사염화티타늄
Titanium tetrachloride | |
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| 이름 | |
|---|---|
| IUPAC 이름 티타늄(IV) 염화물 | |
| 기타 이름 사염화티타늄 테트라클로로티타늄 | |
| 식별자 | |
3D 모델(JSmol) | |
| 켐스파이더 | |
| ECHA 정보 카드 | 100.028.584 |
| EC 번호 |
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| 메쉬 | 사염화티타늄 |
PubChem CID | |
| RTECS 번호 |
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| 유니 | |
| UN 번호 | 1838 |
CompTox 대시보드 (EPA ) | |
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| 특성. | |
| TiCl4 | |
| 몰 질량 | 189.679 g/g |
| 외모 | 무색 액체 |
| 냄새 | 침투성 산취 |
| 밀도 | 1.726 g/cm3 |
| 녹는점 | -24.1°C(-11.4°F, 249.1K) |
| 비등점 | 136.4 °C (277.5 °F, 409.5 K) |
| 반응(발열 가수분해)[1] | |
| 용해성 | 디클로로메탄,[2] 톨루엔,[3] 펜탄에[4] 용해되는 |
| 증기압 | 1.3kPa(20°C) |
자화율(δ) | - 54.0 · 10−6 cm3 / 세로 |
굴절률(nD) | 1.61 (10.5 °C) |
| 점성 | 827μPa s |
| 구조. | |
| 사각형 | |
| 사면체 | |
| 0 D | |
| 열화학 | |
표준 어금니 엔트로피 (S | 355 J·mol−1·K−1[5] |
표준 엔탈피/ 형성 (δHf⦵298) | -763 kJ/mol−1[5] |
| 위험[6] 요소 | |
| 산업안전보건(OHS/OSH): | |
주요 위험 요소 | 독성, 부식성, 물과 반응하여 HCl을 방출합니다. |
| GHS 라벨링: | |
   | |
| 위험. | |
| H314, , , , , , | |
| P280, , , , , | |
| NFPA 704(파이어 다이아몬드) | |
| 안전 데이터 시트(SDS) | MSDS |
| 관련 화합물 | |
기타 음이온 | 티타늄(IV) 브롬화물 티타늄(IV) 불소 티타늄(IV) 요오드화물 |
기타 캐티온 | 하프늄(IV) 염화물 지르코늄IV) 염화물 |
관련 화합물 | 티타늄(II) 염화물 염화티타늄(III) |
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다. | |
사염화티타늄은 아래4 식 TiCl의 무기화합물이다.티타늄 금속과 이산화티타늄 색소의 생산에서 중요한 중간체이다.TiCl은4 휘발성 액체입니다.습한 공기와 접촉하면 이산화티타늄(TiO2)과 염산의 두꺼운 구름을 형성하는데, 이 반응은 이전에는 연기 기계에서 사용하기 위해 이용되었습니다.이 단어는 분자식(TiCl4)이 [7][8]단어와 발음이 비슷하기 때문에 "간질간질" 또는 "간질간질 4"로 불리기도 한다.
속성 및 구조
TiCl은4 밀도가 높고 무색 증류 가능한 액체이지만, 조잡한 샘플은 노란색 또는 적갈색일 수 있습니다.이것은 상온에서 액체인 드문 전이 금속 할로겐화물 중 하나이며 VCl도4 그 예입니다.이 성질은 TiCl의4 분자가 약하게 자가 결합한다는 사실을 반영한다.대부분의 금속 염화물은 중합체이며, 여기서 염화물 원자는 금속 사이에 가교한다.녹는점과 끓는점은 CCl과4 비슷하다.
Ti는 "닫힌" 전자 껍데기를 가지고 있으며, 귀한 가스 아르곤과 같은 수의 전자를 가지고 있습니다4+.TiCl의4 사면체 구조는 4개의 동일한 리간드로 둘러싸인 d0 금속 중심(Ti4+)의 설명과 일치합니다.이러한 구성은 매우 대칭적인 구조로 이어지며, 따라서 분자의 사면체 모양입니다.TiCl은4 TiBr 및 TiI와4 유사한4 구조를 채택하고 있으며, 이 세 가지 화합물은 많은 유사점을 공유합니다.TiCl과4 TiBr은4 반응하여 혼합 할로겐화물4-xx TiClBr을 생성합니다. 여기서 x = 0, 1, 2, 3, 4. 자기 공명 측정 결과 TiCl과 VCl4 [9]간에도4 할로겐화물 교환이 빠른 것으로 나타났습니다.
TiCl은4 톨루엔과 클로로카본에 용해된다.특정 영역은 [(CR66)TiCl3] 유형의 +[10]복합체를 형성합니다.TiCl은4 THF와 같은 공여 용제와 발열 반응하여 육각 조정 [11]부가물을 제공합니다.부피가 큰 배위자(L)는 펜타코티드 부가물 TiCl을4 제공한다.
생산.
TiCl은4 염화물 공정에서 생성되며, 900°C에서 탄소가 흐르면서 산화티타늄 광석(일반적으로 일메나이트(FeTiO3))이 환원됩니다.불순물은 증류에 의해 제거된다.
- 23 FeTiO + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO
FeCl의3 공동 생산은 바람직하지 않으며, 이는 대체 기술의 개발 동기를 부여했습니다.일메나이트를 직접 사용하는 대신 "루틸 슬래그"를 사용합니다.TiO의2 불순물 형태인 이 물질은 일메나이트에서 탄소 환원 또는 황산 추출을 사용하여 철분을 제거하여 추출합니다.원유4 TiCl에는 분리해야 하는 염화바나딜(VOCl3), 사염화실리콘(SiCl4), 사염화주석(SnCl4) 등 다양한 휘발성 할로겐화물이 함유되어 있습니다.
적용들
티타늄 금속의 제조
티타늄 금속의 전 세계 공급량은 연간 약 25만 톤으로 TiCl에서4 생산된다.변환은 마그네슘 금속으로 4염화물을 환원하는 것을 포함한다.이 절차를 Kroll [12]프로세스라고 합니다.
- 2 Mg + TiCl4 → 2 MgCl2 + Ti
헌터 공정에서는 마그네슘 대신 액체 나트륨이 환원제입니다.
이산화티타늄 제조
TiCl4 생산량의 약 90%는 안료 이산화티타늄(TiO)을2 만드는 데 사용됩니다.변환에는 [12]염화수소를 형성하는 과정인 TiCl의4 가수분해가 포함됩니다.
- TiCl4 + 22 HO → TiO2 + 4 HCl
경우에4 따라 TiCl은 산소와 함께 직접 산화됩니다.
- TiCl4 + O2 → TiO2 + 2 Cl2
연막
그것은 솟아오르는 경향이 거의 없는 무겁고 하얀 연기를 내기 때문에 연막을 만드는 데 사용되어 왔다."틱"은 영화 촬영장에서 연기 효과를 내는 표준 수단이었지만,[13] 1980년대에 수화 HCl이 호흡기에 미치는 영향에 대한 우려로 인해 단계적으로 폐지되었다.
화학 반응
사염화티타늄은 아래와 같은 다양한 유도체를 형성하는 다용도 시약이다.
TiCl의4 특징적인 반응은 HCl 증기, 산화티타늄 및 옥시염화물의 방출로 인해 나타나는 쉬운 가수 분해입니다.사염화티타늄은 염산 에어로졸과 이산화티타늄이 빛을 매우 효율적으로 산란시키기 때문에 해군용 연막을 만드는데 사용되어 왔다.그러나 이 연기는 부식성이 있다.
알코올은 TiCl과4 반응하여 [Ti(OR)](4nR = 알킬, n = 1, 2, 4)의 식으로 알콕시드를 생성한다.이들 알콕시드는 공식에서 알 수 있듯이 단량체부터 4량체까지의 복잡한 구조를 채택할 수 있다.이러한 화합물은 유기 합성뿐만 아니라 재료 과학에도 유용하다.잘 알려진 유도체는 단량체인 이소프로옥시드 티타늄이다.티타늄 비스(아세틸아세토네이트)디클로로드는 아세틸아세톤을 초과하여 사염화티타늄을 [14]처리함으로써 발생합니다.
유기 아민은 TiCl과4 반응하여 아미도(RN2− 함유) 복합체와 이미드(RN2− 함유) 복합체를 형성합니다.암모니아와 함께 질화티타늄이 형성된다.황색 벤젠 수용성 [15]액체인 테트라키스(디메틸아미드) 티타늄 Ti(N(CH3)24의 합성 반응이다.이 분자는 면상의 질소 중심을 [16]가진 사면체이다.
- 4 LiN(CH3)2 + TiCl4 → 4 LiCl + Ti(N(CH3))24
단순 배위자를 가진 복합체
TiCl은4 가수분해 경향에 의해 영향을 받는 루이스산이다.TiCl은4 Ether THF와 반응하여 TiCl(THF)2의4 노란색 결정을 생성합니다.염화염에서 TiCl은4 반응하여 순차적으로 [TiCl29],− [TiCl210],2− [TiCl](위6 그림 참조) 및 [TiCl]2−[17]을 형성합니다.염화 이온과 TiCl의4 반응은 대향소에 따라 달라집니다.[N(CHCHCH2223)]4Cl과4 TiCl은 5등 콤플렉스 [N(CHCHCH2223)]4[TiCl5], 반면 [N23(CH)]4+는 [N23(CH)]42를 부여합니다.[TiCl210] 이러한 반응은 이온 결합이 높은 화합물 구조에 대한 정전기의 영향을 강조합니다.
레독스
알루미늄과 함께4 TiCl을 감소시키면 1전자 감소가 발생합니다.삼염화물(TiCl3)과 사염화물은 대조적인 성질을 가지고 있습니다. 삼염화물은 착색된 고체이며 배위성 폴리머이며 상사성입니다.THF 용액에서 환원하면 Ti(II) 제품은 연청색 부가물3 TiCl(THF)3로 변환됩니다.
유기 금속 화학
티타늄의 유기금속 화학은 일반적으로 TiCl에서4 시작된다.중요한 반응에는 시클로펜타디에닐나트륨이 포함되어 티타노세 중염화물인2 TiCl(CH)2을55 생성한다.이 화합물과 많은 유도체는 지글러-나타 촉매의 전구체이다.유기화학에 유용한 Tebbe 시약은 티타노세와 트리메틸알루미늄의 반응에서 발생하는 티타노세의 알루미늄 함유 유도체이다.그것은 "올레피네이션" 반응에 사용된다.
C(CH)6와3 같은6 아렌은 피아노 복합체에 [Ti(CR66)Cl3]+을 주기 위해 반응한다(R = H, CH3,[10] 위 그림 참조).이 반응은 AlCl에 의해3 TiCl에서4 염화물이 추출됨으로써 생성되는 TiCl+3 엔티티의 높은 Lewis 산도를 나타낸다.
유기합성 시약
TiCl4, TiCl4의 addition[19]키 이 응용 프로그램에 것(RCHO)(RCHO)T 같은 어덕트의 형성에 의해 알데히드를 활성화하기 위해서는 루이스 산성의 oxophilicity, 그리고 그것의 줄어든 티타늄의electron-transfer 속성 halides[18]그것은 루이스 산성에 사용된다에 편승하고 aldol catalysed 합성에 임시 사용을 발견한다.iCl4OC(H)R.
독성 및 안전 고려 사항
사염화티타늄에 의한 위험은 일반적으로 염산을 방출하는 물과 반응하여 발생합니다. 염산은 그 자체를 심하게 부식시키고 증기도 극도로 자극적입니다.TiCl은4 강력한 루이스산으로, THF나 물과 같은 약한 염기와 함께 발열적으로 부가물을 형성합니다.
레퍼런스
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일반독서
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