химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

разделение — одна из сложнейших проблем неорганической технологии.

В отличие от элементов подгруппы германия в подгруппе титана с ростом атомного номера устойчивая степень окисления повышается. Для титана и его аналогов наиболее характерна степень окисления +4, но известны также соединения Ti(III) и реже Ti(II). Так, для титана устойчивы оксиды TiO, Ti203, ТЮ2 и фториды TiF2, TiF3, TiF4, а для циркония и гафния — Zr02, НЮ2 и ZrF4> HfF4.

Для титана типично координационное число 6 и реже 4 (табл. 38). Для циркония и гафния более характерны высокие координационные числа 7 и 8.

Таблица 38. Степени окисления титана и структурные единицы его соединений

Степень Коорди- Структурные Примеры

окисления национное единицы

элемента число

+2 6 Октаэдр TiO, TiF2, TiCl2

+3 6 > [Ti(OH2)6p, [TiFrJ3-, Ti203,

TiCl3

+4 4 Тетраэдр TiCl4, Ba2Ti04

6 Октаэдр TiFl", Ti02, CaTiOa

(провскит), FeTi03 (ильменит)

§ 1. ПОДГРУППА ТИТАНА

В земной коре титан довольно распространен (см. табл. 26, 27). встречается главным образом в виде минералов рутила ТЮ2, ильмени та FeTiOa и перовскита CaTi03. Цирконий и гафний — рассеянны'' элементы; из наиболее важных минералов циркония можно назвать циркон ZrSi04 баддалеит Zr02- Гафний самостоятельных минералов ш образует, а всегда сопутствует цирконию.

Простые вещества. В виде простых веществ титан, цирконий >? гафний — серебристо-белые металлы. Титан относится к легким, 1 576

Чистые металлы хорошо поддаются механической обработке. Следует отметить, что у металлов, содержащих в качестве примесей О, N, С, Н, пластичность, ковкость, тягучесть, твердость, прочность на разрыв и другие механические характеристики резко изменяются.

При обычной температуре металлы коррозионно-устойчивы на воздухе, что объясняется наличием на их поверхности защитной пленки Э02. При нагревании же их активность заметно возрастает. Так, при температуре красного каления они сгорают в кислороде, образуя Э02. При 800 "С активно реагируют с азотом, образуя 3N. С галогенами взаимодействуют при 150—400 'С, образуя ЭНа14 и т.д. В порошкообразном состоянии металлы пирофорны.

Титан, цирконий и гафний химически устойчивы во многих агрессивных средах. В частности, титан устойчив против действия растворов сульфатов, хлоридов, морской воды и др. В HNOa все они пассивируются. В отличие от циркония и гафния титан при нагревании растворяется в соляной кислоте, образуя в восстановительной атмосфере аквакомплексы Ti (III) — [Т1(ОНг)б]3*:

2Ti + 60H* + 6H20 = 2[Ti(OH2)6J3* + 3H2

Ti3+ + Зе" = Ti, 9\n = -1,23В

Цирконий и гафний взаимодействуют с кислотами лишь в тех случаях, когда создаются условия их окисления и образования анионных комплексов Э (IV). Так, мелкораздробленные Zr и Hf. как и Ti, относительно легко растворяются во фтороводородной кислоте:

Э + 6HF = H2[3F6] + 2Н2

„,,-,„.„ 577

TiF?" + 4e" = Ti + 6F-, ч>\т = -1Д9В, в смеси кислот HF + HNOa и HCI + HN03 (царская водка).

ЗЭ + 4HN03 + 18HF = 3H2]3F6] + 4NO + 8H20

3Zr 4- 4HN03 + 18HC1 = 3H2[ZrCI6] + 4NO + 8H20

Мелкораздробленные титан, цирконий и гафний взаимодействуют при нагревании с концентрированной серной кислотой:

Zr + 5H2S04 = H2[Zr(S04)3J + 2S02 4- 4Н20

Цирконий и гафний, в меньшей степени титан, устойчивы в растворах щелочей.

уг-ч Поскольку при высоких температурах Ti,

, ' *f |l Zr и Hf проявляют высокую химическую

активность, выделение их в чистом виде представляет значительные трудности. Обычно эти металлы получают магнийтер-мическим и натрийтермическим восстановлением тетрагалогенидов в атмосфере аргона или гелия:

TiCI4 4- 2Mg = 2MgCl2 + Ti

K2[ZrF6] + 4Na = 4NaF 4- 2KF + Zr

Рис. 226. Получение Очень чистые металлы получают термичес-особо чистого титана ким разложением тетраиодидов Э14 при иодидным методом -

термическим разложени- высокой температуре в вакууме.

ем иодида титана (IV) ^ ^ т изображен сосуд из стекла пирекс

для получения чистого титана. Через отверстие 1 поступают порошкообразный титан и иод, через отверстие i откачивают воздух. В Ходе процесса сосуд нагревают до 600 ° С в электрической печи, а титановая проволока 3 нагревается электрическим током. При 200 "С титан и иод взаимодействуют с образованием Тй4, который при 377 'С сублимирует. Пары Til* при соприкосновении с титановой проволокой, нагретой до 1100—1400 С, разлагаются: металлический титан оседает на проволоку, а пары иода, конденсируются на холодных частях прибора. Таким путем удается получать титан очень высокой степени чистоты, поскольку большинство примесей, содержащихся в исходном металле, или не реагирует с иодом, или не образует летучих при 377 ° С иодидов. 578

Используемые в металлургии титан и цирконий получают в виде ферротитапа и ферроциркоиия (15—20% Ti или Zr) путем совместного восстановления углем минералов титана или циркония и железных РУД-

Титан благодаря легкости, высокой термической и коррозионной устойчивости — важный конструкционный материал. Он используется для строительства самолетов, подво

страница 179
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
проекторы прокат
Фирма Ренессанс чердачные лестницы в леруа мерлен цена - качественно и быстро!
кресло 898
Супермаркет техники KNSneva.ru предлагает L48P1FS - г. Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11, тел. (812) 490-61-55.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)