Titan(III)klorid
|
|||
|
|||
| Namn | |||
|---|---|---|---|
| Andra namn titantriklorid titanklorid |
|||
| Identifierare | |||
|
3D-modell ( JSmol )
|
|||
| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard | 100.028.845 | ||
| EG-nummer |
|
||
|
PubChem CID
|
|||
| RTECS-nummer |
|
||
| UNII | |||
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
| Egenskaper | |||
| TiCl3 _ | |||
| Molar massa | 154,225 g/mol | ||
| Utseende |
rödvioletta kristaller hygroskopiska |
||
| Densitet | 2,64 g/cm 3 | ||
| Smältpunkt | 440 °C (824 °F; 713 K) (sönderdelas) | ||
| mycket löslig | |||
| Löslighet |
löslig i aceton , acetonitril , vissa aminer ; olöslig i eter och kolväten |
||
| +1 110,0 x 10-6 cm3 / mol _ _ | |||
|
Brytningsindex ( n D )
|
1,4856 | ||
| Faror | |||
| Arbetssäkerhet och hälsa (OHS/OSH): | |||
|
Huvudsakliga faror
|
Frätande | ||
| Säkerhetsdatablad (SDS) | Externt MSDS | ||
| Besläktade föreningar | |||
|
Andra anjoner
|
Titan(III)fluorid Titan(III)bromid Titan(III)jodid |
||
|
Andra katjoner
|
Scandium(III)klorid Krom(III)klorid Vanadin(III)klorid |
||
|
Besläktade föreningar
|
Titan(IV)klorid Titan(II)klorid |
||
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|||
Titan(III)klorid är den oorganiska föreningen med formeln TiCl3 . Minst fyra distinkta arter har denna formel; ytterligare hydratiserade derivat är kända. TiCl 3 är en av de vanligaste halogeniderna av titan och är en viktig katalysator för tillverkning av polyolefiner .
Struktur och bindning
I TiCl 3 har varje titanatom en d- elektron, vilket gör dess derivat paramagnetiska , det vill säga ämnet dras in i ett magnetfält. Lösningar av titan(III)klorid är violetta, som uppstår från excitationer av dess d -elektron . Färgen är inte särskilt intensiv eftersom övergången är förbjuden av Laportes urvalsregel .
Fyra fasta former eller polymorfer av TiCl3 är kända. Alla har titan i en oktaedrisk koordinationssfär. Dessa former kan särskiljas genom kristallografi såväl som genom deras magnetiska egenskaper, vilka prober utbyter interaktioner . β-TiCl3 kristalliserar som bruna nålar. Dess struktur består av kedjor av TiCl 6 -oktaedrar som delar motsatta ytor så att den närmaste Ti-Ti-kontakten är 2,91 Å. Detta korta avstånd indikerar starka metall-metall-interaktioner (se figuren uppe till höger). De tre violetta "skiktade" formerna, namngivna efter sin färg och deras tendens att flagna, kallas alfa (α), gamma (γ) och delta (δ). I α-TiCl 3 är kloridanjonerna hexagonalt tätpackade . I γ-TiCl 3 är kloridanjonerna kubiskt tätpackade . Slutligen, oordning i skiftföljder, orsakar en mellanliggande mellan alfa- och gammastrukturer, kallad δ-formen. TiCl 6 delar kanter i varje form, med 3,60 Å som det kortaste avståndet mellan titankatjonerna. Detta stora avstånd mellan titaniumkatjoner utesluter direkt metall-metallbindning. Däremot engagerar trihalogeniderna av de tyngre metallerna hafnium och zirkonium metall-metallbindning. Direkt Zr-Zr-bindning indikeras i zirkonium(III)klorid . Skillnaden mellan Zr(III)- och Ti(III)-materialen hänförs delvis till de relativa radierna för dessa metallcentra.
Syntes och reaktivitet
TiCl3 produceras vanligtvis genom reduktion av titan (IV)klorid . Äldre reduktionsmetoder använde väte :
- 2 TiCl4 + H2 → 2 HCl + 2 TiCl3
Det kan också framställas genom reaktion mellan titanmetall och saltsyra .
Den reduceras lämpligen med aluminium och säljs som en blandning med aluminiumtriklorid , TiCl3 ·AlCl3 . Denna blandning kan separeras för att ge TiCl3 ( THF ) 3 . Komplexet antar en meridional struktur. Detta ljusblå komplexa TiCl 3 (THF) 3 bildas när TiCl 3 behandlas med tetrahydrofuran (THF).
- TiCl3 + 3 C4H8O → TiCl3 ( OC4H8 ) 3 _ _ _ _
Ett analogt mörkgrönt komplex uppstår från komplexbildning med dimetylamin . I en reaktion där alla ligander byts ut är TiCl3 en föregångare till det blåfärgade komplexet Ti(acac) 3 .
Den mer reducerade titan(II)kloriden framställs genom termisk disproportionering av TiCl3 vid 500 °C. Reaktionen drivs av förlusten av flyktig TiCl 4 :
- 2 TiCl3 → TiCl2 + TiCl4
De ternära halogeniderna, såsom A3TiCl6, har strukturer som beror på den tillsatta katjonen (A + ) . Cesiumklorid behandlad med titan ( II)klorid och hexaklorbensen ger kristallin CsTi2Cl7 . I dessa strukturer uppvisar Ti 3+ oktaedrisk koordinationsgeometri.
Ansökningar
TiCl 3 är den viktigaste Ziegler-Natta-katalysatorn , ansvarig för den mesta industriella produktionen av polyeten . De katalytiska aktiviteterna beror starkt på polymorfen av TiCl3 ( α vs. β vs. γ vs. δ) och framställningsmetoden.
Laboratorieanvändning
TiCl3 är också ett specialiserat reagens inom organisk syntes, användbart för reduktiva kopplingsreaktioner , ofta i närvaro av tillsatta reduktionsmedel såsom zink. Det reducerar oximer till iminer . Titantriklorid kan reducera nitrat till ammoniumjon och därigenom möjliggöra sekventiell analys av nitrat och ammoniak. Långsam försämring sker i luftexponerad titantriklorid, vilket ofta resulterar i oregelbundna resultat, såsom i reduktiva kopplingsreaktioner .
Säkerhet
TiCl 3 och de flesta av dess komplex hanteras vanligtvis under luftfria förhållanden för att förhindra reaktioner med syre och fukt. Prover av TiCl 3 kan vara relativt luftstabila eller pyrofora .