ХимЛаб - сайт о химии

СhemistLab.ru

Главная | Химический справочник | Регистрация | Вход
Вторник
06.12.2016
20:54
Гостевая книга
Информация о сайте
Приветствую Вас Гость | RSS
Главная » Статьи » Т

Титана оксиды

ТИТАНА ОКСИДЫ . Известно до 15 Т.о., св-ва важнейших приведены в табл., на рис. представлена диаграмма состояния системы титан - кислород.

Низшие Т.о.-продукты упорядочения твердого р-ра О2 в a-Ti, макс. концентрация к-рого 31,9 ат.% О. При длит. обжиге образуются фазы на основе Ti3O (20-30 ат.% О) с ромбоэдрич. кристаллич. решеткой (при 25 ат.% О a = 0,51411, с = 0,95334 нм, пространств. группа Р31с) и Ti2O (~25-33,4 ат.% О; а = 0,29593 нм, с = 0,48454 нм, пространств. группа P3m1). Промежут. оксид Тi3О2-фаза с гексагон. решеткой (а = 0,49915, с = 0,28794 нм, пространств. группа Р6/mmm).

Монооксид TiO-кристаллы от золотисто-желтого до коричнево-фиолетового цвета со структурой типа NaCl со статистич. распределением вакансий Ti и О; полиморфные переходы при 1250, 820 и 720 °С, при 940 °С образуется стехиометрич. низкотемпературная моноклинная модификация (DH перехода 3,5 кДж/моль). TiO испаряется конгруэнтно; ур-ние температурной зависимости давления пара: lgp (мм рт.ст.) =11,46-28240/T (1921-1998 К); в воде не раств., раств. в разб. соляной и серной к-тах; при нагр. на воздухе окисляется; получают взаимод. Ti с ТiO2, компонент катализаторов.

Гидроксид титана(II) Ti(OH)2 образуется при действии на р-ры солей Ti(II) водного р-ра NH3 или солей слабых к-т в виде синего, коричневого или черного осадка, к-рый постепенно светлеет из-за разложения на ТiO2 и Н2; сильный восстановитель; легко раств. в к-тах; при нагр. на воздухе окисляется.

Сесквиоксид Ti2O3-кристаллы темно-фиолетового или черного цвета со структурой типа корунда; при 200 °С превращ. в др. гексагон. модификацию; при испарении диссоциирует на TiO и ТiO2; окисляется на воздухе только при очень высоких т-рах; с водой и минер. к-тами не реагирует; раств. при нагр. в конц. H2SO4 с образованием фиолетового р-ра Ti2(SO4)3; сплавляется с KHSO4 с получением титанилсульфатов K2TiO(SO4)2; при спекании или сплавлении с оксидами или карбонатами щелочных, щел.-зем. и др. металлов образует двойные оксиды. 

Гидроксид титана(III) Ti(OH)3 образуется при гидролизе солей Ti(III) или титанатов(III) в виде вишнево-красного, коричневого, синего или черного осадка, к-рый постепенно белеет из-за окисления водой, легко окисляется на воздухе, раств. в минер. к-тах.

Оксид Ti3O5, голубые или голубовато-черные кристаллы моноклинной сингонии (а = 0,9757 нм, b = = 0,3802 нм, с = 0,9452 нм, b = 93,11°, пространств. группа С2/m); при 175°С превращ. в др. моноклинную модификацию; плотн. 4,29 г/см3; энтальпия образования — 2460 кДж/моль; испаряется конгруэнтно с диссоциацией на TiO и ТiO2.

В области от Ti1,75 до Ti1,9 существует гомологич. группа фаз TinO2n-1, где n = 4-9 (фазы Магнелли), кристаллизующиеся в триклинной решетке.

Диоксид ТiO2-бесцв. кристаллы, при нагр. желтеет, но обесцвечивается после охлаждения; известен в виде неск. модификаций; кроме рутила, анатаза и брукита, известных в виде минералов, получены две модификации высокого давления: ромбич. IV (а = 0,4531нм, b = 0,5498 нм, с = = 0,4900 нм, пространств. группа Рbсп) при 4-12 ГПа и 400-1500°С, гексагон. V (а = 0,922 нм, с = 0,5685 нм) при давлении выше 25 ГПа. Брукит при всех условиях метастабилен. При нагр. анатаз и брукит необратимо превращ. в рутил соотв. при 400-1000 °С и ~750°С. В основе структур этих модификаций октаэдры ТiO6. Ур-ния температурной зависимости давления пара: для рутила lgp(мм рт. ст.) = 10,97-29180/T(1850-2113 К), для жидкого lgp(мм рт.ст.) = 9,03-25120/T (2113-2540 К); конгруэнтному испарению отвечает состав ТiO1,87.

TiO2 не раств. в воде, разб. минер. к-тах (кроме плавиковой) и разб. р-рах щелочей. С Н2О2 образует ортотитано-вую к-ту Н4ТiO4 (желтого цвета). Медленно раств. в конц. H2SO4, конц. р-рах щелочей, насыщ. р-ре КНCO3. При нагр. с NH3 образует TiN. При сплавлении или спекании с оксидами, карбонатами металлов образуютсятитанаты и двойные оксиды. Водородом, углеродом, активными металлами (Mg, Ca, Na) TiO2 при нагр. восстанавливается до низших оксидов. С Сl2 при натр. в присут. восстановителей (угля) образует TiCl4.

Получают TiO2 либо прокаливанием гидроксида, образующегося при гидролизе сульфатных р-ров (при сульфатной переработке титановых концентратов), либо сжиганием TiCl4 (при 1200-1700 °С). ТiO2 высокой чистоты можно получить гидролизом титанорг. соединений, Ti(OC4H9) с послед. прокаливанием. Используют TiO2 как пигмент в лакокрасочной пром-сти (титановые белила), в произ-ве бумаги, синтетич. волокон, пластмасс, резиновых изделий, в произ-ве керамич. диэлектриков, белой эмали, термостойкого и оптич. стекла (в т.ч. для волоконной оптики), как компонент обмазки электродов для электросварки и покрытий литейных форм и т. д.

Пыль TiO2 обладает раздражающим действием, может вызвать бронхит, пневмосклероз и др. поражения легких; ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мг/м3, в атм. воздухе 0,5 мг/м3, в воде 0,1 мг/л.

Гидратир. диоксид ТiO2·nН2О [гидроксид Ti(IV), оксо-гидрат Ti, оксогидроксид Ti] в зависимости от условий получения может содержать переменные кол-ва связанных с Ti групп ОН, структурную воду, кислотные остатки и адсорбир. катионы. Полученный на холоду свежеосажденный ТiO2·nН2О хорошо раств. в разб. минер. и сильных орг. к-тах, но почти не раств. в р-рах щелочей. Легко пептизируется с образованием устойчивых коллоидных р-ров. При высушивании на воздухе образует объемистый белый порошок плота. 2,6 г/см3, приближающийся цо составу к ф-ле ТiO2·2Н2О (ортотитановая к-та). При натр. и длит. сушке в вакууме постепенно обезвоживается, приближаясь по составу к ф-ле TiO2 · Н2О (метатитановая к-та). Осадки такого состава получаются при осаждении из горячих р-ров, при взаимод. металлич. Ti с HNO3 и т.п. Их плотн. ~ 3,2 г/см3 и выше. Они практически не раств. в разб. к-тах, не способны пептизироваться.

При старении осадки TiО2·nH2О постепенно превращ. в безводный диоксид, удерживающий в связанном состоянии адсорбир. катионы и анионы. Старение ускоряется кипячением суспензии с водой. Структура образующегося при старении TiO2 определяется условиями осаждения. При осаждении аммиаком из солянокислых р-ров при рН < 2 получаются образцы со структурой рутила, при рН 2-5-со структурой анатаза, из щелочной среды-рентгеноаморф-ные. Из сульфатных р-ров продукты со структурой рутила не образуются.

Получают TiО2·nH2О гидролитич. осаждением из сульфатных р-ров или гидролизом TiCl4; промежут. продукт при получении ТiO2, ионообменный материал.

Лит.: Хазин Л. Г., Двуокись титана, 2 изд., Л., 1970; Производство тетра-хлорида и двуокиси титана, L.-А., 1974; Гидратированный оксиды элементов IV и V групп, М., 1986. П. И. Федоров.

Категория: Т | Добавил: FilIgor (18.10.2015)
Просмотров: 116
Таблица Менделеева
Форма входа

Категории раздела
А [58]Б [51]
В [40]Г [48]
Д [40]Е [2]
Ж [11]З [24]
И [23]К [70]
Л [39]М [56]
Н [55]О [26]
П [66]Р [56]
С [97]Т [50]
У [14]Ф [32]
Х [19]Ц [59]
Ч [8]Ш [20]
Щ [7]Э [33]
Ю [1]Я [11]
Поиск
Типовые задачи

Типовые задачи и решения по общей и неорганической химии

Типовые задачи и решения по физико-химическим методам анализа

Типовые задачи и решения по электрохимии

Типовые задачи и решения по комплексным соединениям

Типовые задачи и решения по физической химии

Облако тегов
Посетители

Онлайн всего: 22
Гостей: 22
Пользователей: 0
Поделиться
lascheggia © 2012-2016
Бесплатный хостинг uCoz