Хлориды титана. Четыреххлористый титан
Периодическая система / Комплексные металлоорганические катализаторы / Хлориды титана. Четыреххлористый титан

Физические

свойства

. Четыреххлористый титан в обычных условиях – мономолекуляриая легкоподвижная бесцветная жидкость, сильно дымящая на воздухе. В твердом состоянии он представляет собой белые кристаллы. Молекула TiCl4, согласно измерению электронной дифракции, – правильный тетраэдр, в центре которого находится атом титана.

Четыреххлористый титан плавится при –23° С, а кипит при 135,8° С (760 мм рт. ст.).

Получение

. Как известно, общий метод получения четыреххлористого титана заключается в хлорировании титансодержащих шлаков, чаще всего с последующим конденсированием образующихся паров хлористого титана.

Изучение процесса хлорирования окислов и карбида титана, титановых шлаков, содержащих различные другие окислы металлов, например окислы кальция и магния, показало, что хлорирование является сложным процессом, протекающим в две основные стадии. Первоначально происходит хлорирование низших окислов титана с образованием четыреххлористого титана и его двуокиси:

2TiO + 2Cl2 → TiCl4 + TiO2

а затем уже хлорирование TiO2.

Процесс взаимодействия хлора с двуокисью титана протекает в тонком сорбционном слое, образующемся вокруг части углерода и TiO2, причем, как предполагают Резниченко и Соломаха, хлорирующим агентом в этом слое является сорбционный комплекс типа СОСl2, который взаимодействует с TiO2, образуя TiCl4 и СО2. Двуокись углерода в зависимости от скорости газового потока может десорбироваться совместно с TiCl4. Примеси, находящиеся в титановом шлаке, например окись магния или кальция, играют в процессе хлорирования окислов титана активирующую роль. Механизм их влияния пока окончательно не выяснен, однако он, видимо, связан с ускорением десорбции четыреххлористого титана.

В зависимости от природы используемого для хлорирования титанового шлака в образующемся четыреххлористом титане может содержаться различное количество примесей – хлоридов других металлов, например хлоридов железа, алюминия, магния, марганца, кальция, кремния. В промышленных условиях все полученные хлориды подвергаются конденсации путем орошения их охлажденным четыреххлористым титаном. Полученный конденсат представляет собой пульпу, в которой находятся во взвешенном состоянии мелкодисперсные частицы твердых АlСl3, FeCl3 и др. Часть твердых хлоридов растворена в четыреххлористом титане.

Специфические свойства четыреххлористого титана создают определенные трудности при конструировании и изготовлении аппаратуры, используемой в этом производстве. Кроме того, ввиду наличия пульпы, образованной, как указывалось выше, вследствие содержания в четыреххлористом титане твердых хлоридов других металлов и жидкого четыреххлористого кремния, необходимо отделить последний от твердых примесей с помощью отстаивания, центрифугирования, фильтрации или ректификации. Удаление же из четыреххлористого титана таких примесей, как хлориды ванадия или оставшиеся в жидкости хлориды алюминия, вынуждает применять методы физико-химической очистки путем образования комплексных соединений за счет введения в жидкость медного порошка, влажного активированного угля с последующим отстаиванием и фильтрацией твердой фазы.

Наиболее характерным свойством жидкого TiCl4 и пульпы на его основе является способность четыреххлористого титана, имеющего весьма высокую упругость пара при нормальной температуре, под влиянием влаги воздуха давать хлористый водород и оксихлориды титана, представляющие твердые образования, в значительной степени, препятствующие нормальной транспортировке его по трубопроводам и газоходам.

Второй, не менее важной, особенностью четыреххлористого титана является его агрессивность к обычно применяемым в машиностроении сталям и футеровочным материалам. Поэтому при изготовлении аппаратуры в производстве TiCl4 применяются специальные стали.

Смотрите также

Реакции присоединения молекул НХ с кислым атомом водорода к ненасыщенным соединениям
Реакции присоединения различных молекул НХ (Х – ОН, Cl, ОАс, CN) к ненасыщенным молекулам (олефины, диены, алкины, нитрилы, альдегиды, кетоны и др.) занимают важное место в промышленном орга ...

Фосфор (Phosphorus), Р
В темной комнате или ночью на улице попробуйте сделать такой простой опыт. Не очень сильно, так, чтобы не загорелась спичка, чиркните ею по спичечной коробке. Вы заметите, что некоторое время на терке ...

Сульфиды во всем многообразии
...