Треххлористый титан представляет собой кристаллический порошок, обычно фиолетового или коричневого цвета. Предполагается, что истинный цвет TiCl3 – черный, а фиолетовая окраска обусловлена следами влаги.

Треххлористый титан может существовать в четырех кристаллических модификациях, определяемых в настоящее время, как α-, β-, γ- и δ-формы.

Треххлористый титан парамагнитен, его плотность (температура не указана) 2,656. При низких температурах ТiC13 обладает антиферромагнетизмом.

Треххлористый титан легко растворим в воде и спирте с образованием фиолетового или зеленого раствора; в эфире он не растворим. В соляной кислоте TiCl3 растворяется плохо. В четыреххлористом титане, хлороформе, четыреххлористом углероде, сероуглероде и бензоле TiCl3 не растворим.

Получение

α-TiCl3. Треххлористый титан до последнего времени был изучен недостаточно широко. Однако в связи с использованием его как основного компонента каталитического комплекса стереоспецифического действия начались поиски путей синтеза TiCl3 и разработка технологии его получения с использованием для этого уже известных способов.

Основным сырьем для получения TiCl3 служит четыреххлористый титан. Другим компонентом реакции является какой-либо восстановитель, например водород, натрий, магний, алюминий, кремний, титан и др.

Одним из наиболее интересных способов получения TiCl3 является взаимодействие четыреххлористого титана с водородом, который за рубежом нашел промышленное использование. Впервые треххлористый титан был получен именно этим способом при 1000–1200° С:

При этом необходимо непрерывно удалять образующийся хлористый водород, чтобы сдвинуть равновесие реакции в сторону образования фиолетового TiCl3.

Было подробно изучено равновесие этой реакции. С целью адсорбции НСl было предложено в газовый поток продуктов реакции ввести металлический титан, что значительно повысило выход TiCl3. В настоящее время уже разработан непрерывный процесс получения TiCl3. По этой схеме водород реагирует с TiCl4 в пламени вольтовой дуги. Полученный продукт ссыпается в специальный приемник, а отходящий хлористый водород пропускается над нагретым титаном. Образующиеся из титана и хлористого водорода четыреххлористый титан и водород возвращаются в цикл.

В качестве восстановителей TiCl4 были использованы магний и цинк. В этом случае реакция образования TiCl3 протекала при 200 – 400°С с невысокой конверсией металла-восстановителя. Аналогичная картина наблюдалась и при использовании ртути в качестве восстановителя.

Довольно интенсивно протекают реакции восстановления TiCl4 до треххлористого титана, если применяют натрий или алюминий. Восстановление алюминием ведется при 200°С в присутствии небольшой добавки АlСl3, при этом образуется комплекс, состоящий из TiCl3 и АlСl3. При восстановлении четыреххлористого титана металлическим натрием удается получить треххлористый титан, однако он содержит до 50% хлористого натрия. Этим способом можно получать треххлористый титан в промышленных условиях.