 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Соединения титана, циркония и гафния
Цирконий и гафний образуют соединения в степени окисления +4, титан кроме этого способен образовывать соединения в степени окисления +3.
Соединения со степенью окисления +3. Соединения титана(III) получают восстановлением соединений титана(IV). Например:
1200 ºС 650 ºС
2TiО2 + H2 ¾® Ti2O3 + H2О; 2TiCl4 + H2 ¾® 2TiCl3 + 2HCl
Соединения титана(III) имеют фиолетовый цвет. Оксид титана в воде практически не растворяется, проявляет основные свойства. Оксид, хлорид, соли Ti3+ - сильные восстановители:
4Ti+3Cl3 + O2 + 2H2O = 4Ti+4OCl2 + 4HCl
Для соединений титана(III) возможны реакции диспропорционирования:
400 ºС
2Ti+3Cl3(т) ¾® Ti+4Cl4(г) + Тi+2Cl2(т)
При дальнейшем нагревании хлорид титана(II) также диспропорционирует:
2Ti+2Cl2(т) = Ti0(т) + Тi+4Cl4(г)
Соединения со степенью окисления +4. Оксиды титана(IV), циркония(IV) и гафния(IV) тугоплавкие, химически довольно инертные вещества. Проявляют свойства амфотерных оксидов: медленно реагируют с кислотами при длительном кипячении и взаимодействуют со щелочами при сплавлении:
t
TiO2 + 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O;
t
TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3 + H2O
Наиболее широкое применение находит оксид титана TiO2, его используют в качестве наполнителя при производстве красок, резины, пластмасс. Оксид циркония ZrO2 используют для изготовления огнеупорных тиглей и плит.
Гидроксиды титана(IV), циркония(IV) и гафния(IV) - аморфные соединения переменного состава - ЭО2×nН2О. Свежеполученные вещества довольно реакционноспособны и растворяются в кислотах, гидроксид титана растворим и в щелочах. Состарившиеся осадки крайне инертны.
Галогениды (хлориды, бромиды и иодиды) Ti(IV), Zr(IV) и Hf(IV) имеют молекулярное строение, летучи и реакционоспособны, легко гидролизуются. Иодиды при нагревании разлагаются с образованием металлов, что используется при получении металлов высокой степени чистоты. Например:
t
TiI4 = Ti + 2I2
Фториды титана, циркония и гафния полимерны и малореакционноспособны.
Соли элементов подгруппы титана в степени окисления +4 немногочисленны и гидролитически неустойчивы. Обычно при взаимодействии оксидов или гидроксидов с кислотами образуются не средние соли, а оксо- или гидроксопроизводные. Например:
TiO2 + 2H2SO4 = TiОSO4 + H2O; Ti(OH)4 + 2HCl = TiOСl2 + H2O
Описано большое число анионных комплексов титана, циркония и гафния. Наиболее устойчивы в растворах и легко образуются фторидные соединения:
ЭO2 + 6HF = H2[ЭF6] + 2H2O; ЭF4 + 2KF = K2[ЭF6]
Для титана и его аналогов характерны координационные соединения, в которых роль лиганда выполняет пероксид-анион:
Э(SO4)2 + H2O2 = H2[Э(О2)(SO4)2]
При этом растворы соединений титана(IV) приобретают желто-оранжевую окраску, что позволяет аналитически обнаружить катионы титана(IV) и перекись водорода.
Гидриды (ЭН2), карбиды (ЭС), нитриды (ЭN), силициды (ЭSi2) и бориды (ЭВ, ЭВ2) - соединения переменного состава, металлоподобные. Бинарные соединения обладают ценными свойствами, что позволяет их использовать в технике. Например, сплав из 20 % HfC и 80 % TiC один из самых тугоплавких, т.пл. 4400 ºС.
Поиск по сайту: