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各种钛的卤素化合物与钛酸盐化合物的性质及其化学反应详细版

各种钛的卤素化合物与钛酸盐化合物的性质及其化学反应

 

1四溴化钛

在高温下用溴蒸气与碳化钛或(TiO2+C)反应可生成:

TiC+2Br2=TiBr4+C

TiO2+2C+2Br2=TiBr4+2CO

HBr与沸腾的TiCl4反应也可生成TiBr4。

TiBr4存在两种变体,低于-15℃时稳定态为α型,属于单斜晶系;高于-15℃时稳定态为β型,属于立方晶系。

它的熔点为38.25℃,沸点为232.6℃。

25℃时固体密度为3.37g/cm3,40℃时液体密度为2.95g/cm3,40℃时液体黏度为1.195×10-3Pa·s。

TiBr4是吸湿性较强的黄色结晶,其化学性质与TiCl4相似。

TiBr4在高温下可被氢还原为低价溴化钛和金属钛:

2TiBr4+H2

2TiBr3+2HBr

TiBr4+H2

TiBr2+2HBr

TiBr4+2H2

Ti+4HBr

在800℃时可与O2反应生成TiO2:

TiBr4+O2=TiO2+2Br2。

TiBr4可与F2、Cl2发生取代反应:

TiBr4+2Cl2=TiCl4+2Br2。

2二(三)溴化钛

TiBr2是黑色粉末,25℃时密度为4.31g/cm3,熔点为950℃,沸点为1200℃,加热至500℃时便开始缓慢地发生歧化。

TiBr3是紫红色物质,25℃时密度为3.94g/cm3,熔点高于1260℃,600℃时的蒸汽压为13Pa,隔绝空气加热至400℃时则发生歧化。

3四氟化钛

以氟或氟化氢与钛及其化合物反应可制取TiF4,如:

TiO2+2F2=TiF4+O2,TiC+4F2=TiF4+CF4,TiCl4+4HF=TiF4+4HCl

TiF4是白色粉末,为强烈挥发性物质,10℃时密度为2.84g/cm3,20℃时为2.80g/cm3。

它不经熔化便直接升华,在284℃时其蒸气压已达0.1MPa。

TiF4加热至红热温度可被碱金属、碱土金属、铝、铁等还原为金属钛,例如:

TiF4+Na=Ti+NaF4。

TiF4不与氮、碳、氢、氧、硫及卤素发生反应。

TiF4是强的吸湿性物质,它溶于水时放出大量的热,蒸发其水溶液可析出结晶水化物TiF4·2H2O。

TiF4具有酸性,在KF溶液中,即在TiF4-KF-H2O系中生成配合离子,并可在一定条件下从这溶液中析出无水的六氟钛酸钾结晶。

可用作HF氟化CCl4及烯烃异构化等有机反应的催化剂。

4二(三)氟化钛

TiF2是暗紫色粉末,25℃时密度为3.79g/cm3,熔点为1280℃,沸点为2150℃。

TiF3是一种紫色粉末,它的密度为3.0g/cm3,熔点为1230℃,沸点约为1500℃。

TiF3和TiF2的性质分别与TiCl3和TiCl2相似,它们的稳定性都差,加热时发生歧化,容易被氧化。

5四碘化钛

碘蒸气与加热的金属钛反应便生成TiI4。

钛的碘化反应是个可逆反应,在温度较低时主要生成TiI4,温度较高时TiI4发生分解。

碘化氢与TiCl4在加热沸腾时也生成TiI4。

碘与氢的混合物与热的TiCl4反应也得到:

TiCl4+2H2+2I2=TiI4+4HCl。

TiI4是一种红褐色晶体,属于立方晶系,其晶格常数a=1.20nm,106℃时发生晶型转化,转化后晶格常数a=1.221nm,转化热为17.8J/g。

它的熔点为155℃,沸点为377℃。

液体TiI4在160℃的蒸气压为439Pa,160~370℃时的蒸气压p(Pa)可由下式计算:

lgp=9.702-3054T-1

(1)

25℃时固体密度为4.01g/cm3,380℃时液体密度为3.41g/cm3,它的液体在160~270℃时的密度可由下式计算:

ρ=3.755-0.00219t

(2)

TiI4在湿空气中冒烟,在水中发生水解,水解的中间产物为Ti(OH)3I·2H2O,最终产物为正钛酸H4TiO4。

TiI4可溶于硫酸及硝酸中,并发生分解析出碘,也可被碱溶液所分解。

TiI4可溶于苯中,在苯中的溶解度由下式计算:

lgn=11.91lgT-31.67(3)

式中:

n—TiI4在苯溶液中的物质的量。

加热时TiI4分解为金属钛和碘,分解开始温度约为1000℃,1500℃可完全分解。

这是碘化法制取高纯钛工艺的原理。

在高温下,TiI4可被氢和金属还原为低价钛碘化物或金属钛。

它与金属钛的反应存在下列平衡:

TiI4+Ti=2TiI2

TiI4+TiI2=2TiI3

TiI4在高温下与氧反应生成TiO2:

TiI4+O2=TiO2+2I2。

TiI4与F2、Cl2和Br2均可发生取代反应,如:

TiI4+2F2=TiF4+2I2。

TiI4与碘化氢反应生成不稳定的六碘钛酸:

TiI4+2HI=H2[TiI6]

TiI4与TiCl4反应生成碘氯化钛:

TiI4+3TiCl4=4TiCl3I。

TiI4溶于液体卤代烃、乙醇及二乙醚中。

它与醇(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇)在加热时发生反应,其中三个碘原子逐渐被烷氧基所取代,其过程顺序如下:

TiI4+3ROH→TiI3(OR)→TiI2(OR)2→TiI(OR)3+3HI

TiI4与烷氧基钠反应时,四个I-都被烷氧基所取代:

TiI4+4NaOR=Ti(OR)4+4NaI。

6二(三)碘化钛

TiI2是一种具有金属光泽的褐黑色结晶的强吸湿性化合物。

20℃时的密度为4.65g/cm3,熔点约为750℃,沸点约为1150℃。

TiI2在真空中加热至450℃不发生变化,当温度大于480℃时部分蒸发,部分发生歧化:

2TiI2=Ti+TiI4。

TiI2在加热时容易被氧化:

TiI2+O2=TiO2+I2。

TiI2在高温下可被氢还原为金属钛:

TiI2+H2=Ti+2HI

TiI2在水中溶解时部分发生分解,激烈反应析出氢,生成含有三价钛的紫红色溶液,在碱和氨溶液中分解生成黑色的二氢氧化钛沉淀:

TiI2+2OH-=Ti(OH)2+2I-。

TiI2在盐酸溶液中溶解生成浅蓝色溶液,它还与硫酸和硝酸激烈反应,甚至在冷溶液中就析出碘。

TiI2不溶于有机溶剂(醇、醚、氯仿、CS2、苯)。

在钛的卤化物中还有许多混合卤化钛,如TiF3Cl、TiF3Cl2、TiFCl3、TiCl2Br2、TiCl3I等;还有许多氧卤化钛,如Ti2OCl6、Ti2O3Cl2、TiOBr2、Ti2OI2等。

TiI3是一种具有金属光泽的紫黑色晶体,25℃时密度为4.76g/cm3,熔点约为900℃。

TiI3隔绝空气加热至350℃以上便发生歧化反应:

2TiI3=TiI2+TiI4。

在氧气中加热则被氧化为TiO2:

2TiI3+2O2=2TiO2+3I2。

在含有碘化氢的水溶液中则可析出紫色的六水化合物TiI3·6H2O,这个化合物相当于[Ti(H2O)6]I3,后者在空气中容易被氧化:

4[Ti(H2O)6]I3+3O2=4[Ti(OH)3I(H2O)2]+4I2+10H2O。

三碘化钛溶液也容易在氧和其他氧化剂的作用下发生氧化。

7硫酸氧钛

正硫酸钛Ti(SO4)2加热至500~550℃时生成TiO(SO4),或者把TiO2溶于浓硫酸并加热至225℃时也生成TiO(SO4)。

浓硫酸TiO2溶液在高于150℃下结晶,也可获得TiO(SO4)。

SO3与金属钛反应生成TiO(SO4):

Ti+3SO3=TiO(SO4)+2SO2。

TiO(SO4)是白色结晶,具有双重折射性,通常是以无定形粉末形式存在。

在加热时,它分解析出SO3蒸气,在150~580℃温度范围内的分解压力p(Pa)可由下式表示:

lgp=25.874-17710/T(4)

在579℃时分解压力达到0.1MPa。

TiO(SO4)能溶于冷水中,生成硫酸基钛酸,被热水水解时生成偏钛酸。

TiO(SO4)溶于硫酸时也生成硫酸基钛酸。

它还溶于盐酸,也可被碱和氨液所分解。

TiO(SO4)可催化SO2的氧化反应,这是因为SO2与吸热的TiO(SO4)反应生成三价钛硫酸盐:

2TiO(SO4)+SO2=Ti2(SO4)3。

TiO(SO4)再与O2反应生成sol,并再生成TiO(SO4):

2Ti2(SO4)3+O2=4TiO(SO4)+2SO3。

TiOSO4是白色结晶,通常是以无定型粉末形式存在。

TiOSO4能溶于冷水中,生成硫酸基钛酸,被热水水解时生成偏钛酸。

TiOSO4+2H2O

H2TiO3↓+H2SO4

在硫酸法钛白生产中,钛矿与硫酸反应可生成硫酸氧钛,是一种中间产物。

FeTiO3+2H2S04=TiOSO4+FeSO4+2H2O

8正硫酸钛

正硫酸钛是一种白色易吸湿性粉末,在加热至高于150℃时可以分解:

Ti(SO4)2=TiO(SO4)+SO3

在更高温度下可完全分解。

它溶于水时放出热,说明发生了水解,生成硫酸基钛酸,并可溶于醇、醚即丙酮中发生分解。

它与活性金属的硫酸盐反应生成三硫酸基钛酸盐。

它在氢气流中于100~120℃下被还原生成TiS2。

过量的SO3与TiCl4反应,或用硝酸氧化TiS2均可制取正硫酸钛。

在硫酸法钛白生产过程中,钛矿与硫酸反应可生成正硫酸钛,是一种中间产物。

在加热高于150℃时开始分解:

Ti(SO4)2=TiOSO4+SO3。

9硝酸钛

Ti(NO3)4易和有机物激烈反应,常引起燃烧或爆炸,这可能是通过放出很活泼的NO3自由基而起的反应。

由N2O5和硝酸盐作用可制得无水Ti(NO3)4,它的熔点为58℃,具有挥发性。

无水硝酸钛具有特殊的十二面体结构。

10钛酸锌

正钛酸锌(ZnTiO4)可由ZnO和TiO2在1000℃下烧结而成,为尖晶石结构,呈白色固体状,密度为5.12g/cm3。

11钛酸镍

钛酸镍是鲜黄色固体,密度为5.08g/cm3。

当Sb2O3加到NiCO3和TiO2混合物中并加热至980℃时,就形成钛酸锑镍,它是一种黄色颜料。

12钛酸铅

钛酸铅是黄色固体,密度为7.3g/cm3,可由TiO2与PbO混合烧结制备。

钛酸铅在制造功能陶瓷中有重要的应用,也是制造钛酸锆铅铁电陶瓷的重要原料。

13钛酸锶

钛酸锶是钙钛矿型结构,熔点为2080℃,密度为5.12g/cm3,可用固相法或液相法制备。

固相法制备的钛酸锶是将纯TiO2和SrCO3混合烧结而成。

液相法制备的钛酸锶是从TiCl4和SrCl2溶液中以草酸复盐形式沉淀出来,经洗涤、干燥而制得。

在BaTiO3热敏陶瓷中加入SrTiO3,可降低其居里点和改变其温度系数。

SrTiO3的另外一个重要用途是制造压敏电阻器,它具有电阻器和电容器的双重功能,在抗干扰电路中有着广泛的用途。

SrTiO3也是制造电容器的中间材料。

14钛酸钾

四钛酸钾(熔点为1114℃)具有离子交换能力和高的化学活性,主要用于离子交换剂和桉废料处理等;六钛酸钾(熔点为1370℃)和八钛酸钾结构类似,力学性能高,化学稳定性、耐热隔热性、耐磨性很好,性价比高,比表面积大,主要用于复合材料的功能增强,改性工程塑料,增强陶瓷、金属、摩擦材料,还可用于隔热耐热材料、催化剂载体、热喷涂及红外线反射涂料。

钛酸钾是指化学式为K2O·nTiO2(n=4,6,8),经转靶X射线粉末衍射仪测试为结晶态的物质。

其中,n=4时称之为四钛酸钾,n=6时称之为六钛酸钾(K2Ti6O13),n=8时称之为八钛酸钾(K2Ti8O17)。

n不同,钛酸钾具有不同的结构和特性,并用于不同的领域。

但是,由于八钛酸钾的生产工艺更复杂,成本更高,且六钛酸钾的隔热性能和耐摩擦稳定性更好,所以用于摩擦材料增强材料的主要是六钛酸钾。

六钛酸钾是白色晶体,它的晶体结构属三斜晶系,晶体结构中Ti的配位数为6,呈以Ti-O八面体通过共面和共棱连接而成锁的隧道状结构,K+离子居于隧道的中间,隧道轴与晶体轴平行。

形貌有晶须和鳞片两种,由于晶须状材料容易吸入呼吸道,危害人类健康,所以为了保护生态环境,世界上很多国家和地区对晶须状材料已经提出限用,甚至禁用,鳞片状六钛酸钾被大量用于摩擦材料将成为一种趋势。

15正二钛酸钙

正二钛酸钙Ca3Ti2O7是一种黄色结晶,熔点(固液同成分)为1770℃,熔化析出偏钛酸钙。

正二钛酸钙不溶于水,在加热的浓酸或碱金属硫酸氢化物中分解。

16偏钛酸钙

偏钛酸钙CaTiO3是黄色晶体,属于单斜晶系,晶格常数a=0.7629nm,固体密度为4.02g/cm3,在1260℃时发生同素异形转化,转化热为4.70J/g,1650℃开始软化,1980℃(固液同成分)熔化。

TiO2与相应量的CaO加热烧结便生成CaTiO3。

偏钛酸钙不溶于水,在加热的浓硫酸中发生分解,与碱金属硫酸氢化物或硫酸铵熔化时也发生分解。

17正钛酸镁

正钛酸镁Mg2TiO4不溶于水,在硝酸、盐酸中长时间加热便发生分解。

两份TiO2和一份MgO在十份MgCl2溶剂中熔融便可生成正钛酸镁。

正钛酸镁是一种亮白色结晶,属于正方晶系,晶格常数a=0.842nm,固体密度为3.52g/cm3,熔点(固液同成分)为1732℃。

18偏钛酸镁

偏钛酸镁MgTiO3属六方晶系,晶格常数a=0.545nm,α=55°。

固体密度为3.91g/cm3,熔点(同液同成分)为1630℃。

TiO2和Mg的混合物加热至1500℃可生成MgTiO3。

在高温下TiO2与MgCl2反应也生成偏钛酸镁。

偏钛酸镁在1050℃氢气流中被还原为三价钛酸镁Mg(TiO2)2;在与碳混合物加热至1400℃时也发生相应的还原。

偏钛酸镁能缓慢地溶于稀盐酸巾,在浓盐酸中的溶解速度很快,也溶于硫酸氢氨的熔融液中。

19二(三)钛酸镁

TiO2-MgO体系中可形成二钛酸镁。

这是一种白的结晶,固体密度为3.58g/cm3,熔点(固液同成分)为1652℃。

MgTi2O5在水和稀酸中都不溶解。

MgTi2O5与碳的混合物加热至1400℃时被还原为三价钛酸盐:

MgTi2O5+C=Mg(TiO2)2+CO

偏钛酸与碳酸镁烧结便生成三钛酸镁Mg2Ti3O8。

它是一种白色结晶,具有较大的介电常数。

20一氢化钛

TiH是一种具有金属光泽的灰色粉末,晶型属于立方晶系,晶格常数为a=0.311nm,c=0.0502nm,密度为3.79g/cm3。

TiH是不稳定的化合物,在加热时分解为钛和氢,在640℃时分解压力已达0.1MPa。

TiH在空气中加热至高于350℃时发生分解,并燃烧析出氢,发出浅蓝色火焰。

在800~900℃时则激烈燃烧析出金属钛。

TiH在水中和非氧化酸中是稳定的,在氧化剂的作用下便氧化为四价钛化合物。

在700℃时可与氟化氢反应生成TiF3:

TiH+3HF=TiF3+2H2

制取方法:

TiCl4与氢化钠反应生成TiH:

2TiCl4+8NaH=2TiH+8NaCl+3H2。

但是,用这种方法制取的TiH是无金属光泽的黑色粉末。

21二氢化钛

TiH2是一种具有金属外观的灰色粉末,存在两种变体,转化温度为37℃。

低温稳定态为面心四方晶系,晶格常数为a=0.4528nm,c=0.4279nm。

大于37℃时,为正方晶系,晶格常数a=0.4454nm。

在20℃时,密度为3.91g/cm3。

TiH2在高于400℃下的氢气中稳定,在800~1000℃下几乎完全分解。

通常把组成范围在TiH1.8~TiH1.99的固溶体称为TiH2,属非化学计量化合物。

TiH2在水中和非氧化性酸中是稳定的,但存在氧化剂时则氧化为四价钛化合物。

TiH2在Ti-H系中形成固溶体(TiH1.8~TiH1.99),它仅在高于400℃和大于0.1MPa的氢气氛中才能稳定存在。

低于400℃时实际上是以TiH2-TiH的固溶体形式存在。

在Ti-H体系中得到的氢化钛,其含氢量总是小于TiH2中的含氢量。

制取方法:

TiH2可由金属钛在高温下与H2反应生成:

Ti+H2=TiH2。

CaH2还原TiO2也可制取TiH2,反应按下式进行:

TiO2+2CaH2=TiH2+2CaO+H2。

22钛酸钡

钛酸钡又称偏钛酸钡,分子式为BaTiO3,相对分子质量为233.19,熔点约为1625℃,密度为6.08g/cm3,浅灰色结晶体,可溶于浓硫酸、盐酸及氢氟酸,不溶于稀硝酸、水及碱。

根据不同的钛钡比,除有BaTiO3外,还有BaTi2O5、BaTi3O7、BaTi409等几种化合物。

其中BaTi03实用价值最大。

钛酸钡有五种晶形,即四方相、立方相、斜方相、三方相和六方相,室温下最常见的是正方晶型。

钛酸钡具有高介电常数及优良的铁电、压电和绝缘性能,是电子工业关键的基础材料,是生产陶瓷电容器和热敏电阻器等电子陶瓷的主要原料,在电子工业上应用十分广泛,被誉为“电子工业的支柱”。

在TiO2-BaO体系中,通过控制不同的钛钡比可制取偏钛酸钡(BaTiO3)、正钛酸钡(Ba2TiO4)、二钛酸钡(BaTi2O5)和多钛酸钡(BaTi3O7、BaTi4O9等),其中以偏钛酸钡最有应用价值。

偏钛酸钡有四种不同的晶型,各具有不同性质。

高于122℃稳定的是立方晶型,它不是一种强性电解质。

122℃是偏钛酸钡的居里点。

5~120℃下稳定的是正方晶型,它是一种强性电解质。

-90~+5℃下稳定的是斜方晶型,它是一种强电解质。

低于-90℃下稳定的是斜方六面体,它会发生极化。

偏钛酸钡是白色晶体,密度为6.08g/cm3,熔点为1618℃,不溶于水,在热浓酸中分解。

偏钛酸钡可与其同素异形体、锆酸盐、铪酸盐等形成连续固溶体,这些固溶体具有强行电解质的性质。

关于制取方法。

制取偏钛酸钡的方法很多,可归纳为固相法和液相法两类。

固相法一般是以TiO2和BaCO3按摩尔比1:

1混合,并可适当压制成型,放人1300℃左右氧化气氛炉中焙烧,其反应式为:

TiO2+BaCO3=BaTiO3+CO2↑

反应产物经破碎磨细为产品。

作为电子陶瓷材料使用的偏钛酸钡,在其生产中不希望有其他几种钛酸钡生成,所以原料的配比必须准确,且混合均匀,这是该法的难点之一。

固相法产品因受原料纯度和制备过程的污染,一般纯度较低,活性较差,且较难磨细成超细粉。

液相法是以精制的四氯化钛和氯化钡为原料,使它们与草酸反应生成草酸盐Ba(TiO)(C2O4)2·4H2O沉淀,经焙烧获得偏钛酸钡。

液相法可获得高纯度、高活性和超细的产品,产品中钛钡比可达到很精确的程度。

我国已能用这种方法生产质量较好的适合于功能陶瓷使用的钛酸钡,但有待进一步改进工艺设备以提高产品质量的稳定性。

沉淀法中的草酸盐共沉淀法是工业上应用最为普遍的一种制备方法,但共沉淀法存在的问题是需要在1000℃以上进行热分解来制备钛酸钡,难以制备小粒径钛酸钡粉体。

用偏钛酸或工业钛液作为原料,也可以制备钛酸钡,成本相对较低。

23正钛酸锰

五份MnCl2和两份偏钛酸混合物加热熔化生成正钛酸锰Mn2TiO4,无定型TiO2与MnCO3(摩尔比1:

1)混合物在氢气氛中加热至1000℃烧结得到正钛酸锰。

缓慢冷却制取的是α型正钛酸锰,密度为4.49g/cm3;快速冷却则制得β型正钛酸锰,转化温度为770℃,熔点为1455℃。

两种正钛酸锰变体在低温下均是铁磁性物质。

24偏钛酸锰

在自然界的红钛锰矿(MnO·TiO2)中存在偏钛酸锰MnTiO3。

偏钛酸与二氯化锰即热熔化生成偏钛酸锰。

它属于六方晶系,密度为4.84g/cm3,熔点(固液同成分)为1390℃。

25正钛酸亚铁

在TiO2-FeO系中形成Fe2TiO4。

五份FeS2和两份偏钛酸在NaCl熔盐介质中烧结便可生成正钛酸亚铁Fe2TiO4。

正钛酸亚铁是亮红色结晶,属于斜方晶系,密度为4.37g/cm3,熔点为1375℃,是非磁性物质。

26偏钛酸亚铁

用TiO2与相应量的FeO在700℃下烧结,或偏钛酸与相应量的FeCl2烧结均可得到偏钛酸亚铁FeTiO3。

偏钛酸亚铁是较稳定的,在1000~1200℃下的氢气中仅有一半铁被还原:

2FeTiO3+H2=Fe+FeTi2O5+H2O

FeTiO3不溶于水,也不和稀酸反应,在加热时可在浓硫酸、盐酸与氧的混合物中分解。

偏钛酸亚铁在自然界中以尖钛铁矿形式存在。

27其它钛酸铁

FeO、TiO2混合物在还原性介质中形成二钛酸亚铁FeTi2O5(熔点为1450℃)和正钛酸铁Fe4(TiO4)3。

四份Fe2O3和三份TiO2混合物在NaCl熔盐中熔化可生成Fe4(TiO4)3,后者是褐色棱柱体结晶。

偏钛酸铁Fe2(TiO4)3可由煅烧三硫酸偏钛酸铁制取,其在自然界中以红钛铁矿形式存在。

28正钛酸铝

一份Al2O3和三份TiO2在冰晶石介质中加热可生成正钛酸铝Al2O3·3TiO2。

29偏钛酸铝

TiO2与相应量的Al2O3熔化生成Al2O3·TiO2,生成物属于斜方晶系,晶格常数a=0.940nm,b=0.336nm,c=0.995nm;25℃时密度为3.67g/cm3;熔点为1860℃。

它的热膨胀系数很小,因此Al2O3·TiO2可用作耐火材料。

Al2O3·TiO2与二钛酸镁可形成无限固溶体。

30六氟钛酸钾

六氟钛酸钾K2TiF6是一种细小片状结晶,属于三角晶系,晶格常数为a=0.571nm,c=0.465nm,在300~350℃转化为立方晶系(a=0.832nm)。

15℃时密度为3.012g/cm3,780℃熔化并部分分解挥发。

六氟钛酸钾在865℃时完全分解。

在加热的氢气流中还原K2TiF6为K2TiF5。

K2TiF6难溶于水中,在水中的溶解度l(%)可由下式计算:

l=0.55+0.037t-2×10-4t2+4.4×10-6t3+3×10-8t4(0~100℃)(5)

而它在98%的乙醇中,20℃时的溶解度为0.006%。

无水K2TiF6可在高于30℃的饱和水溶液中结晶出来。

在水溶液中K2TiF6可与碱金属氢氧化物反应:

K2TiF6+4KOH=6KF+H4TiO4。

六氟钛酸钾与水生成一水化合物K2TiF6·H2O,后者在30℃的饱和离解压为2.66kPa,容易在空气中脱水。

31六氟钛酸钠

六氟钛酸钠Na2TiF6是一种细小的六方棱晶,熔点为700℃,在熔化时发生分解挥发。

六氟钛酸钠属于六方晶系,晶格常数a=0.921nm,c=0.515nm。

它在20℃水中的溶解度为6.1%,在98%的乙醇中溶解度是0.004%。

32六氯钛酸钠

气体TiCl4与熔融氯化钠反应仅生成极少量的六氯钛酸钠Na2TiCl6,它是很不稳定的化合物。

33六氯钛酸钾

气体TiCl4与KCl反应可生成少量六氯钛酸钾K2TiCl6:

2KCl+TiCl4=K2TiCl6。

K2TiCl6仅在氯化氢气氛中稳定,属于立方晶系,晶格常数a=0.978nm。

K2TiCl6在300℃开始离解,在525℃离解压已达0.1MPa,离解压力p(Pa)可由下式计算:

lgp=12.24-5774/T(6)

34钛酸酯

分子结构中含有至少一个C-O-Ti键的化合物称为钛烃氧基化物。

钛(IV)烃氧基化物的通式为Ti(OR)4。

可把Ti(OR)4看成是正钛酸Ti(OH)4的烃基酯,所以通常称它为(正)钛酸酯。

制备低级钛酸酯最常用的方法是Nelles法,其原理是:

TiCl4+4ROH=Ti(OR)4+4HCl。

该方法的关键是用氨除去反应生成物HCl,以使反应完全:

TiCl4+4ROH+4NH3=Ti(OR)4+4NH4Cl↓

戊酯以上的高级钛酸酯可用醇解法方便地由低级酸酯(如钛酸丁酯)和高级醇(R'OH)来制备:

Ti(OC4H9)+4R'OH=Ti(OR')4+4C4H9OH。

反应生成的低级醇(如丁醇)用常压或减压蒸出。

它们的主要物理性质列于表1-12。

表1-12低级钛酸酯的基本物理性质

名称

钛酸甲酯

钛酸乙酯

钛酸丙酯

钛酸异丙酯

钛酸丁酯

分子式

Ti(OCH3)4

Ti

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