химический каталог




ТИТАНА ОКСИДЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ТИТАНА ОКСИДЫ. Известно до 15 ТИТАНА ОКСИДЫо., свойства важнейших приведены в табл., на рис. представлена диаграмма состояния системы титан - кислород.

Низшие ТИТАНА ОКСИДЫо.-продукты упорядочения твердого раствора О2 в a-Ti, макс. концентрация которого 31,9 ат.% О. При длительного 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 ) и Ti2O (~25-33,4 ат.% О; а = 0,29593 нм, с = 0,48454 нм, пространств. группа ). 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; уравение температурной зависимости давления пара: lgp (мм рт.ст.) =11,46-28240/T (1921-1998 К); в воде не раств., растворим в разбавленый соляной и серной кислотах; при нагревании на воздухе окисляется; получают взаимодействие Ti с ТiO2, компонент катализаторов.

Гидроксид титана(II) Ti(OH)2 образуется при действии на растворы солей Ti(II) водного раствора NH3 или солей слабых кислот в виде синего, коричневого или черного осадка, который постепенно светлеет из-за разложения на ТiO2 и Н2; сильный восстановитель; легко растворим в кислотах; при нагревании на воздухе окисляется.

Сесквиоксид Ti2O3-кристаллы темно-фиолетового или черного цвета со структурой типа корунда; при 200 °С превращаются в др. гексагон. модификацию; при испарении диссоциирует на TiO и ТiO2; окисляется на воздухе только при очень высоких температурах; с водой и минеральных кислотами не реагирует; раств. при нагревании в конц. H2SO4 с образованием фиолетового раствора 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.


Диаграмма состояния системы титан-кислород (ж- жидкость).

Гидроксид титана(III) Ti(OH)3 образуется при гидролизе солей Ti(III) или титанатов(III) в виде вишнево-красного, коричневого, синего или черного осадка, который постепенно белеет из-за окисления водой, легко окисляется на воздухе, растворим в минеральных кислотах.

Оксид Ti3O5, или,-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 превращаются в др. моноклинную модификацию; плотность 4,29 г/см3; — 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 (пространств. группа или ).

Диоксид ТiO2-бесцв. кристаллы, при нагревании желтеет, но обесцвечивается после охлаждения; известен в виде несколько 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 нагревании анатаз и брукит необратимо превращаются в рутил соответственно при 400-1000 °С и ~750°С. В основе структур этих модификаций октаэдры ТiO6. Уравнения 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, разбавленый минеральных кислотах (кроме плавиковой) и разбавленый растворах щелочей. С Н2О2 образует ортотитано-вую кислоту Н4ТiO4 (желтого цвета). Медленно растворим в конц. H2SO4, конц. растворах щелочей, насыщ. растворе КНCO3. При нагревании с NH3 образует TiN. При сплавлении или спекании с оксидами, карбонатами металлов образуются титанаты и двойные оксиды. Водородом, углеродом, активными металлами (Mg, Ca, Na) TiO2 при нагревании восстанавливается до низших оксидов. С Сl2 при натр. в присутствии восстановителей (угля) образует TiCl4.

Получают TiO2 либо прокаливанием гидроксида, образующегося при гидролизе сульфатных растворов (при сульфатной переработке титановых концентратов), либо сжиганием TiCl4 (при 1200-1700 °С). ТiO2 высокой чистоты можно получить гидролизом титанорганическое соединений, Ti(OC4H9) с последующей прокаливанием. Используют TiO2 как пигмент в лакокрасочной промышленности (титановые белила), в производстве бумаги, синтетич. волокон, пластмасс, резиновых изделий, в производстве керамич. диэлектриков, белой эмали, термостойкого и оптический 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 количества связанных с Ti групп ОН, структурную воду, кислотные остатки и адсорбир. катионы. Полученный на холоду свежеосажденный ТiO2•nН2О хорошо растворим в разбавленый минеральных и сильных органическое кислотах, но почти не растворим в растворах щелочей. Легко пептизируется с образованием устойчивых коллоидных растворов. При высушивании на воздухе образует объемистый белый порошок плота. 2,6 г/см3, приближающийся цо составу к формуле ТiO2•2Н2О (ортотитановая кислота). При натр. и длительного сушке в вакууме постепенно обезвоживается, приближаясь по составу к формуле TiO2 • Н2О (метатитановая кислота). Осадки такого состава получаются при осаждении из горячих растворов, при взаимодействии металлич. Ti с HNO3 и т.п. Их плотность ~ 3,2 г/см3 и выше. Они практически не растворим в разбавленый кислотах, не способны пептизироваться.

При старении осадки TiО2•nH2О постепенно превращаются 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 растворов при рН < 2 получаются образцы со структурой рутила, при рН 2-5-со структурой анатаза, из щелочной среды-рентгеноаморф-ные. Из сульфатных растворов продукты со структурой рутила не образуются.

Получают TiО2•nH2О гидролитич. осаждением из сульфатных растворов или гидролизом TiCl4; промежуточные продукт при получении ТiO2, ионообменный материал.

Литература: 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.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
цены на курсы по автокаду
купить твердо топливный котел
оплётка на руль из натуральной кожи со шнуровкой
курсы по кадровому делу в одинцово

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
(03.12.2016)