CAS: 7705-07-9
分子式: TiCl3
分子量: 154.23
中文名稱: 三氯化鈦
氯化亞鈦
英文名稱: Titanium trichloride
titanium chloride
性質描述: 深紫色晶體,易潮解。熔點440℃(分解),沸點660℃(106×133.322Pa)。易溶于水和微溶于乙醇,溶液均呈紫色,加熱溶液變成藍色,冷卻后又重新恢復為紫色。不穩定,在空氣中長時間放置即褪色,并析出偏鈦酸(H2TiO3)的沉淀。溶于鹽酸,不溶于醚,溶于HCl溶液得四水合三氯化鈦TiCl3·4H2O,后者在空氣中不穩定。440℃時分解。在空氣中可被氧化為Ti(Ⅳ),濕氣可加速氧化過程,因而須保存在CO2氣氛中。由TiCl4的稀HCl溶液電解制得的紫色TiCl3·6H2O鹽較穩定。
三氯化鈦的性質活潑,能與多種元素或化合物反應:在O2氣中加熱氧化有時燃燒生成TiCl4和TiO2;在H2氣流中還原為TiCl2;與水蒸汽在600℃時反應生成TiOCl和HCl;在空氣中易潮解,能溶于水、酒精和酸中,在酸性溶液中漸被空氣中的O2氧化,亦能被Fe3+、Cr2O72-和VO3-等氧化劑氧化;在高溫下與HCl反應生成TiCl4;與Fe2O3、TiO2和SiO2等在600℃下作用生成TiOCl;加熱情況下可被堿金屬或堿土金屬還原為金屬Ti。是不穩定的氯化物,在高溫下離解,并發生歧化反應生成TiCl2和TiCl4。無水的三氯化鈦(TiCl3)可用H2、Na、Mg、Al、Ti作還原劑,在適宜的條件下還原TiCl4制得。三氯化鈦的水溶液可在H2氣氛或惰性氣體保護下由金屬Ti溶于鹽酸而制得。
四種晶型:三氯化鈦具有4種晶型和一種六水合物:
(1)在高溫下還原TiCl4制得的是a-型TiCl3,紫色片狀結構,屬六方晶系,晶格常數a=6.122×10-8cm,c=17.52×10-8cm。相對密度2.64。440℃分解。沸點660℃(14.132×103Pa)。
(2)烷基鋁還原TiCl4得β-型TiCl3,褐色粉末,纖維狀結構。在惰性氣流中在250~300℃時轉變為α-型。
(3)鋁還原TiCl4得到γ-型TiCl3,紅紫色層狀結晶。
(4)將γ-型TiCl3研磨得到δ-型TiCl3,δ-型為結構不明的紫色粉末,比其它晶型TiCl3具有較高的催化性能。熔點730℃-920℃,相對密度2.69,沸點660℃(106×133.322Pa)。溶于水和微溶于乙醇后呈紫色,加熱溶液變藍色,冷后又復為紫色。在空氣中長時間存放即褪色,并析出偏鈦酸(H2TiO3)沉淀。不溶于醚。
除有4種不同的晶型外,三氯化鈦還有一種六水合物(TiCl3·6H2O),由于配位體的配位不同,又分為紫色穩定型和綠色不穩定型。在450℃以上發生歧化反應,生成二氯化鈦和四氯化鈦。不溶于苯,微溶于氯仿,溶于乙醇。六水合物為淡紫色結晶。易吸濕。易溶于水。在干燥的空氣中被緩慢氧化而脫色。在濕空氣中迅速轉變為二氯化鈦的水合物。
生產工藝:鋁還原法用過量的四氯化鈦與鋁粉在136℃下進行反應,三氯化鋁作為引發劑生成三氯化鈦與三氯化鋁。加熱蒸出過量的四氯化鈦,回收可循環使用。同時使三氯化鋁升華,得到成品三氯化鈦。其3TiCl4+Al→3TiCl3+A1C13
制備:由四氯化鈦鹽酸溶液與氯化亞錫相互作用或用氫氣還原四氯化鈦鹽酸溶液而制得。
用途:三氯化鈦是許多有機化學反應的催化劑,廣泛用作生產聚丙烯的主催化劑。用作偶氮染料分析滴定液,并用于比色測定Cu、Fe和V。主要用作強還原劑。Α-烯烴聚合的催化劑。用于偶氮染料分析。
(1)用作偶氮染料分析滴定液,并用于比色測定銅、鐵、釩等。
(2)合成化學中作為四價鉻的還原劑及制齊格勒-納塔催化劑[Al(C2H5)3TiCl3]的重要成分,該催化劑可用于烯烴聚合。