.\u003d 1.19 g / cm) En las mismas condiciones alcanza el 1 y 2%, sin detectar, sin embargo, cualquier dependencia de la composición de la fase. El grado de disolución TIN x O Y está en CONC. HNO 3 es bajo (2.5-3.0%) y no depende de la composición de oximinitruro (20ўў C, 6 h). Por otro lado, el grado de disolución TIN x O Y en HNO 3 varía en las mismas condiciones en límites muy amplios: del 98% para TIC 0.88 ° 0.13 a 4.5% para TIC 0.11 o 0.82. Es difícil decir algo definido sobre la naturaleza del grado de disolución: la composición del carbonitruro de titanio en sal y ácidos sulfúricos. El grado de disolución TIC x O Y en HCl es muy pequeño (0,3%) y no depende de la composición del carbonitruro (60ºC, 6 H). Sin embargo, en Conc. H 2 SO 4 es un orden de magnitud superior (3.0-6.5%) y se caracteriza por un mínimo (2%) para una muestra de la composición TIC 0.67 o 0.26.

Los datos experimentales obtenidos sugieren que la naturaleza de la disolución de TIC X N Y, TIC X O Y y TIN x O Y de la composición en HCl, H2 SO 4 y HNO 3 está bastante definida y, además, similar al establecido previamente para TIC X , TIN X y TIO X. Esto significa que las razones de la carrera cualitativamente diferente de estas dependencias en HCl y H2 SO 4, por un lado, y en HNO 3, por el otro, deben ser comunes a todos los compuestos estudiados del TI-C, no hay sistema, es decir Para determinar el grado de metalicidad de la comunicación TI-TI y la capacidad de pasivación de los productos de interacción formados.

Titanatos de litio y zinc LI 2 ZNTI 3 O 8 Y LI 2 ZN 3 TI 4 O 12 Tienen una estructura de espinela cúbica con una distribución diferente de cationes en posiciones. Se ha establecido que estos compuestos son electrolitos de litio sólido. En Li 2 znti 3 O 8, los cationes de litio y titanio se ordenan en posiciones octadedlales en una proporción de 1: 3, la mitad de los átomos de litio y zinc están distribuidos estadísticamente sobre posiciones tetraédricas: (LI 0.5 Zn 0.5) O 4. La fórmula química de cristal LI 2 ZN 3 TI 4 O 12 se puede registrar como (Zn) O 4. Sobre la base del análisis de IR y CR-SPECTRA, se proponen otro método de distribución de la distribución de átomos de litio y zinc en la estructura de estas spinders: el litio tiene coordinación tetraédrica, y zinc y titanio - octaédrico. También se observa una fuerte distorsión de Octahedra TiO 6: Entonces, en Li 2 Zn 3 Ti 4 O 12, el entorno de los iones TI 4+, cerca de cinco coordinación. La baja conductividad iónica de estos titanatos a temperaturas elevadas se explica por la coordinación tetraédrica de los átomos de litio.

En el ejemplo de Galide Spinels LI 2 MX 4 (M \u003d MG 2+, MN 2+, Fe 2+; X \u003d CL -, BR -) Encontró que la composición catiónica y la distribución de átomos de litio en posiciones tienen un efecto fuerte. Sobre la cantidad de conductividad eléctrica. Dado que no hay caras compartidas en la estructura de espinela entre las mismas posiciones catiónicas, varias posiciones diferentes participan en la transferencia de iones. Se observaron altos valores de conductividad iónica en espinenos de cloruro como resultado de un desordenado de la estructura de los compuestos asociados con la transición de los átomos de litio a temperaturas elevadas de las posiciones tetraédricas 8 peroen Posiciones Octahedral Free 16 de. Al mismo tiempo, la estructura de espinela se convirtió en una estructura tipo NaCl. Un método informativo para estudiar la estructura desordenada de los espineños de cloruro fue el estudio de los espectros de CR de compuestos a altas temperaturas.

Características generales. Apertura de la historia

Titanio (Titanium), TI, - Elemento químico IV Grupo de sistema periódico de elementos D. I. MENDELEEV. Secura número 22, peso atómico 47.90. Consta de 5 isótopos estables; También se obtienen isótopos radioactivos artificialmente.

En 1791, el químico inglés W. Gregor se encontró en la arena de Menakan (Inglaterra, Cornualles) una nueva "tierra", llamada Menakanova. En 1795, el químico alemán M. Clavearot descubrió en el mineral rutilo, un terreno desconocido, el metal que llamó titán [en griego. La mitología de titanio es los hijos de uranio (cielo) y gay (tierra)]. En 1797, el claparot demostró la identidad de esta tierra con Open W. Gregor. El titanio puro se destacó en 1910 por el cazador químico estadounidense recuperando el sodio de titanio de cuatro cloruro en la bomba de hierro.

Encontrando en la naturaleza

Titán se encuentra entre los elementos más comunes de la naturaleza, su contenido en la corteza terrestre es del 0,6% (pesaje). Es principalmente en forma de dióxido de TIO 2 o sus compuestos, titanatos. Se conocen más de 60 minerales, que incluyen titanio, también está contenido en el suelo, en animales y organismos vegetales. Ilmenita FETO 3 I. rutilo TiO 2 sirve como la principal materia prima para obtener titanio. Como fuente de titanio adquiere el valor de las escorias de la fundición. titano-magnetites E ilmenit.

Propiedades físicas y químicas

Existe titanio en dos estados: Amorfo - Polvo oscuro, densidad 3.392-3.395g / cm 3, y densidad cristalina, densidad 4.5 g / cm 3. Para el titanio cristalino, se conocen dos modificaciones con un punto de transición a 885 ° (por debajo de 885 ° forma hexagonal estable, arriba - cúbico); T ° P alrededor de 1680 °; T ° Kay está por encima de 3000 °. Titán absorbe activamente los gases (hidrógeno, oxígeno, nitrógeno), lo que lo hace muy frágil. El metal técnico es susceptible al procesamiento de presión caliente. Un metal completamente limpio se puede enrollar en frío. En el aire, a temperaturas ordinarias, el titanio no cambia, cuando se influye, se forma una mezcla de óxido TI 2 O 3 y nitruro de estaño. En la corriente de oxígeno durante los RRIOS RED, se oxida al dióxido de TiO 2. A altas temperaturas, reacciona con carbono, silicio, fósforo, azufre, etc. Resistente al agua de mar, ácido nítrico, cloro húmedo, ácidos orgánicos y álcalis fuertes. Es soluble en ácidos de azufre, clorhídrico y colocación, mejor en la mezcla de HF y HNO 3. La adición de agente oxidante evita el metal de la corrosión a temperatura ambiente. Los haluros del titanio cuatricular, con la excepción de TICL 4, los cuerpos cristalinos, la fusión baja y el volátil en solución acuosa se hidralizan, propensas a la formación de compuestos complejos, de los cuales el fluorotitanato de potasio K 2 TIF 6 está en tecnología y práctica analítica. . Tic carburo y sustancias similares a los metal de nitruro, caracterizados por una gran cantidad de dureza (carburo titán más duro), refractario (tic, muestras de t ° \u003d 3140 °; estaño, t ° pl \u003d 3200 °) y buena conductividad eléctrica.

Elemento químico número 22. Titanio.

La fórmula electrónica de titanio es: 1S 2 | 2S 2 2P 6 | 3S 2 3P 6 3D 2 | 4S 2.

Número de secuencia de Titán en el sistema periódico de elementos químicos D.I. MENDELEVA - 22. El número de elementos indica la carga de patio, por lo que, por lo tanto, el núcleo de carga de titanio - +22, la masa del núcleo - 47.87. Titán está en el cuarto período, en un subgrupo lateral. El número del período indica el número de capas electrónicas. El número del grupo denota el número de electrones de valencia. Un subgrupo lateral indica que el titanio se refiere a D-Elements.

Titán tiene dos electrones de valencia en la capa externa S-orbital y dos electrones de valencia en el D-orbital de la capa semi-seca.

Números cuánticos para cada electrón de valencia:

Con halógenos e hidrógeno TI (IV), forman compuestos del tipo TIX 4, que tienen SP3 → Q 4 tipo de hibridación.

Titán - metal. Es el primer elemento del grupo D. El más estable y común es TI +4. También hay conexiones con menores grados de oxidación - TI 0, TI -1, TI +2, TI +3, pero estos compuestos se oxidan fácilmente por aire, agua u otros reactivos en TI +4. La separación de cuatro electrones requiere altos costos de energía, por lo tanto, el ION TI +4 no existe realmente y el compuesto TI (IV) generalmente incluye un enlace covalente. TI (IV) En algunos aspectos es similar a los elementos: SI, GE, SN y PB, especialmente con SN.

Propiedades de los compuestos de titanio.

Oxides de titanio:

TI (IV) - TIO 2 - Dióxido de titanio. Tiene carácter anfótero. El más estable y tiene en general importancia práctica.

TI (III) - TI 2 O 3 - Oxido de titanio. Tiene el personaje principal. Resistente en la solución y es un agente reductor fuerte, así como los compuestos TI (III) restantes.

TI (II) - TICIO 2 - Titanio. Tiene el personaje principal. El menos estable.

Dióxido de titanio, TIO2, - un compuesto de titanio con oxígeno en el que Titán es Quadrathum. Polvo blanco, amarillo en estado calentado. Se encuentra en la naturaleza principalmente en forma de un mineral rutilo, T ° P por encima de 1850 °. La densidad es de 3.9 - 4.25 g / cm 3. Prácticamente insoluble en álcalis y ácidos, con la excepción de HF. En h 2 concentrado, SO 4 se disuelve solo con un largo calentamiento. Al colocar titanatos con álcalis cáusticos o carbónicos, se forman titanatos, que se hidrolizan fácilmente con la formación de ácido ortotitiano (o hidrato) TI (OH) 4, fácilmente soluble en ácidos. Cuando está de pie, pasa a un ácido mistutánico (forma) que tiene una estructura microcristalina y soluble solo en azufre concentrado en caliente y ácidos hidrofluoricos. La mayoría de los titanatos son prácticamente insolubles en agua. Las propiedades principales del dióxido de titanio son más fuertes que las ácidas, pero las sales en las que el titanio es catión, también se hidroliza en gran medida con la formación de un radical bivalente de TICIO 2 + TITANYL. Este último es parte de las sales como un catión (por ejemplo, un sulfato TITO 4 * 2H2 O TITANYL). El dióxido de titanio es uno de los compuestos de titanio más importantes, sirve como material de origen para obtener otros compuestos, así como titanio parcialmente metálico. Se utiliza principalmente como pintura mineral, además del relleno en la producción de caucho y metales de plástico. Es parte de las gafas refractarias, esmaltes, masas de formación de formación. Se fabrican piedras preciosas artificiales, incoloras y pintadas de ella.

El dióxido de titanio no se disuelve en agua y los ácidos minerales diluidos (excepto los fluidos) y las soluciones de álcalis diluidas.

Disuelto lentamente en ácido sulfúrico concentrado:

TIO 2 + 2H 2 SO 4 \u003d TI (SO4) 2 + 2H 2 O

Con peróxido de hidrógeno, se forma el ácido ortotitano H4TIO4:

TIO 2 + 2H 2 O 2 \u003d H 4 TIO 4

En las soluciones de alcalis concentradas:

TIO 2 + 2NAOH \u003d NA 2 TIO 3 + H 2 O

Cuando se calienta, el dióxido de titanio con amoníaco forma nitruro de titanio:

2Tio 2 + 2NH 3 \u003d 2TIN + 3H 2 O + O 2

En una solución saturada de bicarbonato de potasio:

TIO 2 + 2KHCO3 \u003d K 2 TIO 3 + H 2 O + 2CO 2

Cuando se fusionan con óxidos, hidróxidos y carbonatos, titanatos y óxidos dobles se forman:

TiO 2 + BAO \u003d BAO ∙ TIO 2 (Batio 3)

TIO 2 + BACO 3 \u003d BAO ∙ TIO2 + CO 2 (Batio 3)

TiO 2 + BA (OH) 2 \u003d BAO ∙ TIO 2 (Batio 3)

Hidróxidos de titanio:

H 2 TIO 3 - P.R. \u003d 1.0 ∙ 10 -29

H 2 TIO 4 - P.R. \u003d 3.6 ∙ 10 -17

TIO (OH) 2 - P.R. \u003d 1.0 ∙ 10 -29

TI (OH) 2 - P.R. \u003d 1.0 ∙ 10 -35

TI (IV) - TI (OH) 4 o H 4 TIO 4 - OH) 4 o H 4 TIO 4 - El ácido ortotítico no existe en absoluto, y el precipitado que cae al agregar bases a soluciones TI (IV), es un hidratado Formulario TiO 2. Esta sustancia se disuelve en álcali contracral, y los titanatos hidratados de la fórmula general se pueden distinguir de tales soluciones: M 2 TIO 3 ∙ NH 2 O y M 2 TI 2 O 5 ∙ NH 2 O.

El titanio se caracteriza por complejación con ácidos halógenos apropiados y especialmente con sus sales. Los derivados complejos más típicos con la fórmula general de ME 2 TIG 6 (donde yo es metal monovalente). Están bien cristalizados y sometidos a hidrólisis son mucho menos que los haluros iniciales de TIG 4. Esto indica la estabilidad de los iones complejos TIG 6 en solución.

La pintura de derivados de titanio depende en gran medida de la naturaleza del halógeno entrante en ellos:

La resistencia de las sales de ácidos complejos de tipo H 2, por ejemplo, 6, en general, aumenta de acuerdo con una serie de TI-ZR-HF y disminuye en una serie de halógenos F-CL-BR-I.

Los elementos derivados son más o menos característicos solo para el titanio. Oxido púrpura oscuro Ti 2 O 3 (t. PL. 1820 ° C) se puede obtener calcinando TICIO 2 a 1200 ° C en una corriente de hidrógeno. Como producto intermedio a 700-1000 ° C, se forma Blue Ti 2 O 3.

En el agua Ti 2 O 3 casi insoluble. Su hidróxido se forma en forma de un precipitado marrón oscuro bajo la acción de los alcalles en resueltos de sales de titanio trivalente. Comienza a precipitar las soluciones ácidas a pH \u003d 4, solo tiene propiedades básicas y en exceso de álcali no se disuelve. Sin embargo, se produjeron los metales (LI, NA, MG, MN) a partir de HIVI 2 por una manera seca. También se conoce la composición azul-negro "bronce de titanio" de Na0.2tio 2.

El hidróxido de titanio (III) se oxida fácilmente por el oxígeno aéreo. Si no hay otros sólidos en la solución, simultáneamente con la oxidación TI (OH) 3, se formula el peróxido de hidrógeno. En presencia de SA (OH) 2 (unión H 2 O 2), la reacción procede por la ecuación:

2Ti (OH) 3 + O 2 + 2H 2 O \u003d 2TI (OH) 4 + H 2 O 2

Sales de ácido nítrico TI (OH) 3 Restaura al amoníaco.

PURPLE TICL 3 Powder se puede obtener transmitiendo una mezcla de vapor TICL 4 con exceso de hidrógeno a través del tubo calentado a 650 ° C. El calentamiento provoca su sublimación (con formación parcial de moléculas diméricas TI 2 CL 6) y luego desmutation según el esquema:

2Ticl 3 \u003d Ticl 4 + Ticl 2

Curiosamente, en condiciones normales, el tetracloruro de titanio se restaura gradualmente por el cobre de metal, formando un compuesto negro de la composición de Cuticl 4 (es decir, cucl · ticl 3).

El titanio de tres cloruro también se forma en acción en TICL 4 hidrógeno en el momento del aislamiento (Zn + ácido). En este caso, la solución incolora se pinta en una característica de color púrpura de los iones TI 3+, y el CL 3 · 6H2 O. El cristaluro se puede aislar de él. Es conocido y un hidrato de cristal verde pequeño resistente de la misma. Composición liberada de una solución saturada HCl TICL 3. La estructura de ambas formas, así como los cristalolhidratos similares CRCL 3, corresponde a la fórmula CL 3 y CL · 2N2 O. Cuando se coloca en un recipiente abierto, la solución TICL 3 se decolora gradualmente debido a la oxidación de TI 3+ a Ti 4+ Air Oxygen por la reacción:

4TICL 3 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4TiOCL 2 + 4HCL.

Ion TI3 + es uno de los pocos agentes reductores, restaurando rápidamente (en un ácido) percloratos a cloruros. En presencia de Platinum Ti 3+ se oxida con agua (con liberación de hidrógeno).

El TI 2 anhidro (SO 4) 3 tiene un color verde. En el agua, es insoluble, y su solución en ácido sulfúrico diluido tiene un color púrpura púrpura para las sales de TI 3+. Desde el sulfato del titanio de trohulante, se realizan sales complejas, principalmente tipos de me · 12 h 2 O (donde yo CS o RB) y yo (con variables dependiendo de la naturaleza del catión del agua de cristalización).

El calor de la formación de TIO (t. Sq. 1750 ° C) es de 518 kJ / mol. Se obtiene en forma de una masa compacta de color amarillo dorado con calentamiento al vacío a 1700 ° C mezcla comprimida de TIO 2 + TI. Una forma interesante de formar su formación es la descomposición térmica (en alto vacío a 1000 ° C) nitrilo de titanil. Un tipo similar de metal, TIS marrón oscuro se obtiene al calcinar TIS 2 en una corriente de hidrógeno (inicialmente, se forman los sulfuros de la composición intermedia, en particular TI 2 S 3). Tise, tite y silicida de la composición TI 2 SI también se conocen.

Todo el TIG 2 se forma cuando se calienta por los haluros de TIG 3 correspondientes sin acceso aéreo debido a su descomposición de acuerdo con el esquema:

2TIG 3 \u003d TIG 4 + TIG 2

Con una temperatura algo más alta de los haluros, TIG 2, están sujetos a la desmutura de acuerdo con el esquema: 2TIG 2 \u003d TIG 4 + TI

El titanio a dos manos también se puede obtener mediante la restauración del hidrógeno TICL4 a 700 ° C. Es bien soluble en agua (y alcohol), y con amoníaco líquido proporciona un amoniaco gris Ticl 2 · 4NH 3. La solución TICL 2 se puede obtener mediante la recuperación de la amalgama de sodio TICL 4. Como resultado de la oxidación de oxígeno, la solución incolora TICL 2 será rápidamente rápidamente, luego se convierte en púrpura (TI 3+) y finalmente se descompone nuevamente (TI 4+). La solución TICL 2 TI (OH) 2 se obtiene por la solución TI (OH) 2 es extremadamente oxidada fácilmente.

Oxides de titanio:

TI (IV) - TIO 2 - Dióxido de titanio. Tiene carácter anfótero. El más estable y tiene en general importancia práctica.

TI (III) - TI 2 O 3 - óxido de titanio. Tiene el personaje principal. Resistente en la solución y es un agente reductor fuerte, así como los compuestos TI (III) restantes.

TI (II) - TIO 2 - Zaku Titanium. Tiene el personaje principal. El menos estable.

Dióxido de titanio, TIO2, - un compuesto de titanio con oxígeno en el que Titán es Quadrathum. Polvo blanco, amarillo en estado calentado. Se encuentra en la naturaleza principalmente en forma de un mineral rutilo, T ° P por encima de 1850 °. La densidad es de 3.9 - 4.25 g / cm 3. Prácticamente insoluble en álcalis y ácidos, con la excepción de HF. En h 2 concentrado, SO 4 se disuelve solo con un largo calentamiento. Al colocar titanatos con álcalis cáusticos o carbónicos, se forman titanatos, que se hidrolizan fácilmente con la formación de ácido ortotitiano (o hidrato) TI (OH) 4, fácilmente soluble en ácidos. Cuando está de pie, pasa a un ácido mistutánico (forma) que tiene una estructura microcristalina y soluble solo en azufre concentrado en caliente y ácidos hidrofluoricos. La mayoría de los titanatos son prácticamente insolubles en agua. Las propiedades principales del dióxido de titanio son más fuertes que las ácidas, pero las sales en las que el titanio es catión, también se hidroliza en gran medida con la formación de un radical bivalente de TICIO 2 + TITANYL. Este último es parte de las sales como un catión (por ejemplo, un sulfato TITO 4 * 2H2 O TITANYL). El dióxido de titanio es uno de los compuestos de titanio más importantes, sirve como material de origen para obtener otros compuestos, así como titanio parcialmente metálico. Se utiliza principalmente como pintura mineral, además del relleno en la producción de caucho y metales de plástico. Es parte de las gafas refractarias, esmaltes, masas de formación de formación. Se fabrican piedras preciosas artificiales, incoloras y pintadas de ella.

El dióxido de titanio no se disuelve en agua y los ácidos minerales diluidos (excepto los fluidos) y las soluciones de álcalis diluidas.

Disuelto lentamente en ácido sulfúrico concentrado:

TIO 2 + 2H 2 SO 4 \u003d TI (SO4) 2 + 2H 2 O

Con peróxido de hidrógeno, se forma el ácido ortotitano H4TIO4:

TIO 2 + 2H 2 O 2 \u003d H 4 TIO 4

En las soluciones de alcalis concentradas:

TIO 2 + 2NAOH \u003d NA 2 TIO 3 + H 2 O

Cuando se calienta, el dióxido de titanio con amoníaco forma nitruro de titanio:

2Tio 2 + 2NH 3 \u003d 2TIN + 3H 2 O + O 2

En una solución saturada de bicarbonato de potasio:

TIO 2 + 2KHCO3 \u003d K 2 TIO 3 + H 2 O + 2CO 2

Cuando se fusionan con óxidos, hidróxidos y carbonatos, titanatos y óxidos dobles se forman:



TiO 2 + BAO \u003d BAO ∙ TIO 2 (Batio 3)

TIO 2 + BACO 3 \u003d BAO ∙ TIO2 + CO 2 (Batio 3)

TiO 2 + BA (OH) 2 \u003d BAO ∙ TIO 2 (Batio 3)

Hidróxidos de titanio:

H 2 TIO 3 - P.R. \u003d 1.0 ∙ 10 -29

H 2 TIO 4 - P.R. \u003d 3.6 ∙ 10 -17

TIO (OH) 2 - P.R. \u003d 1.0 ∙ 10 -29

TI (OH) 2 - P.R. \u003d 1.0 ∙ 10 -35

TI (IV) - TI (OH) 4 o H 4 TIO 4 - OH) 4 o H 4 TIO 4 - El ácido ortotítico no existe en absoluto, y el precipitado que cae al agregar bases a soluciones TI (IV), es un hidratado Formulario TiO 2. Esta sustancia se disuelve en álcali contracral, y los titanatos hidratados de la fórmula general se pueden distinguir de tales soluciones: M 2 TIO 3 ∙ NH 2 O y M 2 TI 2 O 5 ∙ NH 2 O.

El titanio se caracteriza por complejación con ácidos halógenos apropiados y especialmente con sus sales. Los derivados complejos más típicos con la fórmula general de ME 2 TIG 6 (donde yo es metal monovalente). Están bien cristalizados y sometidos a hidrólisis son mucho menos que los haluros iniciales de TIG 4. Esto indica la estabilidad de los iones complejos TIG 6 en solución.

La pintura de derivados de titanio depende en gran medida de la naturaleza del halógeno entrante en ellos:

La resistencia de las sales de ácidos complejos de tipo H 2, por ejemplo, 6, en general, aumenta de acuerdo con una serie de TI-ZR-HF y disminuye en una serie de halógenos F-CL-BR-I.

Los elementos derivados son más o menos característicos solo para el titanio. Oxido púrpura oscuro Ti 2 O 3 (t. PL. 1820 ° C) se puede obtener calcinando TICIO 2 a 1200 ° C en una corriente de hidrógeno. Como producto intermedio a 700-1000 ° C, se forma Blue Ti 2 O 3.

En el agua Ti 2 O 3 casi insoluble. Su hidróxido se forma en forma de un precipitado marrón oscuro bajo la acción de los alcalles en resueltos de sales de titanio trivalente. Comienza a precipitar las soluciones ácidas a pH \u003d 4, solo tiene propiedades básicas y en exceso de álcali no se disuelve. Sin embargo, se produjeron los metales (LI, NA, MG, MN) a partir de HIVI 2 por una manera seca. También se conoce la composición azul-negro "bronce de titanio" de Na0.2tio 2.

El hidróxido de titanio (III) se oxida fácilmente por el oxígeno aéreo. Si no hay otros sólidos en la solución, simultáneamente con la oxidación TI (OH) 3, se formula el peróxido de hidrógeno. En presencia de SA (OH) 2 (unión H 2 O 2), la reacción procede por la ecuación:

2Ti (OH) 3 + O 2 + 2H 2 O \u003d 2TI (OH) 4 + H 2 O 2

Sales de ácido nítrico TI (OH) 3 Restaura al amoníaco.

PURPLE TICL 3 Powder se puede obtener transmitiendo una mezcla de vapor TICL 4 con exceso de hidrógeno a través del tubo calentado a 650 ° C. El calentamiento provoca su sublimación (con formación parcial de moléculas diméricas TI 2 CL 6) y luego desmutation según el esquema:

2TICL 3 \u003d TICL 4 + TICL 2

Curiosamente, en condiciones normales, el tetracloruro de titanio se restaura gradualmente por el cobre de metal, formando un compuesto negro de la composición de Cuticl 4 (es decir, cucl · ticl 3).

El titanio de tres cloruro también se forma en acción en TICL 4 hidrógeno en el momento del aislamiento (Zn + ácido). En este caso, la solución incolora se pinta en una característica de color púrpura de los iones TI 3+, y el CL 3 · 6H2 O. El cristaluro se puede aislar de él. Es conocido y un hidrato de cristal verde pequeño resistente de la misma. Composición liberada de una solución saturada HCl TICL 3. La estructura de ambas formas, así como los cristalolhidratos similares CRCL 3, corresponde a la fórmula CL 3 y CL · 2N2 O. Cuando se coloca en un recipiente abierto, la solución TICL 3 se decolora gradualmente debido a la oxidación de TI 3+ a Ti 4+ Air Oxygen por la reacción:

4TICL 3 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4TiOCL 2 + 4HCL.

Ion TI3 + es uno de los pocos agentes reductores, restaurando rápidamente (en un ácido) percloratos a cloruros. En presencia de Platinum Ti 3+ se oxida con agua (con liberación de hidrógeno).

El TI 2 anhidro (SO 4) 3 tiene un color verde. En el agua, es insoluble, y su solución en ácido sulfúrico diluido tiene un color púrpura púrpura para las sales de TI 3+. Desde el sulfato del titanio de trohulante, se realizan sales complejas, principalmente tipos de me · 12 h 2 O (donde yo CS o RB) y yo (con variables dependiendo de la naturaleza del catión del agua de cristalización).

El calor de la formación de TIO (t. Sq. 1750 ° C) es de 518 kJ / mol. Se obtiene en forma de una masa compacta de color amarillo dorado con calentamiento al vacío a 1700 ° C mezcla comprimida de TIO 2 + TI. Una forma interesante de formar su formación es la descomposición térmica (en alto vacío a 1000 ° C) nitrilo de titanil. Un tipo similar de metal, TIS marrón oscuro se obtiene al calcinar TIS 2 en una corriente de hidrógeno (inicialmente, se forman los sulfuros de la composición intermedia, en particular TI 2 S 3). Tise, tite y silicida de la composición TI 2 SI también se conocen.

Todo el TIG 2 se forma cuando se calienta por los haluros de TIG 3 correspondientes sin acceso aéreo debido a su descomposición de acuerdo con el esquema:

2TIG 3 \u003d TIG 4 + TIG 2

Con una temperatura ligeramente más alta de los haloenidas TIG 2, están sujetos a desmutation de acuerdo con el esquema: 2TIG 2 \u003d TIG 4 + TI. El titanio a dos manos también se puede obtener mediante la restauración del hidrógeno TICL4 a 700 ° C. Es bien soluble en agua (y alcohol), y con amoníaco líquido proporciona un amoniaco gris Ticl 2 · 4NH 3. La solución TICL 2 se puede obtener mediante la recuperación de la amalgama de sodio TICL 4. Como resultado de la oxidación de oxígeno, la solución incolora TICL 2 será rápidamente rápidamente, luego se convierte en púrpura (TI 3+) y finalmente se descompone nuevamente (TI 4+). La solución TICL 2 TI (OH) 2 se obtiene por la solución TI (OH) 2 es extremadamente oxidada fácilmente.

Titán - metal bastante activo; El potencial de electrodo estándar del sistema TI / TI 2+ es -1.63 V. Sin embargo, debido a la formación de una película protectora densa, el titanio tiene una resistencia extremadamente alta contra la corrosión, excede la resistencia al acero inoxidable. No se oxide en el aire, en el agua de mar y no cambia en varios medios químicos agresivos, en particular en ácido nítrico diluido y concentrado e incluso vodka real.

El titanio a baja temperatura es más resistente a la acción de oxígeno que el hierro, pero cuando se calienta en el aire, se quema a TiO 2. Con cloro, Titán reacciona a unos 300 ° C.

En contraste con el circonio y el hafnio, el titanio se disuelve cuando se calienta en ácido clorhídrico, formando un acuacomplexes TI (III) en la atmósfera reductora:

Soluciones de titanio. En soluciones acuosas, TI está principalmente en un estado de 4 valores, pero en ciertas condiciones hay complejos en los que la valencia del titanio es igual a tres. Un pequeño radio ion le permite adquirir una proporción notable de la densidad de electrones del donante de oxígeno con la formación de un fuerte enlace covalente. Valores de electricidad para TIOH y TIO - 2.43 y 2.56, respectivamente. La afinidad de los iones TI +4 es tan grande que los complejos casi siempre contienen oxígeno y forma en soluciones de cadenas de titanio (IV) con hidroxilo y puentes de oxígeno.

Química de titanio Incluso en soluciones diluidas se proporciona con procesos de polimerización.

En soluciones, el titanio puede estar en forma de iones simples y complejos, así como en el estado dispersado de coloides. La prevalencia de una u otra forma depende de las condiciones para obtener y almacenar la solución, su concentración, el contenido de las impurezas y otros factores. La capacidad de TI para unirse a las reacciones iónicas típicas, por ejemplo, en la reducción de oxidación, indica que las soluciones de azufre disocian las soluciones a los cationes y los aniones. Entonces, la transformación del sulfato en cloruro al agregar BACL 2:

TI 4+ + 2SO 4 2- + 2BA 2+ + 4CL - \u003d 2BASO 4 + TI 4+ + 4CL -

El ion de TI 4+ es completamente y el ion no cambia. La cristalización de las sales con relaciones estequiométricas claramente pronunciadas también es una prueba de su naturaleza iónica.

En las soluciones acuosas sulfato, la existencia de iones TI 4+ no es posible, ya que existe TI en forma de complejos de hidrato TI (H2O) 6 4+, sometido a hidrólisis con depotonización. Desde el punto de vista de las ideas sobre la estructura de agua en forma de hielo, los cálculos realizados de acuerdo con los volúmenes molares aparentes permiten asumir el hallazgo TI (H2O) 6 4+ como en el marco de la estructura del agua y en sus vacíos.

No hay evidencia directa de la existencia de iones TICIO 2+ Titanyl en la solución. Sin embargo, la presencia del grupo de TIO en varios compuestos es sin duda. El método termochémico se muestra que el ión de titanil tiene una pronunciada hidratación positiva en una solución. Los números de HIDED calculados para las formas TI en las relaciones de Molly, por lo que 3: TI, igual a 2 y 1, son 90 5, respectivamente, que están cerca de los valores mínimos para los iones u 4+, Na + y K +, que se encuentran de acuerdo con El número de transferencia electrolítica. Con la creciente concentración de titanio, los números de hidrato se reducen y, en el momento de la cristalización de los sulfatos, se acercan a las moléculas H2O por átomo de TI, conectadas firmemente en la fase sólida.

La hidrólisis de los iones que contiene titanio o las moléculas neutras en soluciones de azufre es un proceso físico-químico complejo. Distingue varias etapas: la interacción de los sulfatos de titanio con agua con su transición a los sulfatos principales, la formación y el crecimiento de micelas de hidróxido, coagulación de micelas con pérdida de sedimentos. El proceso de hidrólisis de los sulfatos de titanio se puede representar mediante reacciones sucesivas:


Esponja de titanio. En la recuperación térmica de metal del titanio cuatro cloruro, se forman cristales de metal individuales. El tamaño de estos cristales varía de las centésimas de micras a 10 mm y más. En el proceso de recuperación y con extracto de alta temperatura, los cristales individuales están creciendo en una unidad de esponja que mantiene las dimensiones y la forma del recipiente de reacción. Al igual que cualquier cuerpo poroso, la esponja de titanio tiene una gran superficie específica.

Encontrar en el aire, esta superficie está en contacto con los gases incluidos en el aire. Titán es un elemento químicamente activo y entra en la interacción con sus gases circundantes. El grado de esta interacción depende de la magnitud de la superficie de la esponja, la naturaleza de la interacción de titanio con cada uno de los gases y temperatura.

Cuando triturando, presionando y otras operaciones, la esponja se calienta a 250-300 ° C. Esto contribuye a la aceleración de la interacción química del titanio con los gases. La presencia de sales de cloruro en la esponja hace que su contacto con el aire sea más peligroso, ya que los cloruros están absorben intensamente el agua. Estas propiedades de la esponja bajo ciertas condiciones se manifiestan tanto que un producto de baja calidad se puede obtener de las variedades metálicas más altas o incluso el matrimonio. Por lo tanto, los fenómenos asociados con la contaminación de la esponja de titanio durante su estadía en el aire requieren un estudio cuidadoso y una atención constante.

La interacción de la esponja de titanio con oxígeno. Titanio interactúa con oxígeno a todas las temperaturas. Con un exceso de oxígeno, se forma TiO 2, en otras condiciones, es posible formar TIO y TI 2 O 3. La capa de adsorción formada a temperatura ambiente consiste en oxígeno ligado químicamente y la superestructura de débilmente asociada con la superficie de los átomos de los gases. En el período inicial del proceso sobre la tasa de crecimiento de la película de óxido, la principal influencia tiene la temperatura. La oxidación de la superficie de titanio se produce principalmente durante 1-2 horas. La exposición adicional a temperaturas de hasta 300 ° C conduce a un cambio menor en el estado de la superficie. Esto se debe a las propiedades protectoras de la película de óxido.

El proceso de oxidación de titanio en el aire en el rango de 20-300 ° C se puede dividir en tres períodos:

1. La formación de la película de óxido a temperaturas de hasta 50 ° C; Al mismo tiempo, no se detecta un aumento en el contenido de oxígeno por el método de fusión al vacío.

2. Oxidación de titanio en el rango de temperatura de 60 a 140 ° C; En este rango de temperatura, un aumento en el contenido de oxígeno obedece una ecuación lineal

3. Oxidación de titanio en el rango de temperatura de 140 a 300 ° C; En este rango de temperatura, se expresa un aumento en el contenido de oxígeno en titanio por dependencia parabólica.

A temperaturas superiores a 400 ° C, la estructura de la película está rota, y la tasa de oxidación de titanio aumenta considerablemente. Esto se debe a un aumento en la tasa de difusión de los iones de oxígeno de la superficie del metal. La oxidación de titanio en el aire fluye más intensamente que en oxígeno puro. Esto se debe a la presencia de nitrógeno, que contribuye a la formación de defectos en la red de óxido y aumenta la tasa de oxidación.

Interacción de titanio con nitrógeno. Como resultado de la interacción de titanio con nitrógeno, se forma nitruro de titanio (estaño). El color del nitruro de titanio varía de marrón claro hasta el amarillo de bronce.

En el aire a 300 ° C, el titanio interactúa ligeramente con nitrógeno. Este hecho confirma que una película oxídica se forma principalmente en el aire, lo que protege en gran medida el titanio de la interacción con el nitrógeno. Con un aumento de la temperatura a 400 ° C, se inicia alguna disolución de la película de óxido en las profundidades del metal, se produce la estructura de la película de la superficie, como resultado de lo cual se intensifica la interacción de titanio con nitrógeno de aire.

En el medio de nitrógeno, la interacción de titanio con nitrógeno a 20 ° C se detecta solo cambiando el color de la superficie metálica.

El nitrógeno es capaz de disolverse en titanio; Hasta 550 ° C, la difusión de iones de nitrógeno en las profundidades de metal fluye lentamente, pero se activan bruscamente a 700 ° C. Incluso un contenido de nitrógeno menor en titanio conduce a un aumento notable en su dureza. La nitruración es un medio eficaz para aumentar la resistencia al desgaste del titanio.

Interacción de titanio con agua. Con una interacción química de titanio con agua según el esquema.

Dos procedimientos proceden simultáneamente: la absorción de titanio de hidrógeno y la formación de compuestos de óxido.

Un aumento en el contenido de oxígeno en la esponja de titanio cuando la oxidación en agua a temperaturas de hasta 100 ° C es proporcional a la temperatura cuadrada.


La oxidación de titanio en el agua fluye intensamente; Un aumento en el contenido de oxígeno en titanio como resultado de la interacción con el agua más de diez veces más alta que la oxidación en el aire a las mismas temperaturas, el contenido de hidrógeno en titanio después del contacto con el agua aumenta en 3 a 4 veces.

Interacción de titanio con hidrógeno. En la interacción de titanio con hidrógeno, se forma hidruro de titanio (TIH 2). Además, el titanio absorbe alrededor del 30% (en.) Hidrógeno, que ocupa los vacíos octaédricos de la celosía. Si se adsorbe una cantidad insignificante de hidrógeno, entonces solo se observa la expansión de la red cristalina sin cambiar el tipo de estructura. Además, la adsorción crea un estrés significativo. La fórmula TIH 2 corresponde a una fase de hidrógeno más rico.

Adsorbido a temperaturas elevadas, el hidrógeno permanece solo en la superficie. El hidrógeno se difunde en titanio con velocidades muy grandes. Por ejemplo, a 500 ° C, el coeficiente de difusión de hidrógeno en ά-titanio es de 1,5 · 10 -5 cm 2 / s.