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:

$\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{90^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

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

$\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

• Восстановление водородом хлорида титана(IV):

$\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$

• Восстановление титаном хлорида титана(IV):

$\mathsf{3}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{T}\mathsf{i}\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathsf{4}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}$

• Восстановление электролизом хлорида титана(IV):

$\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\stackrel{e^{-}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

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:

$\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\stackrel{440-700^{o}C}{\to }\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}$

• Реагирует с щелочами в инертной атмосфере:

$\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{N_2}{\to }\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}$

• На воздухе реакция идёт иначе:

$\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

• В кислой среде легко окисляется:

$\mathsf{4}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{Pt}{\to }\mathsf{4}\mathsf{[}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{(}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}$

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

$\mathsf{4}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{4}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$

• Восстанавливается атомарным водородом:

$\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{H}_{\mathsf{(}\mathsf{Z}\mathsf{n},\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{)}}^{\mathsf{0}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\tau }{\to }\mathsf{4}\mathsf{[}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{(}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$

• Восстанавливается металлическим титаном:

$\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{T}\mathsf{i}\stackrel{800-900^{o}C}{\to }\mathsf{3}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$

• С хлоридами щелочных металлов образует комплексные соли:

$\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{(}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{)}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{5}}\mathsf{]}$

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.