Bột titan triclorua, thành phần chính của titan trichloride, là một hợp chất vô cơ, có công thức hóa học là TiCl3. Nó là một loại bột tinh thể màu tím, dễ hòa tan trong nước, ít tan trong ethanol và acetonitril, ít tan trong cloroform và không hòa tan trong ete và benzen. Dung dịch có màu tím. Dung dịch đun nóng chuyển sang màu xanh lam và sau đó trở lại màu tím sau khi nguội. Sau khi để ngoài không khí lâu ngày sẽ mờ dần và kết tủa h2chemicalbooktio3. Hòa tan trong axit clohydric, không hòa tan trong ete, hòa tan trong dung dịch HCl thu được titan triclorua tetrahydrat TiCl3 · 4H2O, không ổn định trong không khí. Phân hủy ở 440 độ. Nó có thể bị oxy hóa thành Ti (Ⅳ) trong không khí và độ ẩm có thể đẩy nhanh quá trình oxy hóa nên phải được bảo quản trong khí quyển CO2. Muối TiCl3 · 6H2O màu tím được điều chế bằng điện phân dung dịch HCl loãng TiCl4 tương đối ổn định. Nó chủ yếu được sử dụng làm thuốc thử phân tích, chất khử, chất xúc tác polypropylen, v.v.
|
Công thức hóa học |
Cl3Ti |
|
Khối lượng chính xác |
153 |
|
Trọng lượng phân tử |
154 |
|
m/z |
153 (100.0%), 155 (95.9%), 157 (30.6%), 151 (11.2%), 153 (10.7%), 152 (10.1%), 154 (9.7%), 154 (7.3%), 156 (7.0%), 155 (7.0%), 157 (6.7%), 155 (3.4%), 159 (3.3%), 156 (3.1%), 158 (2.2%), 159 (2.2%) |
|
Phân tích nguyên tố |
Cl, 68,96; Tí, 31.04 |
|
|
|
Titan trichloride tổng hợp:
Cách 1: Khí TiCl4 và H2 được đốt nóng đỏ trong lò nung hình ống và nhận ở đầu lạnh của ống. Nó thu được bằng cách phân hủy, hoặc bằng cách khử TiCl4 bằng bạc hoặc thủy ngân trong ống kín, hoặc bằng cách điện phân dung dịch nước TiCl4.
Phương pháp 2: Titan tetraclorua phản ứng với titan kim loại trong môi trường clorua kim loại nóng chảy có nhiệt độ sôi thấp để thu được muối titan hóa trị thấp với nồng độ titan dichlorua bão hòa;Bột titan tricloruađược điều chế bằng phương pháp này có độ tinh khiết cao và độ phân tán tốt.
Titan triclorua (TiCl3) là một hợp chất vô cơ quan trọng có công thức hóa học TiCl3, thường ở dạng bột tinh thể màu tím hoặc tinh thể không màu. Đặc tính hóa học độc đáo của nó - khả năng khử mạnh, khả năng tạo phức và hoạt tính xúc tác - khiến nó đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như kỹ thuật hóa học, khoa học vật liệu, y học và hóa học phân tích.
1. Chất khử hoặc chất khử mạnh
Giảm các hợp chất nitro: chất khử chính trong quá trình tổng hợp các chất trung gian dược phẩm và thuốc trừ sâu. Ví dụ, trong quá trình khử nitrobenzen thành anilin, khả năng khử mạnh của nó có thể phá vỡ chính xác liên kết nitơ oxy trong nhóm nitro (- NO ₂), tạo ra nhóm amino (- NH ₂), tạo bước quan trọng cho việc phát triển các loại thuốc mới như kháng sinh và thuốc giảm đau.
Khử ion kim loại: Các ion kim loại có hóa trị cao (như Fe ³ ⁺, Cu 2 ⁺, V ⁵⁺) có thể bị khử về trạng thái hóa trị thấp để chiết xuất kim loại hoặc tổng hợp hợp chất. Ví dụ, trong phép xác định màu của vonfram, nó phản ứng với thiocyanate để tạo thành phức màu đỏ và việc phân tích định lượng vonfram đạt được thông qua phương pháp đo màu.
Phân hủy nitrat: Nó có thể khử nitrat (NO3 ⁻) trong dung dịch nước thành amoniac (NH3), có thể dùng để xử lý nước thải hoặc cải tạo đất. Ví dụ, trong nông nghiệp, nó có thể làm giảm hàm lượng nitrat trong đất và giảm thiểu ô nhiễm phân bón ra môi trường.
2. Chất xúc tác trùng hợp
Phản ứng trùng hợp alpha olefin: Gồm chất xúc tác loại Nata với triethylaluminum hoặc hệ xúc tác phức hợp với dichlorodiethylaluminum, dùng cho phản ứng trùng hợp các alpha olefin như propylene và ethylene. Nó có hoạt tính xúc tác cao và có thể kiểm soát có chọn lọc cấu trúc chuỗi phân tử của polyme, tạo ra các loại nhựa hiệu suất cao-chẳng hạn như polyetylen mật độ- cao (HDPE) và polyetylen mật độ-thấp tuyến tính (LLDPE).
Tổng hợp polypropylen: Trong sản xuất polypropylen, chất xúc tác titan triclorua có thể cải thiện tốc độ phản ứng trùng hợp và tính đồng đều của sản phẩm, làm cho polypropylen có độ kết tinh và độ bền cơ học cao hơn, được sử dụng rộng rãi trong bao bì, sợi, phụ tùng ô tô và các lĩnh vực khác.
3. Chất trung gian tổng hợp hữu cơ
Phân tích thuốc nhuộm azo: Là chất chuẩn độ, hàm lượng hợp chất azo được xác định thông qua các phản ứng oxy hóa-khử, cung cấp các biện pháp kiểm soát chất lượng cho ngành thuốc nhuộm.
Tổng hợp hợp chất titan hữu cơ:Bột titan tricloruacó thể phản ứng với rượu, axit cacboxylic, v.v. để tạo ra các hợp chất titan hữu cơ (như este titan), được sử dụng trong lớp phủ, chất kết dính, phụ gia nhựa và các lĩnh vực khác để cải thiện khả năng chịu nhiệt, chống chịu thời tiết và tính chất cơ học của vật liệu.
Khoa học Vật liệu: 'Động cơ đổi mới' của Công nghệ nano và Chuẩn bị Hợp kim
1. Chế tạo vật liệu nano
Kiểm soát hạt nano: Dung dịch titan trichloride có thể đóng vai trò là tiền chất hoặc chất ổn định trong quá trình tổng hợp vật liệu nano, kiểm soát kích thước và hình thái của hạt nano bằng cách điều chỉnh các điều kiện phản ứng như pH, nhiệt độ và nồng độ. Ví dụ, trong quá trình điều chế hạt nano titan dioxide (TiO ₂), titan triclorua thủy phân để tạo thành Ti (OH) ∝, được nung tiếp để thu được diện tích bề mặt riêng cao TiO ₂ để sử dụng trong các lĩnh vực như quang xúc tác và pin mặt trời.
Vật liệu quang học đặc biệt: Vật liệu nano tham gia vào quá trình tổng hợp có các đặc tính quang học độc đáo, chẳng hạn như chấm lượng tử, tinh thể quang tử, v.v., có thể được sử dụng trong các lĩnh vực-cao cấp như truyền thông quang học, cảm biến và hình ảnh sinh học.
Phụ gia hợp kim hiệu suất cao
Tối ưu hóa cấu trúc vi mô: Là chất phụ gia trong quá trình điều chế các hợp kim hiệu suất cao như hợp kim titan và hợp kim nhôm, nó có thể tinh chỉnh kích thước hạt, giảm sự phân tách và cải thiện độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn của hợp kim. Ví dụ: việc thêm sản phẩm này vào hợp kim titan dùng trong cánh động cơ máy bay có thể cải thiện đáng kể-độ ổn định nhiệt độ cao và khả năng chống mỏi của chúng.
Chuẩn bị với chi phí thấp: Là nguồn titan, nó có thể thay thế một số kim loại titan có độ tinh khiết cao-, giảm chi phí sản xuất hợp kim và thúc đẩy ứng dụng rộng rãi của hợp kim hiệu suất cao-trong ngành hàng không vũ trụ, sản xuất ô tô và các lĩnh vực khác.
Lĩnh vực dược phẩm: nguồn tiềm năng cho việc tổng hợp thuốc kháng virus và thuốc
1. Nghiên cứu thuốc kháng vi-rút
Ức chế trực tiếp vi rút: Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các thí nghiệm in vitro có thể ức chế sự nhân lên của một số loại vi rút, chẳng hạn như vi rút cúm, vi rút Corona, v.v. Cơ chế này có thể liên quan đến việc phá hủy lớp vỏ vi rút hoặc can thiệp vào quá trình tổng hợp RNA của vi rút, mang lại những hướng đi mới cho sự phát triển của thuốc chống vi rút.
Tác dụng điều hòa miễn dịch: Nó có thể kích hoạt hệ thống miễn dịch của con người, kích thích sự tăng sinh tế bào T và B, tăng cường sản xuất kháng thể và cải thiện khả năng chống lại virus của cơ thể. Ví dụ: trong các thí nghiệm trên động vật, tiền xử lý bằng titan triclorua có thể làm giảm tỷ lệ tử vong của những con chuột nhiễm vi rút-.
2. Tổng hợp dược phẩm trung gian
Thuốc chống khối u: Tiền chất của thuốc chống khối u dựa trên bạch kim (chẳng hạn như cisplatin và carboplatin) tham gia vào quá trình tổng hợp tạo ra phức hợp bạch kim hoạt động thông qua các phản ứng khử, phá vỡ cấu trúc DNA của tế bào khối u và ức chế sự tăng sinh của chúng.
Tổng hợp kháng sinh: Trong quá trình tổng hợp kháng sinh - lactam (như penicillin và cephalosporin), như một chất khử, nó có thể bảo vệ các nhóm nhạy cảm, cải thiện tính chọn lọc của phản ứng, đồng thời nâng cao độ tinh khiết và năng suất của sản phẩm.
Hóa phân tích: Công cụ chính xác để phát hiện và chuẩn độ
1. Chuẩn độ oxi hóa khử
Xác định hàm lượng sắt: Kết hợp với phương pháp chuẩn độ kali dicromat, dùng để xác định hàm lượng sắt trong thép và quặng. Khả năng khử của nó làm giảm Fe ³ ⁺ thành Fe 2 ⁺, sau đó chuẩn độ Fe 2 ⁺ bằng dung dịch chuẩn kali dicromat. Điểm cuối được xác định bởi sự thay đổi màu sắc của chỉ báo và phương pháp này chính xác và đáng tin cậy.
Xác định hàm lượng titan: Trong phân tích quặng titan, với tư cách là chất khử, titan hóa trị cao được khử thành Ti ³ ⁺ và hàm lượng titan được xác định bằng phương pháp chuẩn độ chiết áp hoặc đo màu, cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho việc phát triển tài nguyên khoáng sản.
2. Phân tích đo màu và phát hiện quang phổ
Xác định màu của vonfram: phản ứng với thiocyanate tạo thành phức chất màu đỏ, độ hấp thụ của nó tỷ lệ thuận với nồng độ của vonfram. Độ hấp thụ được đo bằng máy quang phổ để đạt được phân tích định lượng nhanh chóng của vonfram.
Quang phổ hấp thụ nguyên tử: Là chất điều chỉnh ma trận, nó có thể loại bỏ ảnh hưởng của các nguyên tố gây nhiễu trong mẫu, cải thiện độ nhạy và độ chính xác của quang phổ hấp thụ nguyên tử trong việc xác định các ion kim loại.
Lĩnh vực khác: “Ứng dụng mới nổi” trong nông nghiệp và bảo vệ môi trường
1. Cải tạo nông nghiệp
Phục hồi đất nhiễm mặn kiềm: Khi sử dụng kết hợp với các loại phân bón như sắt sunfat, nó có thể làm giảm độ pH của đất, thay thế các ion natri (NaE) trong đất nhiễm mặn kiềm, cải thiện cấu trúc đất và tăng năng suất cây trồng. Ví dụ, trong dự án cải tạo đất kiềm nhiễm mặn ở Cam Túc, việc bổ sung phân titan triclorua đã làm tăng năng suất lúa lên hơn 30% mỗi mẫu.
Thụ động kim loại nặng: Có thể tạo thành các phức chất ổn định với các ion kim loại nặng (như Cd 2 ⁺, Pb 2 ⁺) trong đất, làm giảm khả dụng sinh học của chúng và giảm nguy cơ tồn dư kim loại nặng trong nông sản.
2. Xử lý nước thải môi trường
Xử lý nước thải chứa crom: Crom hóa trị sáu có độc tính cao (Cr ⁶⁺) có thể được khử thành crom hóa trị ba có độc tính thấp (Cr ³ ⁺), có thể được loại bỏ bằng phương pháp kết tủa để đạt được mức xả nước thải tiêu chuẩn từ các ngành công nghiệp như mạ điện và da.
Phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ: Khả năng khử của titan trichloride có thể phá hủy cấu trúc phân tử của các chất ô nhiễm hữu cơ như thuốc nhuộm và thuốc trừ sâu, làm giảm độc tính của chúng và cung cấp giải pháp xử lý nước thải công nghiệp tiết kiệm và hiệu quả.
Bột titan Trichloridecó bốn dạng tinh thể và một dạng hexahydrat:
(1) TiCl3 loại-được điều chế bằng cách khử TiCl4 ở nhiệt độ cao, TiCl4 có cấu trúc dạng tấm màu tím, thuộc hệ lục giác, có hằng số mạng a=6.122 × 10-8cm,c=17.52 × 10-8cm. Mật độ tương đối là 2,64. Phân hủy ở 440 độ. Điểm sôi 660 độ (14,132 × 103Pa).
(2) Khử TiCl4 bằng alkyl nhôm - Loại TiCl3, bột màu nâu, cấu trúc dạng sợi. Trong dòng khí trơ, nó chuyển thành Loại -.
(3) Thu được bằng cách khử nhôm TiCl4 - Loại TiCl3, tinh thể phân lớp màu đỏ tím.
(4) Will - Thu được bằng cách nghiền loại TiCl3 δ- Loại TiCl3, δ- Loại là loại bột màu tím, chưa rõ cấu trúc, có hiệu suất xúc tác cao hơn các dạng tinh thể khác của TiCl3.
Điểm nóng chảy 730 độ -920 độ, mật độ tương đối 2,69, điểm sôi 660 độ (106 × 133,322Pa). Nó chuyển sang màu tím khi hòa tan trong nước và ít tan trong etanol, chuyển sang màu xanh khi đun nóng và chuyển sang màu tím khi lạnh. Sau khi để lâu trong không khí sẽ phai màu và kết tủa axit metatitanic (H2TiO3). Không hòa tan trong ether. Titanium trichloride là chất xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học hữu cơ và được sử dụng rộng rãi làm chất xúc tác chính để sản xuất polypropylen. Nó được sử dụng làm chất chuẩn độ để phân tích thuốc nhuộm azo và xác định màu của Cu, Fe và V.
Ngoài bốn dạng tinh thể khác nhau, titan triclorua còn có hexahydrat (TiCl3 · 6H2O). Do sự phối hợp khác nhau của các phối tử, nó có thể được chia thành loại ổn định màu tím và loại không ổn định màu xanh lá cây. Phản ứng không cân xứng xảy ra ở nhiệt độ trên 450 độ để tạo ra titan dichloride và titan tetrachloride. Không hòa tan trong benzen, ít tan trong cloroform, hòa tan trong ethanol. HEXAHYDRATE là tinh thể màu tím nhạt. Dễ dàng hấp thụ độ ẩm. Hòa tan trong nước. Nó bị oxy hóa chậm và mất màu trong không khí khô. Hydrat nhanh chóng chuyển thành titan dichloride trong không khí ẩm.
Chú phổ biến: bột titan trichloride cas 7705-07-9, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán