四氯化鈦
發布時間:2016-11-29 來源:未知     分享到:
  四氯化鈦

  四氯化鈦,或氯化鈦(IV),是化學式為TiCl4 的無機化合物。四氯化鈦是生產金屬鈦及其化合物的重要中間體。室溫下,四氯化鈦為無色液體,并在空氣中發煙,生成二氧化鈦固體和鹽酸液滴的混合物。

  理化性質

  物理性質

  外觀與性狀:無色或微黃色液體,有刺激性酸味。在空氣中發煙。

  四氯化鈦比例模型

  四氯化鈦比例模型

  熔點(℃):-25

  相對密度(水=1):1.73

  沸點(℃):136.4

  分子式:TiCl4

  分子量:189.71

  飽和蒸氣壓(kPa):1.33(21.3℃)

  臨界溫度(℃):358

  溶解性:溶于冷水、乙醇、稀鹽酸。

  化學性質

  受熱或遇水分解放熱,放出有毒的腐蝕性煙氣。具有較強的腐蝕性。

  四氯化鈦是無色密度大的液體,樣品不純時常為黃或紅棕色。與四氯化釩類似,它屬于少數在室溫時為液態的過渡金屬氯化物之一,其熔沸點之低與弱的分子間作用力有關。大多數金屬氯化物都為聚合物,含有氯橋連接的金屬原子,而四氯化鈦分子間作用力卻主要為弱的范德華力,因此熔沸點不高。

  TiCl4 分子為四面體結構,每個 Ti4+ 與四個配體 Cl- 相連。Ti4+與稀有氣體氬具有相同的電子數,為閉殼層結構。因此四氯化鈦分子為正四面體結構,具有高度的對稱性。

  TiCl4 可溶于非極性的甲苯和氯代烴中。研究表明溶解在某些芳香烴的過程中涉及類似于 [(C6R6)TiCl3]+配合物的生成。四氯化鈦可與路易斯堿溶劑(如THF)放熱反應,生成六配位的加合物。 對于體積較大的配體,產物則是五配位的TiCl4L。

  除了釋放出腐蝕性的氯化氫之外,存放 TiCl4時還會生成鈦氧化物及氯氧化物,粘住使用過的塞子和注射器。

  作用與用途

  是制取海綿鈦和氯化法鈦白的主要原料。用作乙烯聚合催化劑的重要組分。用于制造顏料和鈦有機化合物以及國防上用的煙幕劑。同時也是溶解合成樹脂、橡膠、塑料等多種有機物的良好溶劑。[3]

  鈦金屬生產

  TiO2+ 2Cl2+ 2C → TiCl4 + 2CO

  Kroll 法的第一步是用金屬鎂還原 TiCl4 :

  2Mg+ TiCl4 → 2MgCl2(l) + Ti

  液態鈉也可被用作還原劑:

  4Na+ TiCl4 → 4NaCl+ Ti

  二氧化鈦生產

  大約 90% 的 TiCl4 都被用于制造鈦白顏料(TiO2),該過程主要是四氯化鈦的水解反應:

  TiCl4 + 2H2O → TiO2 + 4HCl

  有時用純氧作氧化劑:

  TiCl4 + O2 → TiO2 + 2Cl2

  煙霧劑

  過去曾用四氯化鈦來制造煙幕。露置在空氣中時,四氯化鈦會迅速與空氣中的水反應:

  TiCl4 + 2H2O → TiO2 + 4HCl

  生成的氯化氫會迅速吸收更多的水,生成細小的鹽酸液滴;而當空氣中的濕度更大時,更大的鹽酸液滴則會產生更好的散射效果。而且生成的白色二氧化鈦粉末也是很好的散射質。

  由于鹽酸具有腐蝕性,現在已不再使用 TiCl4 作煙霧劑。

  使用注意事項

  危險性概述

  健康危害:吸入該品煙霧,引起上呼吸道粘膜強烈刺激癥狀。輕度中毒有喘息性支氣管炎癥狀;嚴重者出現呼吸困難,呼吸脈搏加快,體溫升高,咳嗽,咯痰等,可發展成肺水腫。皮膚直接接觸其液體,可引起嚴重灼傷,治愈后可見有黃色色素沉著。

  燃爆危險:該品不燃,高毒,具強腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷。

  急救措施

  皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,立即用清潔棉花或布等吸去液體。用大量流動清水沖洗。就醫。

  眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

  吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

  食入:用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。

  消防措施

  有害燃燒產物:氯化物、氧化鈦。

  滅火方法:消防人員必須穿全身耐酸堿消防服。

  滅火劑:干燥砂土。禁止用水。

  泄漏應急處理

  應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,并立即隔離150m,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防酸堿工作服。從上風處進入現場。盡可能切斷泄漏源。

  小量泄漏:將地面灑上蘇打灰,然后用大量水沖洗,洗水稀釋后放入廢水系統。

  大量泄漏:構筑圍堤或挖坑收容。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸汽,保護現場人員,但不要對泄漏點直接噴水。在專家指導下清除。

  操作處置與儲存

  操作注意事項:密閉操作,局部排風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩),穿橡膠耐酸堿服,戴橡膠耐酸堿手套。避免產生煙霧。防止煙霧和蒸氣釋放到工作場所空氣中。避免與氧化劑、堿類接觸。尤其要注意避免與水接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

  儲存注意事項:儲存于陰涼、干燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。相對濕度保持在75%以下。包裝必須密封,切勿受潮。應與氧化劑、堿類、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。應嚴格執行極毒物品“五雙”管理制度。

  制備

  氯化法將高鈦渣與石油焦按一定比例配料,粉碎,通入氯氣進行反應,生成四氯化鈦氣體,經過冷凝,得到液化的四氯化鈦液體,過濾、蒸餾,得到四氯化鈦成品。其化學方程式:

  TiO2+2C+2Cl2→TiCl4+2CO

  TiO2+C+2Cl2→TiCl4+CO2

  參考資料

  1.

  四氯化鈦——MSDS

  2.

  四氯化鈦  .維基百科[引用日期2013-03-2]

  3.

  用途及制備——Chemical Book

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