Хлорид титана(III)

Хлорид титана​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Хлорид титана​(III)​
Традиционные названия	Хлористый титан
Хим. формула	TiCl3
Физические свойства
Состояние	тёмно-фиолетовые кристаллы
Молярная масса	154,24 г/моль
Плотность	2,64; 2,65-2,68; 2,656 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	разл. 440; под давл. 730; 920 °C
Мол. теплоёмк.	97,1 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-720 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	7705-07-9
PubChem	62646
SMILES	Cl[Ti](Cl)Cl
RTECS	XR1924000
Безопасность
Предельная концентрация	0,1 г/л
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Хлорид титана(III) — неорганическое соединение, соль металла титана и соляной кислоты с формулой TiCl₃, тёмно-фиолетовые кристаллы, растворяется в воде, медленно окисляется на воздухе, образует кристаллогидрат.

Получение

• Растворение металлического титана в концентрированной горячей соляной кислоте:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Ti + 6HCl \ \xrightarrow{90^oC}\ 2TiCl_3 + 3H_2\uparrow } }[/math]

• Растворение хлорида титана(II) в разбавленной соляной кислоте:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2TiCl_2 + 2HCl \ \xrightarrow{}\ 2TiCl_3 + H_2\uparrow } }[/math]

• Восстановление водородом хлорида титана(IV):

[math]\displaystyle{ \mathsf{2TiCl_4 + H_2 \ \xrightarrow{500^oC}\ 2TiCl_3 + 2HCl } }[/math]

• Восстановление титаном хлорида титана(IV):

[math]\displaystyle{ \mathsf{3TiCl_4 + Ti \ \xrightarrow{500^oC}\ 4TiCl_3 } }[/math]

• Восстановление электролизом хлорида титана(IV):

[math]\displaystyle{ \mathsf{2TiCl_4 \ \xrightarrow{e^-}\ 2TiCl_3 + Cl_2\uparrow } }[/math]

Физические свойства

Хлорид титана(III) образует тёмно-фиолетовые кристаллы тригональной сингонии, пространственная группа R 3, параметры ячейки a = 0,6133 нм, c = 1,753 нм, Z = 6.

Известна β-модификация TiCl₃ — кристаллы коричневого цвета.

Образует кристаллогидрат состава TiCl₃•6H₂O, который имеет гидратные изомеры [Ti(H₂O)₆]Cl₃ (фиолетовый), [Ti(H₂O)₅Cl]Cl₂•H₂O (зелёный) и [Ti(H₂O)₄Cl₂]Cl•2H₂O (зелёный).

Хорошо растворяется в воде с гидролизом по катиону. Растворяется в этаноле, не растворяется в диэтиловом эфире, бензоле.

С жидким аммиаком образует комплексы состава [Ti(NH₃)₆]Cl₃ и TiCl₃•2NH₃.

Химические свойства

• Разлагается (диспропорционирует) при нагревании:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2TiCl_3 \ \xrightarrow{440-700^oC}\ TiCl_2 + TiCl_4 } }[/math]

• Реагирует с щелочами в инертной атмосфере:

[math]\displaystyle{ \mathsf{TiCl_3 + 3NaOH \ \xrightarrow{N_2}\ Ti(OH)_3\downarrow + 3NaCl } }[/math]

• На воздухе реакция идёт иначе:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2TiCl_3 + 6NaOH + O_2 \ \xrightarrow{}\ 2TiO(OH)_2\downarrow + 6NaCl + H_2O_2 } }[/math]

• В кислой среде легко окисляется:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4TiCl_3 + O_2 + 4HCl + 6H_2O \ \xrightarrow{Pt}\ 4[Ti(H_2O)_2Cl_4] } }[/math]

• Водный раствор постепенно окисляется на воздухе и в нейтральной среде:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4TiCl_3 + O_2 + 2H_2O \ \xrightarrow{}\ 4TiOCl_2 + 4HCl } }[/math]

• Восстанавливается атомарным водородом:

[math]\displaystyle{ \mathsf{TiCl_3 + H^0_{(Zn, HCl)} + 6H_2O \ \xrightarrow{\tau}\ 4[Ti(H_2O)_6]Cl_2 + HCl } }[/math]

• Восстанавливается металлическим титаном:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2TiCl_3 + Ti \ \xrightarrow{800-900^oC}\ 3TiCl_2 } }[/math]

• С хлоридами щелочных металлов образует комплексные соли:

[math]\displaystyle{ \mathsf{TiCl_3 + 2KCl \ \xrightarrow{}\ K_2[Ti(H_2O)Cl_5] } }[/math]

Применение

• Компонент катализатора Циглера — Натта
• Как реагент в органическом синтезе.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
• Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М.: Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.