Титана Оксиды

Известно до 15 Т. О., св-ва важнейших приведены в табл., на рис. Представлена диаграмма состояния системы титан - кислород. Низшие Т. О.-продукты упорядочения твердого р-ра О 2 в a-Ti, макс. Концентрация к-рого 31,9 ат.% О. При длит. Обжиге образуются фазы на основе Ti3O (20-30 ат.% О) с ромбоэдрич. Кристаллич. Решеткой (при 25 ат.% О a = 0,51411, с = 0,95334 нм, пространств. Группа ) и Ti2O (~25-33,4 ат.% О. а =0,29593 нм, с =0,48454 нм, пространств. Группа ). Промежут. Оксид Тi3 О 2 -фаза с гексагон. Решеткой (а= 0,49915, с =0,28794 нм, пространств. Группа Р6/mmm). Монооксид TiO-кристаллы от золотисто-желтого до коричнево-фиолетового цвета со структурой типа NaCl со статистич. Распределением вакансий Ti и О. Полиморфные переходы при 1250, 820 и 720 °С, при 940 °С образуется стехиометрич.

Низкотемпературная моноклинная модификация (DH перехода 3,5 кДж/моль). TiO испаряется конгруэнтно. Ур-ние температурной зависимости давления пара. Lgp (мм рт. Ст.) =11,46-28240/T (1921-1998 К). В воде не раств., раств. В разб. Соляной и серной к-тах. При нагр. На воздухе окисляется. Получают взаимод. Ti с ТiO2, компонент катализаторов. Гидроксид титана(II) Ti(OH)2 образуется при действии на р-ры солей Ti(II) водного р-ра NH3 или солей слабых к-т в виде синего, коричневого или черного осадка, к-рый постепенно светлеет из-за разложения на ТiO2 и Н 2. Сильный восстановитель. Легко раств. В к-тах. При нагр. На воздухе окисляется. Сесквиоксид Ti2O3 -кристаллы темно-фиолетового или черного цвета со структурой типа корунда. При 200 °С превращ.

В др. Гексагон. Модификацию. При испарении диссоциирует на TiO и ТiO2. Окисляется на воздухе только при очень высоких т-рах. С водой и минер. К-тами не реагирует. Раств. При нагр. В конц. H2SO4 с образованием фиолетового р-ра Ti2(SO4)3. Сплавляется с KHSO4 с получением титанилсульфатов K2TiO(SO4)2. При спекании или сплавлении с оксидами или карбонатами щелочных, щел.-зем. И др. Металлов образует двойные оксиды. Диаграмма состояния системы титан-кислород ( ж- жидкость). Гидроксид титана(III) Ti(OH)3 образуется при гидролизе солей Ti(III) или титанатов(III) в виде вишнево-красного, коричневого, синего или черного осадка, к-рый постепенно белеет из-за окисления водой, легко окисляется на воздухе, раств. В минер. К-тах. Оксид Ti3O5, или ,-голубые или голубовато-черные кристаллы моноклинной сингонии ( а =0,9757 нм, b = =0,3802 нм, с =0,9452 нм, b = 93,11°, пространств.

Группа С2/m). При 175°С превращ. В др. Моноклинную модификацию. Плотн. 4,29 г/см 3. Ч 2460 кДж/моль. Испаряется конгруэнтно с диссоциацией на TiO и ТiO2. В области от Ti1,75 до Ti1,9 существует гомологич. Группа фаз TinO2n-1, где n =4-9 (фазы Магнелли), кристаллизующиеся в триклинной решетке (пространств. Группа или ). Диоксид ТiO2 -бесцв. Кристаллы, при нагр. Желтеет, но обесцвечивается после охлаждения. Известен в виде неск. Модификаций. Кроме рутила, анатаза и брукита, известных в виде минералов, получены две модификации высокого давления. Ромбич. IV (а = 0,4531нм, b =0,5498 нм, с == 0,4900 нм, пространств. Группа Рbсп) при 4-12 ГПа и 400-1500°С, гексагон. V ( а =0,922 нм, с= 0,5685 нм) при давлении выше 25 ГПа. Брукит при всех условиях метастабилен.

При нагр. Анатаз и брукит необратимо превращ. В рутил соотв. При 400-1000 °С и ~750°С. В основе структур этих модификаций октаэдры ТiO6. Ур-ния температурной зависимости давления пара. Для рутила lgp(мм рт. Ст.) = 10,97-29180/T(1850-2113 К), для жидкого lgp(мм рт. Ст.) = 9,03-25120/T (2113-2540 К). Конгруэнтному испарению отвечает состав ТiO1,87. TiO2 не раств. В воде, разб. Минер. К-тах (кроме плавиковой) и разб. Р-рах щелочей. С Н 2 О 2 образует ортотитано-вую к-ту Н 4 ТiO4 (желтого цвета). Медленно раств. В конц. H2SO4, конц. Р-рах щелочей, насыщ. Р-ре КНCO3. При нагр. С NH3 образует TiN. При сплавлении или спекании с оксидами, карбонатами металлов образуются титанаты и двойные оксиды. Водородом, углеродом, активными металлами (Mg, Ca, Na) TiO2 при нагр.

Восстанавливается до низших оксидов. С Сl2 при натр. В присут. Восстановителей (угля) образует TiCl4. Получают TiO2 либо прокаливанием гидроксида, образующегося при гидролизе сульфатных р-ров (при сульфатной переработке титановых концентратов), либо сжиганием TiCl4 (при 1200-1700 °С). ТiO2 высокой чистоты можно получить гидролизом титанорг. Соединений, Ti(OC4H9) с послед. Прокаливанием. Используют TiO2 как пигмент в лакокрасочной пром-сти (титановые белила), в произ-ве бумаги, синтетич. Волокон, пластмасс, резиновых изделий, в произ-ве керамич. Диэлектриков, белой эмали, термостойкого и оптич. Стекла (в т. Ч. Для волоконной оптики), как компонент обмазки электродов для электросварки и покрытий литейных форм и т. Д.

Пыль TiO2 обладает раздражающим действием, может вызвать бронхит, пневмосклероз и др. Поражения легких. ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мг/м 3, в атм. Воздухе 0,5 мг/м 3, в воде 0,1 мг/л. Гидратир. Диоксид ТiO2.