Формула титан: Валентность титана (Ti), формулы и примеры — НПФ Техсервис — Техническое оборудование общепромышленного и нефтепромыслового назначения

Содержание

Immortal Throne / FAQusha.RU — сборник игровой мудрости

Главная
Блоги
Titan Quest: Immortal Throne
Как использовать магические формулы и создавать артефакты?

Атефакты в Titan Quest — это уникальные и самые могущественные предметы, создаваемые только по магическим формулам, искать их бесполезно. Магические формулы делятся на типы — малые (красная печать на конверте), великие (синяя печать на конверте) и священные (фиолетовая печать на конверте).

Первые два типа формул появляются на всех уровнях сложности, последний — только на эпическом и легендарном (требуется дополнение Immortal Throne). Расположение их случайно, не считая конкретных персонажей, и не привязано к определенным локациям. В процессе создания артефактов в Titan Quest используются три обязательных компонента: для малых артефактов — амулеты животных, реликвии богов и свитки, для великих — малые артефакты и свитки, для божественных — великие артефакты и свитки. Ступенчатая система вносит разнообразие в игровой процесс, но доставляет небывалые трудности коллекционерам.

Еще одна неприятная особенность — некоторые низкоуровневые магические формулы встречаются только на высоких уровнях сложности и никогда не пересекаются между собой, хотя и относятся к одному типу, что сильно затрудняет поиск и снижает шансы на их появление. Свитки в Titan Quest содержат могущественные заклинания одноразового действия, и продаются у торговцев в крупных городах на вкладке со снадобьями.

Когда все компоненты из магической формулы будут собраны, нужно обратиться к любому чародею (смотрите легенду на карте; клавиша [M]). Чародеи специализируется на наложении заклинаний на предметы, но делают это не бесплатно. За создание каждого артефакта взимается плата, после чего он появляется в инвентаре, откуда его можно переместить в особую ячейку на панели персонажа. Созданные артефакты обладают уникальными характеристиками, которые многократно увеличивают мощь главного героя.

Артефакты нормального уровня сложности в Titan Quest:

Малые артефакты (Lesser Artifacts): Янтарный сосуд (Amber Flask), Неистовство (Bloodrage), Средоточие хаоса (Chaos Cube), Тлеющий уголь (Cinderbolt), Хрустальная слеза (Crystal Tear), Предсмертный хрип (Deathrattle), Песнь листвы (Leafsong), Расплавленная сфера (Molten Orb), Бледная луна (Pale Moon), Острый коготь (Razor Claw), Свиток Онейроса (Scroll of Oneiros), Покров вечной ночи (Shroud of Eternal Night), Кулон небесного огня (Skyfire Pendant), Песнь кобры (Song of the Serpent), Духовная погибель (Soul Shiver), Звездное сердце (Star Heart), Солнечный камень (Sunstone), Прикосновение глупца (Touch of the Fool), Призрачный страж (Wraithguard).
Великие артефакты (Greater Artifacts): Книга снов (Book of Dreams), Венец жреца (Druidic Wreath), Око небес (Eye of the Heavens), Вековая ярость (Fury of the Ages), Теневая завеса (Shadow Veil), Духовная призма (Soul Prism).

Артефакты эпического уровня сложности в Titan Quest:

Малые артефакты (Lesser Artifacts): Темная сущность (Dark Core), Глиняный талисман (Earthen Talisman), Эбеновая сфера (Ebony Globe), Изумрудная игла (Emerald Quill), Нефритовый идол (Jade Idol), Нексус безумия (Nexus of Insanity), Оберег теней (Phylactery of Shadows), Тень ворона (Raven’s Shadow), Уныние (Spirit Blight), Тотем заклинателя (Summoner’s Totem), Книга преображения (Tome of Transfiguration).
Великие артефакты (Greater Artifacts): Багровая гадюка (Crimson Viper), Язык дракона (Dragontongue), Изображение небесного огня (Effigy of Skyfire), Последний вздох (Final Breath), Рука Гайи (Hand of Gaia), Кровавый камень (Blood Gem), Сердце Земли (Heart of Earth), Львиное сердце (Lionheart), Убийца царей (Kingslayer), Сфера вечности (Sphere of Eternity).
Священные артефакты (Divine Artifacts): Кровь Ареса (Blood of Ares), Полумесяц Артемиды (Crescent Moon of Artemis), Жезл Осириса (Crosier of Osiris), Награда Деметры (Demeter’s Bounty), Узел Исиды (Knot of Isis), Сила Гефеста (Might of Hephaestus), Сеть Посейдона (Poseidon’s Net).

Артефакты легендарного уровня сложности в Titan Quest:

Малые артефакты (Lesser Artifacts): Статуэтка пантеры (Effigy of the Panther), Призрачная завеса (Ethereal Veil), Поцелуй девушки (Maiden’s Kiss), Серебряное сердце (Silver Heart), Грозовой кулак (Thunderfist), Язык пламени (Tongue of Flame).
Великие артефакты (Greater Artifacts): Чудесное зеркало (Arcane Mirror), Клеймо завоевателя (Conqueror’s Mark), Рука тирана (Tyrant’s Fist), Приносящий славу (Glorybringer), Символ эрудита (Symbol of the Polymath), Ярость стихий (Elemental Rage).
Священные артефакты (Divine Artifacts): Глаз Ра (Eye of Ra), Золотой глаз Сунь Укуна (Golden Eye of Sun Wukong), Знак Зевса (Ikon of Zeus), Лира Аполлона (Lyre of Apollo), Скрижаль судьбы Мардука (Marduk’s Tablet of Destiny), Паутина снов Морфея (Morpheus’ Dreamweb), Звезда Иштар (Star of Ishtar), Талисман Нефритового императора (Talisman of the Jade Emperor), Слава Тота (Thoth’s Glory), Печать Баст (Sigil of Bast).

Как правильно и эффективно распределять очки характеристик?

Как развивать персонажей, распределять и отменять очки умений?
Когда появляются спутники и компаньоны?
Как увеличить инвентарь и правильно хранить вещи?
Как собирать, объединять, возвращать и использовать реликвии?
Как собирать, объединять, возвращать и использовать амулеты?

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии. Регистрация отнимает считанные секунды + никакого спама в будущем.

зеленый камень сфен, минерал титан

Титанит обладает загадочной красотой кристаллов треугольной формы, от которой когда-то и получил свое первое название «сфен», переводимое с древнегреческого как «треугольный», или «клин». Чаще всего в природе встречаются небольшие ромбовидные или клиновидные кристаллы сфена. Крупные кристаллы минерал создает редко, как правило, их находят в сиенитовых пегматитах и в жилах альпийского типа, причем в сопровождении таких минералов, как альбит, адуляр, кальцит и хлорит.

Титанитом назвал камень по его химической структуре немецкий ученый Мартин Генрих Клапрот, занимавшийся его описанием. Минерал также носит название гриновит, за зеленый цвет своих кристаллов, и лигурит. Он является важным источником получения титана — диоксид титана составляет до 40,8% в руде, используется для производства титановых белил. Для огранки, как правило, берут кристаллы желтоватого и зеленого оттенка, поскольку прочность их выше за счет присутствия цинка и хрома. После огранки такие камни приобретают алмазный блеск и красивую световую игру.

Состав и месторождения

Минерал титанит представляет собой силикат титана и кальция, формула которого записывается как CaTiSiO5. Твердость его по шкале Мооса составляет 5,0-6,0 единиц, а плотность равна 3,3-3,6 г/см³, сингония кристаллов моноклинная, а блеск алмазный, смолянистый. В чистом виде минерал встречается очень редко, поэтому практически в каждом образце можно обнаружить примеси таких металлов, как марганец, хром, железо, цирконий, магний и других, что обуславливает не только изменчивость окраски камня, но и разноцветные включения, которые придают ему особенно привлекательный вид после огранки, создавая эффект глубины и мерцания. Желтый и зеленый титанит в своем составе имеет больше железа, розовые кристаллы обязаны своей окраской марганцу, хром добавляет камню изумрудные оттенки, а натрий и цезий вносят в окраску голубоватые цвета.

В серной кислоте камень титан разлагается полностью, а в соляной — частично. При сильном нагреве паяльной трубой слегка оплавляется по краям, превращаясь в стеклянную массу фиолетового цвета. Минерал очень хрупок.

Ограненные кристаллы бывают весом от 1 до 6 карат, очень красиво выглядят в авторских украшениях, где сочетаются с другими драгоценными камнями, например, с изумрудами или алмазной крошкой.

Месторождения сфена существуют как в России, так и в других странах. Например, в Ильменских горах на Урале встречаются кристаллы до 12 см, в которых титанит сопровождается апатитом и черной слюдой. Интересные экземпляры до 3 см величиной находят на севере Урала, недалеко от поселка Неройка. На Кольском полуострове добывают титановую руду в крупных масштабах. В Италии добываются желтые и красные кристаллы клиновидной формы, в Швейцарии находят зеленоватые и желтоватые камни. Есть сфен на Шри-Ланке, Мадагаскаре, находят минералы титана в Норвегии, Австрии и Канаде.

Магическое значение

Магия камней титанита проявляется в сильном воздействии на интеллект человека, поэтому талисман с таким кристаллом рекомендуют носить с собой людям, занятым интенсивным умственным трудом, особенно если им приходится осваивать и перерабатывать большие объемы информации. Камень сфен способствует концентрации внимания, усиливает память, повышает интуицию и развивает организаторские способности. Все это он делает не только для обычных людей, но и для экстрасенсорно одаренных личностей, которые смогут с помощью титанитового кристалла освоить новые области эзотерических знаний, например, нумерологию, или хиромантию, или каким-то другим путем развить и обогатить свои способности.

Учитывая ментальную ориентацию камня, носить его лучше в виде серег, подвесок или кулонов, то есть ближе к голове. Оправленные в золото украшения дополнительно будут притягивать достаток и материальные блага к их владельцу, а талисманы в платине или серебре укрепят ауру и отведут в сторону злые силы. Титанит считается помощником во всех благих начинаниях, он поможет артистам, дикторам, астрологам, политикам и другим людям публичных профессий. Конкретного астрологического предпочтения у него нет, как нет и никаких астрологических противопоказаний, поэтому руководствоваться при выборе камня можно только собственным влечением, а не рассудком.

Лечебные свойства

Про целебные свойства сфена известно пока немного, хотя некоторые литотерапевты описывают положительное влияние кристаллов на лечение воспалительных процессов полости рта и десен, а также повышение жизненного тонуса организма и укрепление иммунной системы.

Все лечебные воздействия проводятся только контактным путем, прикладывая камень к больному месту, либо сосредоточенно разглядывая его.

Желтый кристалл может быть полезен при проблемах органов пищеварения, по совпадению вибрационного звучания чакры манипуры с желтым цветом зеленый кристалл, как и все зеленые камни, будет положительно влиять на зрение, поможет при спазме сосудов головного мозга и снимет нервное напряжение. Любопытно, что в культе Вуду, процветающем в южных штатах США, этот камень используют в качестве «стража здоровья» не только человека, но и дома как талисман с титанитом для защиты дом от воров, молний, наводнений и ураганного ветра.

Оксид титана (двуокись титана) — Словарь терминов | ПластЭксперт

Оксид титана (двуокись титана)

Понятие и общие сведения

Титан является металлом четвертой группы, который при соединении с кислородом может образовывать до 15 различных оксидов. Однако, наиболее характерен для него диоксид или оксид титана (IV), или двуокись титана.

В зависимости от вида кристаллической решетки титановый диоксид образует следующие минералы:

— Рутил, обладающий тетрагональной кристаллической решеткой.

— Анатаз, имеющий тетрагональную решетку.

— Брукит, характеризующийся ромбической решеткой.

Кроме того, известны две другие модификации титаноксида высокого давления: ромбическая и гексагональная. В лаборатории под давлением 60 000 бар синтезировали еще одну модификацию двуокиси титана с наиболее высокой твердостью из известных.

Свойства

Оксиды титана различных степеней окисления сильно отличаются друг от друга по своим физико-химическим характеристикам. Рассмотрим свойства наиболее распространенных оксидов.

Монооксид (оксид титана II) формулой TiO представляет собой кристаллы, обладающие цветом в гамме от золотисто-желтого до коричнево-фиолетового цвета. Это вещество не растворимо в воде, но растворимо в разбавленных соляной и серной кислотах. В случае нагревания в воздушной среде монооксид окисляется до двуокиси титана TiO2. Это свойство используется в катализаторах, где находит применение окись титана (II).

Сесквиоксид (оксид титана III), химически описываемый как Ti2O3, выглядит как кристаллы темно-фиолетового или черного цвета. Не является устойчивым соединением, при сильном нагреве до испарения диссоциирует на два других оксида TiO и TiO2. В среде воздуха подвергается окислению лишь при очень высокой температуре. Не реагирует с водой и неорганическими кислотами. Растворяется при нагреве в концентрированной серной кислоте с выходом сульфата титана (III) фиолетового цвета.

Двуокись титана (оксид титана IV) формулой TiO2 – это, как ни странно, в кристаллической форме представляют собой неокрашенные кристаллы, желтеющие при нагревании, однако вновь теряющие цвет при последующем охлаждении.
Диоксид титана не растворим в воде, набухает в неорганических кислотах и разбавленных растворах щелочей. С трудом растворим в концентрированных серной кислоте и щелочных растворах. При нагревании в азотной кислоте образуется карбид титана (III) TiN. Титаноксид (IV) восстанавливают до оксидов титана (III и II) нагревая первый в среде водорода, углерода, щелочных или щелочноземельных металлов – натрия, магния, кальция и т.д. При нагревании в среде газообразного хлора и восстановителей, например углерода получается хлорид титана (IV).

Получение

Титаноксид (IV) производят различными способами, например путем прокаливания кислородсодержащих солей и оснований, гидролизом или сжиганием титансодержащих соединений и другими способами.

Чаще всего двуокись титана получают прокаливанием гидроокиси, полученной после гидролиза сульфатных растворов или сжиганием хлорида титана (IV) при температурах от 1200 градусов С. Высокочистый диоксид титана получается при помощи гидролиза титанорганических веществ с последующим прокаливанием.

Из полученной таким образом двуокиси титана можно произвести оксиды с более низкими степенями окисления при помощи частичного восстановления водородом или элементарным титаном при температурах порядка 1500 градусов С по схеме:

3TiO2+Ti = 2Ti2O3

Оксиды с большим количеством атомов титана и наличествующими связями типа Ti-Ti, например Ti6O, Ti3O, Ti2O образуются в ходе растворения кислорода в непосредственно в титане. В случае повышения температуры более 300 градусов С такие соединения окисляются далее вплоть до двуокиси титана.

Применение титаноксида

Титан образует множество оксидов, однако подавляющее большинство применений имеет только оксид титана (IV) или двуокись. Среди других подобных соединений она является важным керамическим материалом и важнейшим пигментом.

Рис.1. Гранулированный суперконцентрат пигмента TiO2.

Суть применения двуокиси титана в современной индустрии базируется на способности мелкодисперсного порошка оксида с размером частиц от 20 до 50 нанометров демонстрировать очень высокую отражательную способность. Это свойство позволяет применять диоксид титана в качестве белого пигмента при изготовлении красок, известных как «титановые белила». Кроме того, пигмент повсеместно применяется при производстве эмалей, окраске бумаги, пластмасс и эластомеров, синтетических волокон, керамической продукции, стекла и многого другого. Титановые краски имеют ряд преимуществ перед аналогами и прежде всего ранее широко применяющимися свинцовыми белилами:

— химическая инертность,

— отсутствие токсичности (кроме порошкообразной формы – см. ниже),

— имеют более высокие эксплуатационные характеристики, надежность и долговечность.

В промышленности производства и переработки пластмасс и эластомеров диоксид титана является одним из самых важных пигментов. Он применяется в основном в двух формах:

Порошкообразной форме для приготовления смесей, применяемых при экструзии изделий из ПВХ (оконные и дверные профили, подоконники, водостоки, сайдинг, отделочные панели и т. д.). Также применяется для приготовления пластизолей и при других нераспространенных применениях.
В виде гранулированных суперконцентратов пигментов на основе различных полимеров, чаще всего полиэтилена, сэвилена, полипропилена, полистирола. Такая форма, с наполнением оксидом титана до 80% суперконцентрата, широко используется при литье под давлением, выдувном формовании, экструзии гранулированных пластмасс.

Также двуокись титана используется при приготовлении жидких красителей для пластмасс, опудривании гранул непосредственно пигментами и т.д.

Рис.2. Типичное изделие из ПВХ окрашенное в массе

Возможный вред здоровью

В действующих стандартах указано, что пыль диоксида титана обладает раздражающим действием. Она в определенных концентрациях может стать причиной бронхитов, пневмосклероза и прочих болезней легких человека. Предельно-допустимая концентрация титаноксида в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/куб.м, в атмосферном воздухе 0,5 мг/куб.м, в воде 0,1 мг/литр.

Вредность и теоретическая опасность диоксида титана привела к пристальному вниманию к этому соединению со стороны законодателей ряда стран, прежде всего государств Евросоюза. В 2019 году в новостных лентах стали появляться сообщения об ограничении использования титаноксида и его возможном запрете в будущем. В частности, Европейское Химическое Агентство в 2017 году подтвердило опасность порошкообразного титаноксида. В сентябре 2019 года эксперты Competent Authorities for REACH and CLP предложили Европейской Комиссии внести двуокись титана в перечень потенциально опасных веществ. Пока речь идет только о пигменте в порошкообразной форме, однако и это наносит большой ущерб полимерной отрасли, т.к. порошок TiO2 практически незаменим при экструзии в частности ПВХ-профилей.

Страница не найдена

Омский каучук

производство
нефтехимической продукции

Титан-СМ

производство
смазочных материалов

Титан-Полимер

производство
полимерной продукции

Титан-Агро

производство
комбикорма и мяса

404

Неправильно набран адрес, или такой страницы больше не существует. Вернитесь на главную

Благодарим за подписку

Произошла ошибка

Спасибо!

Мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Спасибо!

Мы получили ваш вопрос и обязательно ответим вам на почту

Обратный звонок

Компания Ф.И.О. Телефон Email Тема обращения Нажимая на кнопку «Отправить», Вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с «Положением о политике в отношении обработки персональных данных».

Запросить сертификат

Компания Ф.И.О. Должность Телефон Email Нажимая на кнопку «Отправить», Вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с «Положением о политике в отношении обработки персональных данных».

Ф.И.О. Должность

Выберите файл резюме (pdf, doc, docx)

Нажимая на кнопку «Отправить», Вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с «Положением о политике в отношении обработки персональных данных».

Прислать свое резюме

Ф.И.О. Должность

Выберите файл резюме (pdf, doc, docx)

Прислать свое резюме

Ф.И.О. Должность

Выберите файл резюме (pdf, doc, docx)

Стать инвестором

Ф.И.О. Должность Компания Телефон Нажимая на кнопку «Отправить», Вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с «Положением о политике в отношении обработки персональных данных».

Стать волонтером

Ф.И.О. Email Телефон Нажимая на кнопку «Отправить», Вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с «Положением о политике в отношении обработки персональных данных».

Задать вопрос

Ф.И.О. Телефон Email Текст вопроса Нажимая на кнопку «Отправить», Вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с «Положением о политике в отношении обработки персональных данных».

Сайт ГК «Титан» использует файлы cookie. Подробная информация в правилах по обработке персональных данных.

Продолжить

2170 — Стр 2

рядке возрастания числа n. Соответственно по этому правилу последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

1s2 < 2s2 < 2p6 < 3s2 < 3p6 < 4s2 < 3d10 < 4p6 < 5s2 < 4d10 < 5p6 < 6s2 < 5d1 < 4f14 < 5d9 < 6p6 < 7s2 < 6d1 < 5f14 < 6d9 < 7p6 < 8s2……

Примеры решения задач

Пример 1. Напишите электронную формулу атома серы. К какому электронному семейству относится сера? Укажите валентные электроны, распределите их по энергетическим ячейкам в нормальном и возбужденных состояниях.

Решение. У атома серы порядковый номер 16 в таблице Д.И. Менделеева, поэтому

– 16 электронов и последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней совпадает с электронной формулой (что характерно для элементов с порядковыми номе-

рами от 1 до 20):

16S – 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p4

Последним заполняется p-подуровень, поэтому сера принадлежит к p- электронному семейству; содержит 6 валентных электронов – 3s 2 3p4. Представим схему размещения валентных электронов в квантовых (энергетических) ячейках:

3s 3p 3d

16S — …

Валентность серы в нормальном состоянии равна 2, например, в соединениях h3S, Na2S, CaS.

У атома серы на 3d-подуровне имеются вакантные орбитали. При возбуждении атома происходит разъединение пар электронов и переход их на свободные орбитали.

Представим электронные конфигурации атома серы в возбужденных состояниях:

а) 16S* — …

3р

16S* — … 3s 23p33d1

Валентность серы равна 4, например, в соединениях SO2, h3SO3

б) 16S*- …

S* — … 3s 1 3p3 3d2

Валентность серы равна 6, например, в соединениях: SO3, h3SO4.

Вывод: валентность серы в соединениях 2, 4, 6.

Пример 2. Составьте электронную формулу атома титана и ионов титана Ti2+ и Ti4+. К какому электронному семейству относится титан? Приведите электронные аналоги титана.

Решение. Порядок заполнения энергетических уровней и подуровней следующий:

22Ti – 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2

Титан принадлежит к d-электронному семейству. Электронная формула титана имеет вид:

22Ti – 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2

Подчеркнуты валентные электроны.

Электронно-графические формулы валентных электронов атома титана в нормальном и возбужденном состояниях:

22 Ti -…

Валентность титана в нормальном состоянии равна 2, например, в соединениях: TiO, TiCl2. Такая валентность обусловлена двумя неспаренными электронами, но вакантные орбитали на 4p-подуровне вносят дополнительный вклад в валентность и титан в некоторых соединениях проявляет валентность, равную 3, например, в соединении TiCl3.

При возбуждении атома титана происходит распаривание 4s-электронов и переход их на 4p-подуровень, валентность титана в этом состоянии равна 4 (TiO2, TiCl4):

22Ti*-…

22 Ti* — … 3d 2 4s1 4p1 4d0 4f0

Сокращенная электронная формула атома титана:

22	Ti — … 3d	2 4s2
Электронные аналоги титана:
40	Zr — … 4d	2 5s2;	72 Hf — …5d 2 6s2

Электронные формулы ионов титана Ti2+ и Ti4+ соответственно:

22Ti2+ — … 3d 2 4s0;	22Ti4+ — … 3d 0 4s0.
	Контрольные задания

21. Структуры валентных электронных слоев выражаются формулами: а) 4s24p2; б) 5d46s2; в) 4s1. Составьте полные электронные формулы, определите порядковые номера, приведите названия элементов, определите принадлежность к электронным семействам.

22. Напишите электронную формулу атома кислорода. Какие элементарные частицы входят в состав атома? Рассчитайте длину волны де Бройля для молекулы кислорода, движущейся со скоростью 1000 м/с, учтите единицы измерения Джоуля [м2×кг×с-2]. Возможно ли обнаружение волновой природы этой частицы?

23. В чем сущность α, β-, β+ — радиоактивного распада? Изотопы какого элемента получатся в результате последовательного излучения 4α- и 2β-частиц атомным ядром 238U? Напишите сокращенную электронную формулу полученного изотопа элемента. Является ли полученный изотоп устойчивым или радиоактивным?

24.Напишите электронные формулы атома Te и иона Te2-. Докажите, что валентность теллура в соединениях 2, 4, 6.

25.Напишите электронные формулы атома железа, ионов Fe2+ и Fe3+. Докажите с помощью электронно-графической схемы, что максимальная валентность железа в соединениях равна 6.

26.Что такое изотопы? Приведите примеры изотопов какого-либо элемента, напишите электронную формулу изотопов этого элемента. Почему изотопы элемента имеют сходные химические свойства?

27.Определите по правилу Клечковского последовательность заполнения электро-

нами энергетических подуровней, если n+l=7. Какой элемент имеет валентные электроны

7s2?

28.Напишите электронные формулы атома стронция и иона Sr2+. Укажите валентность стронция в нормальном и возбужденном состояниях. Какие значения принимают кантовые числа для внешних электронов атома стронция?

29.Напишите значения всех четырех квантовых чисел для трех любых электронов на 4p-подуровне. Значениями какого квантового числа различаются три электрона указанного подуровня? Почему максимальное число электронов на p-подуровне равно 6?

30.По какому признаку элементы подразделяются на электронные семейства? Напишите электронные формулы атомов любых двух элементов пятого периода, принадлежащих к разным электронным семействам. Какие электроны этих элементов являются валентными? Какой подуровень заполняется раньше: 5s или 4d? Почему?

31.Какое состояние атома называется основным и какое – возбужденным? Чем ион отличается от нейтрального атома? Ответы на вопросы подтвердите написанием электронных формул атома брома и бромид-иона. Изобразите электронно-графические схемы атома брома в нормальном и возбужденных состояниях.

32.Напишите электронные формулы атома водорода и ионов Н+, Н-. Какие элементарные частицы входят в состав атома водорода и ионов? Вычислите энергию связи электрона в электрон-Вольтах (эВ) на первой и пятой стационарных орбиталях атома водорода и сравните (<, >) их величины.

33.Структуры валентных электронных слоёв атомов элементов выражаются фор-

мулами:

а) 5s25p4; б) 3d54s1; в) 7s2. Определите порядковые номера, приведите названия элементов, а также укажите принадлежность к электронным семействам.

34.Составьте электронные формулы и электронно-графические схемы атомов элементов с порядковыми номерами 23 и 33 в нормальном и возбужденных состояниях. Приведите валентные электроны этих элементов и их электронных аналогов.

35.На примерах галлия и марганца докажите, что имеется взаимосвязь строения атомов элементов с положением их в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

36.Напишите электронные формулы и электронно-графические схемы атомов фосфора и ванадия в нормальном и возбужденном состояниях. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

37.На каком основании иттрий (Z=39) и индий (Z=49) помещены в одну группу периодической системы элементов Д.И. Менделеева? Почему они в разных подгруппах? Приведите валентные электроны этих элементов и их электронных аналогов.

38.Напишите электронные формулы атома Ba и иона Ba2+. Какую валентность

проявляет барий в нормальном и возбужденном состояниях? Структуру какого инертного газа имеет ион Ba2+?

39.Напишите электронную формулу атома технеция. Укажите валентные электроны. Распределите валентные электроны по энергетическим ячейкам в нормальном и возбужденном состояниях. Определите суммарный спин электронов в возбужденном состоянии.

40.Напишите электронную формулу атома меди; учтите, что у меди происходит провал одного 4s электрона на 3d-подуровень. Приведите электронные формулы двух последних уровней электронных аналогов меди.

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Введение

В 1869 году Д.И. Менделеев открыл периодический закон, современная формулировка которого следующая: свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов. Выражением закона является периодическая система Д.И. Менделеева. Электронное строение элементов изменяется периодически, поэтому свойства элементов также изменяются периодически, а именно: размеры атомов, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, окислительно-восстановительные, кислотно-основные и другие.

Примеры решения задач

Пример 1. Какой элемент 4 периода – марганец или бром проявляет металлические свойства?

Решение. Полные электронные формулы элементов:

25Mn – 1s 22s22p6 3s23p63d54s2

35Br – 1s 22s22p6 3s23p6 3d10 4s24p5

Марганец является d-элементом VIIB подгруппы, а бром – p- элемент VIIA подгруппы. На внешнем энергетическом уровне у атома марганца два электрона, а у атома брома – семь. Атомы типичных металлов характеризуются наличием небольшого числа электронов на внешнем энергетическом уровне, а, следовательно, способны терять электроны. Они обладают только восстановительными свойствами и не образуют элементарных отрицательных ионов.

Элементы, атомы которых на внешнем энергетическом уровне содержат более трех электронов, обладают в основном сродством к электрону, а, следовательно, приобретают отрицательную степень окисления и образуют элементарные отрицательные ионы.

Таким образом, марганец, как и все металлы, обладает только восстановительными свойствами, тогда как для брома более свойственна окислительная функция. Общей закономерностью для всех групп, относящихся к d-электронному семейству, является преобладание металлических свойств. Следовательно, металлические свойства проявляет марганец.

Пример 2. Как зависят кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов от степени окисления образующих из атомов? Какие гидроксиды называются амфотерными (амфолитами)?

Решение. Если элемент проявляет переменную степень окисления и образует несколько оксидов и гидроксидов, то с увеличением степени окисления свойства их изменяются от основных к амфотерным и кислотным. Например: оксиды и гидроксиды хрома, марганца, ванадия и др. Это объясняется характером электролитической диссоциации (ионизации) гидроксидов ЭОН, которая в зависимости от сравнительной прочности и полярности связей Э-О и О-Н может протекать по двум направлениям:

основному — ЭОН Э+ + ОН- или

кислотному — ЭОН ЭО — + Н+

Полярность связей, в свою очередь, определяется разностью электроотрицательностей и эффективными зарядами атомов. Приводим пример диссоциации амфотерных гидроксидов (амфолитов):

Эn+ + nОН- Э(ОН)n ;	НnЭОn nН+ + ЭОn-
основной тип	кислотный тип
диссоциации	диссоциации

В кислой среде амфолит проявляет основной, а в щелочной среде – кислотный характер.

Рассмотрим амфотерные свойства оксидов и гидроксидов хрома.

Приводим сокращенную электронную формулу атомов хрома: 24Cr — … 3d 54s1. Хром образует оксиды: Cr+2O, Cr2+3O3, Cr+6O3, которым соответствуют следующие

гидроксиды:

Cr+2 (OH)2, Cr+3 (OH)3, h3Cr+6 O4 и h3Cr+62 O7.

Для CrO и Cr(OH)2 характерны основные свойства, для Сr2O3 и Cr(OH)3 – амфотерные свойства, для CrO3, h3CrO4 и h3Cr2O7 – кислотные свойства.

Докажем амфотерные свойства тригидроксида хрома:

Cr(OH)3	+ 3NaOH = Na3[Cr(OH)6];	Cr(OH)3	+ 3OH- = [Cr(OH)6]3-.
В данной реакции Cr(OH)3 проявляет кислотные свойства.
Cr(OH)3	+ 3HCl = CrCl3 + 3h3О,	Cr(OH)3	+ 3H+ = Cr3+ + 3h3O.

В данной реакции Cr(OH)3 проявляет основные свойства.

Контрольные задания

41. Составьте формулы оксидов и гидроксидов марганца. Как изменяется кислот- но-основной и окислительно-восстановительный характер этих соединений? Подчиняются ли эти соединения общей закономерности изменения свойств оксидов и гидроксидов?

42.Исходя из положения хрома, селена, углерода и серы в периодической системе, определите, какая из кислот является более сильным окислителем: а) h3CrO4 или h3SeO4,

б) h3CO3 или h3SO3.

43.У какого элемента наибольшая энергия ионизации: а) Sr или Cd; б) Rb или Ag?

Укакого элемента наибольшая электроотрицательность: а) As или Sb; б) As или Br?

44.Какую высшую и низшую степени окисления проявляют вольфрам, теллур, серебро в соединениях? Почему? Составьте формулы соединений, отвечающих этим степеням окисления и изобразите их структурные формулы.

45.Приведите современную формулировку периодического закона. Объясните, почему в периодической системе элементов аргон, кобальт, теллур и торий помещены соответственно перед калием, никелем, йодом и протактинием, хотя имеют бó льшую атомную массу. Как называются пары таких элементов?

46.Исходя из положения металлов в периодической системе, определите, какой из

двух гидроксидов является более сильным основанием: а) KOH или Mn(OH)2; б) Zn(OH)2 или Сa(OH)2; в) Mg(OH)2 или Be(OH)2.

47.Исходя из положения технеция, селена, цезия в периодической системе, составьте формулы следующих соединений: технециевой кислоты, оксида селена, гидрокарбоната цезия, отвечающих их высшей степени окисления. Изобразите структурные формулы соединений.

48.Исходя из положения серы, фосфора и хлора в периодической системе, определите, как изменяются окислительные свойства кислот: h3SO4, h4PO4, HClO4?

49.В ряду кислородных кислот хлора: HClO – H СlO2 – H СlO3 — HClO4 определите, какая из кислот наиболее сильный окислитель, какая из кислот наиболее сильный электролит.

50.На основании строения атомов лития и бериллия поясните, почему первый потенциал ионизации у лития меньше, чем у бериллия, а второй потенциал ионизации лития больше, чем у бериллия?

51. Какие элементы принадлежат к f– электронному семейству? На примерах строения атомов двух любых лантаноидов (или актиноидов) докажите, что химические свойства в группах лантаноидов (или актиноидов) близки друг к другу.

52.Как изменяются кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов в периодах с увеличением порядковых номеров элементов? Ответ мотивируйте строением атомов элементов и величин их важнейших характеристик: радиусов атомов и электроотрицательностей.

53.Составьте формулы оксидов и гидроксидов ванадия. Как изменяется кислотноосновной и окислительно-восстановительный характер этих соединений?

54.Исходя из строения атомов элементов, определите, какое основание более

сильное:

а) Sr(OH)2 или Fe(OH)2; б) Cu(OH)2 или KOH; какая кислота более сильная: а) h4AsO4 или h3SeO4; б) HClO4 или HMnO4.

55.Какую высшую и низшую степени окисления проявляют молибден, йод и цирконий? Почему? Составьте формулы соединений, отвечающих этим степеням окисления и изобразите их структурные формулы.

56.Как изменяется прочность связи между атомами в молекулах галогенов Cl2 – Br2 – J 2? Почему молекула F2 выпадает из общей закономерности?

57.Как изменяются металлические свойства в VВ подгруппе периодической системы? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов элементов и величин важнейших их характеристик: радиусов атомов и энергий ионизации.

58.Исходя из положения галогенов в периодической системе, поясните, как изменяются восстановительные свойства в ряду HCl – HBr – HJ. Почему HF входит в исключение?

59.Как изменяются неметаллические свойства в VIА подгруппе периодической системы? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов элементов и величин важнейших их характеристик: радиусов атомов и электроотрицательностей.

60.В какой степени окисления галогены и элементы подгруппы марганца проявляют наибольшее сходство в свойствах? Приведите примеры сходных соединений.

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ. КОНДЕНСИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВ

Введение

Центральной проблемой химии является установление природы химической связи

вмолекулах. Впервые теория химического строения молекул А.М. Бутлерова была дана

в1861 году. Положениями этой теории являются: свойства веществ зависят не только от их состава, но и от химического строения и характера взаимного влияния атомов в молекулах.

Изучение природы взаимодействия атомов позволяет установить механизм образования и строения молекул и других частиц, что дает возможность предсказать реакционную способность, определить условия синтеза веществ с заданными свойствами.

Проблема установления химической связи получила дальнейшее развитие в работах Льюиса, Гейтлера, Лондона, Морковникова, Семенова, Полинга, Гунда и других.

По характеру распределения электронной плотности в молекулах химические связи традиционно подразделяются на ковалентные, ионные и металлические.

Для ковалентно-механического описания ковалентной связи и строения молекул применяются два подхода:

-метод валентных связей (МВС) и

-метод молекулярных орбиталей (ММО).

В основе МВС лежат следующие положения:

-ковалентная химическая связь образуется двумя электронами с противоположно направленными спинами;

-ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются электронные облака взаимодействующих атомов.

Метод ВС прост, нагляден и позволяет предсказать свойства многих молекул, таких как пространственная конфигурация, полярность, энергия, длина связи и др.

Но метод валентных связей (ВС) не может объяснить целый ряд свойств и строе-

ние некоторых молекул: парамагнетизм молекулы О2; большую прочность связей в молекулярных ионах F+2 и O+2 по сравнению с молекулами F2 и O2; мéньшую прочность связи в ионе N+2 , чем в молекуле N2; существование молекулярного иона Не+2 и неустойчивость молекулы Не2 и т.д.

Более плодотворным оказался другой подход к объяснению ковалентной связи – метод молекулярных орбиталей (МО). В методе МО состояние молекулы описывается как совокупность электронных молекулярных орбиталей. При этом число молекулярных орбиталей равно сумме атомных орбиталей.

Молекулярной орбитали, возникающей от сложения атомных орбиталей (АО), соответствует более низкая энергия, чем исходным орбиталям. Такая МО имеет повышенную электронную плотность в пространстве между ядрами, способствующую образованию химической связи и называется связывающей.

Молекулярной орбитали, образовавшейся от вычитания атомных орбиталей соответствует более высокая энергия, чем атомной орбитали. Электронная плотность в этом случае сконцентрирована за ядрами атомов, а между ними равна нулю. Подобные МО энергетически менее выгодны, чем исходные АО, они приводят к ослаблению химической связи и называются разрыхляющими.

Электроны, занимающие связывающие и разрыхляющие орбитали, называются соответственно связывающими (св) и разрыхляющими (разр).

Заполнение молекулярных орбиталей происходит при соблюдении принципа Паули и правила Гунда.

Подобно электронным формулам, показывающим распределение электронов в атоме по атомным орбиталям, в методе МО составляют формулы молекул, отражающие их электронную конфигурацию. По аналогии с атомными s-, p-, d – орбиталями молекулярные орбитали обозначаются греческим буквами σ, π, δ, φ.

По возрастанию энергии МО орбитали двухатомных молекул первого периода и начала второго периода (до N2) можно расположить в следующем порядке:

σ св 1s < σразр 1s < σсв 2s < σразр 2s < πcв 2py = πcв 2pz < σсв2px < πразр 2py = πразр 2pz < σразр 2px

Молекулярные орбитали двухатомных молекул конца второго периода по возрастанию энергии располагаются в несколько иной ряд:

σ св 1s < σразр 1s < σсв 2s < σразр 2s < σ св 2px <πcв 2py = πcв 2pz < πразр2py = πразр 2pz < σразр 2px

Порядок связи в молекуле определяется разностью между числом связывающих и разрыхляющих электронов, деленной на два. Порядок связи может быть равен нулю, когда молекула не существует, целому или дробному положительному числу.

Примеры решения задач

Пример 1. Объясните механизм образования молекулы SiF6 и иона [SiF6]2-

Решение. Приводим электронную формулу атома кремния: 14Si-1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 Приводим графическую схему распределения электронов по энергетическим ячей-

кам в:

а) невозбужденном состоянии

14Si -…

14Si* — …

б) при возбуждении

Четыре неспаренных электрона возбужденного атома кремния могут участвовать в образовании четырех ковалентных связей с атомами фтора (9F – 1s 2 2s2 2p5), имеющему по одному неспаренному электрону с образованием молекулы.

Для образования иона [SiF6]4- к молекуле SiF4 присоединяются два иона F- (1s2 2s2 2p6), все валентные электроны которых спарены. Связь осуществляется по донорно-акцепторному механизму за счет пары электронов каждого из фторид-ионов и двух валентных 3dорбиталей атома кремния.

Пример 2. Представьте электронную конфигурацию молекулы О2 по методу МО. Решение. Представим электронную конфигурацию молекулы О2 по методу МО:

Электронная формула атома кислорода: 😯 – 1s 22s22p2x2p1y2p1z .

Размещение электронов по молекулярным орбиталям:

2O (1s22s22px22p1y2p1z) =

= O2{( σ св 1s)2(σразр 1s)2(σсв 2s)2(σразр 2s)2 (σ св 2px )2(πcв 2py)2(πcв 2pz)2(πразр2py)1(πразр 2pz)1}

Определим порядок связи: Псв.= 10 – 6 / 2 = 4/2 = 2

В молекуле кислорода две кратные ковалентные химические связи: O = O Парамагнетизм молекулы кислорода объясняется тем, что на разрыхляющих π-

молекулярных орбиталях содержится по одному неспаренному электрону.

Контрольные задания

61. Что называется кратностью связи? Приведите примеры соединений, содержащих ординарные, двойные и тройные связи. Отметьте σ- и π-связи в структурных формулах приведенных молекул.

62.Охарактеризуйте типы кристаллических структур по природе частиц узлов ре-

шеток. Какие кристаллические структуры имеют: CO2, Ch4COOH, алмаз, графит, NaCl, Zn? Расположите их по порядку возрастания энергий кристаллических решеток. Что такое интеркалирование?

63.Почему существует молекула PCl5, но не существует молекула NCl5, хотя азот и фосфор находятся в одной и той же подгруппе VA периодической системы? Какой тип связи между атомами фосфора и хлора? Укажите тип гибридизации атома фосфора в молекуле PCl5.

64.Какая химическая связь называется ионной? Каков механизм ее образования? Какие свойства ионной связи отличают ее от ковалентной? Приведите примеры молекул

стипично ионными связями и укажите тип кристаллической решетки. Составьте изоэлектронный ряд ксенона.

65.Согласно теории кристаллического поля определите, какой из ионов (CN- или

h3O) влияет сильнее на энергию расщепления 3d-подуровня. Объясните образование комплексных ионов: низкоспинового [Fe(CN)6]4- и высокоспинового [Fe(h3O)6]2+ на основании теории кристаллического поля.

66.Приведите электронную конфигурацию молекулы NO по методу МО. Как из-

меняются магнитные свойства и прочность связи при переходе от молекулы NO к молекулярному иону NO+?

67.Какая связь называется σ- и какая — π-связью? Какая из них менее прочная и более реакционноспособная? Изобразите структурные формулы этана C2H6, этилена C2h5

иацетилена C2h3. Отметьте σ- и π-связи на структурных схемах углеводородов.

68.Какие силы межмолекулярного взаимодействия называются дипольдипольными (ориентационными), индукционными и дисперсионными? Объясните природу этих сил. Какова природа преобладающих сил межмолекулярного взаимодействия в каждом из следующих веществ: h3O, HBr, Ar, N2, Nh4?

Оксид титана(IV) | это… Что такое Оксид титана(IV)?

Оксид титана(IV) (диоксид титана, двуокись титана, титановые белила, пищевой краситель E171) TiO₂ — амфотерный оксид четырёхвалентного титана. Является основным продуктом титановой индустрии (на производство чистого титана идёт лишь около 5 % титановой руды).^[1]

ICSC 0338
CAS [13463-67-7]
RTECS XR2775000
EC —

Содержание

1 Строение
2 Нахождение в природе
3 Свойства
- 3.1 Физические, термодинамические свойства
- 3.2 Химические свойства
- 3.3 Токсические свойства, физиологическое действие, опасные свойства
4 Добыча и производство
- 4.1 Производство диоксида титана из ильменитового концентрата
- 4.2 Производство диоксида титана из тетрахлорида титана
5 Применение
6 Цены и рынок
7 Нормативы
8 Примечания
9 Использованная литература
10 Ссылки

Строение

Диоксид титана в рутильной форме
Серым цветом обозначены атомы титана, красным — кислорода

Оксид титана существует в виде нескольких модификаций. В природе встречаются кристаллы с тетрагональной сингонией (анатаз, рутил) и ромбической сингонией (брукит). Искусственно получены ещё две модификации высокого давления — ромбическая IV и гексагональная V.

Характеристики кристаллической решётки^[2]
Модификация/Параметр		Рутил	Анатаз	Брукит	Ромбическая IV	Гексагональная V
Параметры элементарной решётки, нм	a	0,45929	0,3785	0,51447	0,4531	0,922
	b	—	—	0,9184	0,5498	—
	c	0,29591	0,9486	0,5145	0,4900	0,5685
Число формульных единиц в ячейке		2	4	8
Пространственная группа		P4/mnm	I4/amd	Pbca	Pbcn

При нагревании и анатаз, и брукит необратимо превращаются в рутил (температуры перехода соответственно 400—1000 °C и около 750 °C). Основой структур этих модификаций являются октаэдры TiO₆, то есть каждый ион Ti⁴⁺ окружён шестью ионами O²⁻, а каждый ион O²⁻ окружён тремя ионами Ti⁴⁺. Октаэдры расположены таким образом, что каждый ион кислорода принадлежит трём октаэдрам. В анатазе на один октаэдр приходятся 4 общих ребра, в рутиле — 2.

Нахождение в природе

В чистом виде в природе встречается в виде минералов рутила, анатаза и брукита (по строению первые два имеют тетрагональную, а последний — ромбическую сингонию), причём основную часть составляет рутил.

Третье в мире по запасам рутила месторождение находится в Рассказовском районе Тамбовской области. Крупные месторождения находятся также в Чили (Cerro Bianco), канадской провинции Квебек, Сьерра-Леоне.

Свойства

Физические, термодинамические свойства

Чистый диоксид титана — бесцветные кристаллы (желтеет при нагревании). Для технических целей применяется в раздробленном состоянии, представляя собой белый порошок. Не растворяется в воде и разбавленных минеральных кислотах (за исключением плавиковой).

Температура плавления для рутила — 1870 °C (по другим данным — 1850 °C, 1855 °C)
Температура кипения для рутила — 2500 °C.
Плотность при 20 °C:

для рутила 4,235 г/см³^[2]

для анатаза 4,05 г/см³^[2] (3,95 г/см³^[3])

для брукита 4,1 г/см³^[2]

Температура разложения для рутила 2900 °C^[3]

Температура плавления, кипения и разложения для других модификаций не указана, так как они переходят в рутильную форму при нагревании (см. выше).

Средняя изобарная теплоёмкость C_p (в Дж/(моль·К))^[4]
Модификация	Интервал температуры, K
Модификация	298—500	298—600	298—700	298—800	298—900	298—1000
рутил	60,71	62,39	63,76	64,92	65,95	66,89
анатаз	63,21	65,18	66,59	67,64	68,47	69,12

Термодинамические свойства^[5]
Модификация	ΔH°_{f, 298}, кДж/моль^[6]	S°₂₉₈, Дж/моль/K^[7]	ΔG°_{f, 298}, кДж/моль^[8]	C°_{p, 298}, Дж/моль/K^[9]	ΔH_пл., кДж/моль^[10]
рутил	-944,75 (-943,9^[3])	50,33	-889,49 (-888,6^[3])	55,04 (55,02^[3])	67
анатаз	-933,03 (938,6^[3])	49,92	-877,65 (-888,3^[3])	55,21 (55,48^[3])	58

Вследствие более плотной упаковки ионов в кристалле рутила увеличивается их взаимное притяжение, снижается фотохимическая активность, увеличиваются твёрдость (абразивность), показатель преломления (2,55 — у анатаза и 2,7 — у рутила), диэлектрическая постоянная.

Химические свойства

Диоксид титана амфотерен, то есть проявляет как осно́вные, так и кислотные свойства (хотя реагирует главным образом с концентрированными кислотами).

Медленно растворяется в концентрированной серной кислоте, образуя соответствующие соли четырёхвалентного титана:

TiO₂ + 2H₂SO₄ → Ti(SO₄)₂ + 2H₂O

В концентрированных растворах щелочей или при сплавлении с ними образуются титанаты — соли титановой кислоты (амфотерного гидроксида титана TiO(OH)₂)

TiO₂ + 2NaOH → Na₂TiO₃ + H₂O

То же происходит и в концентрированных растворах карбонатов или гидрокарбонатов:

TiO₂ + K₂CO₃ → K₂TiO₃ + CO₂↑ TiO₂ + 2KHCO₃ → K₂TiO₃ + 2CO₂↑ + H₂O

C перекисью водорода даёт ортотитановую кислоту:

TiO₂ + 2H₂O₂ → H₄TiO₄ + О₂↑

При нагревании с аммиаком даёт нитрид титана:

2TiO₂ + 4NH₃ →(t) 4TiN + 6H₂O + O₂↑

При сплавлении с оксидами, гидроксидами и карбонатами образуются титанаты и двойные оксиды:

TiO₂ + BaO → BaO·TiO₂

TiO₂ + BaCO₃ → BaO·TiO₂ + CO₂↑

TiO₂ + Ba(OH)₂ → BaO·TiO₂ + H₂O

При нагревании восстанавливается углеродом и активными металлами (Mg, Ca, Na) до низших оксидов.

При нагревании с хлором в присутствии восстановителей (углерода) образует тетрахлорид титана.

Нагревание до 2200 °C приводит сначала к отщеплению кислорода с образованием синего Ti₃O₅ (то есть TiO₂·Ti₂O₃), а затем и тёмно-фиолетового Ti₂O₃.

Гидратированный диоксид TiO₂·nH₂O [гидроксид титана(IV), оксо-гидрат титана, оксогидроксид титана] в зависимости от условий получения может содержать переменные количества связанных с Ti групп ОН, структурную воду, кислотные остатки и адсорбированные катионы. Полученный на холоде свежеосажденный TiO₂·nH₂O хорошо растворяется в разбавленных минеральных и сильных органических кислотах, но почти не растворяется в растворах щелочей. Легко пептизируется с образованием устойчивых коллоидных растворов. При высушивании на воздухе образует объёмистый белый порошок плотностью 2,6 г/см³, приближающийся по составу к формуле TiO₂·2H₂O (ортотитановая кислота). При нагревании и длительной сушке в вакууме постепенно обезвоживается, приближаясь по составу к формуле TiO₂·H₂O (метатитановая кислота). Осадки такого состава получаются при осаждении из горячих растворов, при взаимодействии металлического титана с HNO₃ и т. п. Их плотность ~ 3,2 г/см³ и выше. Они практически не растворяются в разбавленных кислотах, не способны пептизироваться.

При старении осадки TiO₂·nH₂O постепенно превращается в безводный диоксид, удерживающий в связанном состоянии адсорбированные катионы и анионы. Старение ускоряется кипячением суспензии с водой. Структура образующегося при старении TiO₂ определяется условиями осаждения. При осаждении аммиаком из солянокислых растворов при рН < 2 получаются образцы со структурой рутила, при рН 2—5 — со структурой анатаза, из щелочной среды — рентгеноаморфные. Из сульфатных растворов продукты со структурой рутила не образуются.

Токсические свойства, физиологическое действие, опасные свойства

TLV(предельная пороговая концентрация, США): как TWA (среднесменная концентрация, США) 10 мг/м³ A4 (ACGIH 2001).

ПДК в воздухе рабочей зоны — 10 мг/м³ (1998)

ООН — 2546

Добыча и производство

Основная статья: Получение оксида титана(IV)

Мировое производство диоксида титана на конец 2004 года достигло приблизительно 5 миллионов тонн.^[11]

Основными производители и экспортёры диоксида титана:

KEMIRA PIGMENTS OY (Финляндия)
ЧАО «Крымский ТИТАН» (Украина, АР Крым)
ОАО «Сумыхимпром» (Украина, г. Сумы)
KRONOS TITAN GmbH & Co. OHG (Германия)
Sachtleben (Германия)
Kerr-McGee (США)
DuPont (США)

В последние годы чрезвычайно быстро растет производство диоксида титана в Китае.

В России пигментный диоксид титана не производят, но производят технические марки, используемые в металлургии. На территории СНГ диоксид титана производится на Украине предприятиями «Сумыхимпром», город Сумы, «Крымский ТИТАН», г. Армянск) и КП «Титано-магниевый комбинат» (г. Запорожье). Сумский государственный институт минеральных удобрений и пигментов (МИНДИП) в своих научно-исследовательских работах особое место уделяет технологиям получения оксида титана (IV) сульфатным способом: исследование, разработка новых марок, модернизация технологии и аппаратурного оформления процесса.

Как указано выше, диоксид титана встречается в виде минералов, однако этого источника недостаточно, поэтому значительная его часть производится. Существуют два основных промышленных метода получения TiO₂: из ильменитового (FeTiO₃) концентрата и из тетрахлорида титана.

Производство диоксида титана из ильменитового концентрата

Первый завод по производству титановых белил из природного титанового минерала ильменита FeTiO₃ был построен в Норвегии в 1918 г., однако первые промышленные партии белил имели жёлтый цвет и плохо подходили для живописи, так что фактически белые титановые белила стали использоваться художниками лишь в 1922—1925 гг. При этом следует указать, что до 1925 г. были доступны лишь композитные титановые пигменты на базе барита или кальцита.
До 1940-х гг. двуокись титана выпускалась в кристаллической модификации — анатаз (β-TiO₂) тетрогональной сингонии с показателем преломления ~2,5

Технология производства состоит из трёх этапов:

получение растворов сульфата титана (путём обработки ильменитовых концентратов серной кислотой). В результате получают смесь сульфата титана и сульфатов железа (II) и (III), последний восстанавливают металлическим железом до степени окисления железа +2. После восстановления на барабанных вакуум-фильтрах отделяют растворов сульфтов от шлама. Сульфат железа(II) отделяют в вакуум-кристаллизаторе.
гидролиз раствора сульфатных солей титана. Гидролиз проводят методом введения зародышей (их готовят осаждая Ti(OH)₄ из растворов сульфата титана гидроксидом натрия). На этапе гидролиза образующиеся частицы гидролизата (гидратов диоксида титана) обладают высокой адсорбционной способностью, особенно по отношению к солям Fe³⁺, именно по этой причине на предыдущей стадии трёхвалентное железо восстанавливается до двухвалентного. Варьируя условия проведения гидролиза (концентрацию, длительность стадий, количество зародышей, кислотность и т. п.) можно добиться выхода частиц гидролизата с заданными свойствами, в зависимости от предполагаемого применения.
термообработка гидратов диоксида титана. На этом этапе, варьируя температуру сушки и используя добавки (такие, как оксид цинка, хлорид титана и используя другие методы можно провести рутилизацию (то есть перестройку оксида титана в рутильную модификацию). Для термообработки используют вращающиеся барабанные печи длиной 40—60 м. При термообработке испаряется вода (гидроксид титана и гидраты оксида титана переходят в форму диоксида титана), а также диоксид серы.

Производство диоксида титана из тетрахлорида титана

В 1938—1939 гг. способ производства изменился — появился так называемый хлорный метод производства белил из тетрахлорида титана, благодаря чему титановые белила стали выпускаться в кристаллической модификации рутил (α-TiO₂) — также тетрагональной сингонии, но с другими параметрами решётки и несколько б́ольшим по сравнению с анатазом показателем преломления 2,61.

Существуют три основных метода получения диоксида титана из его тетрахлорида:

гидролиз водных растворов тетрахлорида титана (с последующей термообработкой осадка)
парофазный гидролиз тетрахлорида титана (основан на взаимодействии паров тетрахлорида титана с парами воды)при 400 °C.
термообработка тетрахлорида (сжигание в токе кислорода)Процесс обычно ведётся при температуре 900—1000 °C

Применение

Основные применения диоксида титана:

производителей лакокрасочных материалов, в частности, титановых белил — 57 % от всего потребления^[11] (диоксид титана рутильной модификации обладает более высокими пигментными свойствами — светостойкостью, разбеливающей способностью и др.)
производство пластмасс — 21 %^[11]
производство ламинированной бумаги — 14 %^[11]

Мировые мощности по производству пигментов на основе диоксида титана (тыс. тонн/год)^[12]
	2001 г.	2002 г.	2003 г.	2004 г.
Америка	1730	1730	1730	1680
Запад. Европа	1440	1470	1480	1480
Япония	340	340	320	320
Австралия	180	200	200	200
Прочие страны	690	740	1200	1400
Всего	4380	4480	4930	5080

Другие применения — в производстве резиновых изделий, стекольном производстве (термостойкое и оптическое стекло), как огнеупор (обмазка сварочных электродов и покрытий литейных форм), в косметических средствах (мыло и т. д.), в пищевой промышленности (пищевая добавка E171).

Ведутся исследования по использованию диоксида титана в фотохимических батареях — ячейках Гретцеля, в которых диоксид титана, являющийся полупроводником с широкой запрещенной зоной и развитой поверхностью, сенсибилизируется органическими красителями^[13].

Цены и рынок

Цены на диоксид титана отличаются в зависимости от степени чистоты и марки. Так, особо чистый (99,999 %) диоксид титана в рутильной и анатазной форме стоил в сентябре 2006 года 0,5—1 доллара за грамм (в зависимости от размера покупки), а технический диоксид титана — 2,2—4,8 доллара за килограмм в зависимости от марки и объёма покупки^[14]. Используется в процессах очистки воздуха методом фотокатализа.

Нормативы

Двуокись титана пигментная. Технические условия ГОСТ 9808-84

В настоящее время диоксид титана по ГОСТ 9808-84 не выпускается.

Диоксид титана пигментный. ТУ У 24.1-05762329-001-2003

По данным техническим условиям работает ЧАО «Крымский ТИТАН» (Украина, г. Армянск).

Титана диоксид пигментный. ТУ У 24.1-05766356-054:2005

По данным техническим условиям работает ОАО «Сумыхимпром» (Украина, г. Сумы).

Примечания

↑ http://www.snab.ru/lkm2/01/03.pdf
↑ ¹ ² ³ ⁴ Химическая энциклопедия
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ Рабинович. В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник Л.:Химия, 1977 с. 105
↑ Краткий справочник физико-химических величин. Изд. 8-е, перераб./Под ред. А. А. Равделя и А. М. Пономаревой. — Л.: Химия, 1983. С.60
↑ Кроме изменения стандартной энтальпии плавления там же с. 82
↑ изменение стандартной энтальпии (теплоты образования) при образовании из простых веществ, термодинамически устойчивых при 101,325 кПа (1 атм) и температуре 298 K
↑ стандартная энтропия при температуре 298 K
↑ изменение стандартной энергии Гиббса (теплоты образования) при образовании из простых веществ, термодинамически устойчивых при 101,325 кПа (1 атм) и температуре 298 K
↑ стандартная изобарная теплоёмкость при температуре 298 K
↑ Изменение энтальпии плавления. Данные по Химической энциклопедии с. 593
↑ ¹ ² ³ ⁴ TiO2 — Двуокись Титана — Диоксид титана, новости, цены, обзоры
↑ http://www.titanmet.ru/Pages/News.aspx?action=view&nid=4eeff716-272d-433f-a74d-a6e046c66a86&lang=ru
↑ Grätzel, M. (2003). «Dye-sensitized solar cells». Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 4 (2): 145–153.
↑ pure-tio2.com

Использованная литература

Б. В. Некрасов. Основы общей химии. Т. I. — Изд. 3-е, испр. и доп. М.: Химия, 1973. — С. 644, 648.
Т. Г. Ахметов, Р. Т. Порфирьева, Л. Г. Гайсин и др. Химическая технология неорганических веществ: в 2 кн. Кн. 1. — Под ред. Т. Г. Ахметова. — М.: Высшая школа, 2002. — ISBN 5-06-004244-8. С. 369—402.
Химия: Справ. изд./В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. 2-е изд., стереотип. — М.: Химия, 2000. С. 411.
Химическая энциклопедия (электронная версия) С. 593, 594

Ссылки

Мировой рынок пигментного диоксида титана Состояние, тенденции, прогнозы
TiO2 — Titanium Dioxide | Двуокись титана (диоксид титана) | Свойства, область применения, производители диоксида титана
Международная карта химической безопасности для диоксида титана
Titanium dioxide Информация из Химической базы данных Акронского университета

Соединения титана

Борид титана(II) (TiB₂) • Бромид титана(II) (TiBr₂) • Бромид титана(III) (TiBr₃) • Бромид титана(IV) (TiBr₄) • Гидрид титана(IV) (TiH₄) • Гидрид титана (TiH₂) • Гидроксид титана(II) (Ti(OH)₂) • Гидроксид титана(III) (Ti(OH)₃) • Дигидроксид-оксид титана (TiO (OH)₂) • Дисилицид титана (TiSi₂) • Иодид титана(II) (TiI₂) • Иодид титана(III) (TiI₃) • Иодид титана(IV) (TiI₄) • Карбид титана (TiC) • Нитрид титана (TiN) • Оксид-сульфат титана (TiOSO₄) • Оксид титана(II) (TiO) • Оксид титана(III) (Ti₂O₃) • Оксид титана(IV) (TiO₂) • Сульфат титана(III) (Ti₂(SO₄)₃) • Сульфат титана(IV) (Ti(SO₄)₂) • Сульфид титана(II) (TiS) • Сульфид титана(III) (Ti₂S₃) • Сульфид титана(IV) (TiS₂) • Титанат бария (BaTiO₃) • Титанат кальция (CaTiO₃) • Титанат свинца (PbTiO₃) • Титанат стронция (SrTiO₃) • Титанаты • Титановая кислота (H₄TiO₄) • Фосфид титана(III) (TiP) • Фторид титана(II) (TiF₂) • Фторид титана(III) (TiF₃) • Фторид титана(IV) (TiF₄) • Хлорид титана(II) (TiCl₂) • Хлорид титана(III) (TiCl₃) • Хлорид титана(IV) (TiCl₄) • Цирконат-титанат свинца (Pb(Zr_xTi_1−x)O₃)

Пищевые добавки

Прочие: Воск (E900—909) • Глазурь (E910—919) • Восстановитель (E920—929) • Газ для упаковки (E930—949) • Заменители сахара (E950—969) • Вспениватель (E990—999)

Оксид титана(IV) | AMERICAN ELEMENTS®

РАЗДЕЛ 1.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Наименование продукта: Оксид титана(IV)

Номер продукта: Все применимые коды продуктов American Elements, например. ТИ4-ОХ-02-С , ТИ4-ОХ-03-С , ТИ4-ОХ-04-С , TI4-OX-05-C

Номер CAS: 13463-67-7

Соответствующие установленные области применения вещества: Научные исследования и разработки

Информация о поставщике:
American Elements
10884 Weyburn Ave.
Los Angeles, CA

Тел.: +1 310-208-0551
Факс: +1 310-208-0351

Телефон службы экстренной помощи: +

, Северная Америка 800-424-9300
Международный: +1 703-527-3887

РАЗДЕЛ 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТИ

Классификация вещества или смеси
Классификация в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
GHS008 Опасность для здоровья. 2 h451 Предположительно вызывает рак.
Классификация согласно Директиве 67/548/ЕЭС или Директиве 1999/45/ЕС
Xn; Вредно для здоровья
R40: Ограниченные доказательства канцерогенного действия.
Информация об особых опасностях для человека и окружающей среды:
Н/Д
Опасности, не классифицированные иначе
Нет доступных данных
Элементы маркировки
Маркировка в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
Вещество классифицируется и маркируется в соответствии с регламентом CLP .
Пиктограммы опасности

GHS08
Сигнальное слово
Предупреждение
Краткая характеристика опасности
h451 Предположительно вызывает рак.
Меры предосторожности
P281 При необходимости используйте средства индивидуальной защиты.
P201 Перед использованием получить специальные инструкции.
P202 Не прикасайтесь к устройству до тех пор, пока не будут прочитаны и поняты все меры предосторожности.
P308+P313 ПРИ воздействии или обеспокоенности: обратиться к врачу.
P405 Магазин заперт.
P501 Утилизируйте содержимое/контейнер в соответствии с местными/региональными/национальными/международными нормами.
Классификация WHMIS
D2A — Очень токсичный материал, вызывающий другие токсические эффекты
Система классификации
Рейтинги HMIS (шкала 0–4)
(Система идентификации опасных материалов) = 1
Воспламеняемость = 0
Физическая опасность = 1
Прочие опасности
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT:
N/A
vPvB:
N/A

РАЗДЕЛ 3.

СОСТАВ/ИНФОРМАЦИЯ ПО ПОКРАСКЕ

Вещества
Номер CAS / Название вещества:
13463-67-7 Оксид титана(IV)
Идентификационный номер(а):
Номер ЕС:
236-675-5

РАЗДЕЛ 4. ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ 904 МЕРЫ Описание мер первой помощи

При вдыхании:
Обеспечить пострадавшего свежим воздухом. Если не дышит, сделайте искусственное дыхание. Держите пациента в тепле.
Немедленно обратитесь к врачу.
При попадании на кожу:
Немедленно промыть водой с мылом; тщательно промыть.
Немедленно обратитесь к врачу.
При попадании в глаза:
Промыть открытые глаза в течение нескольких минут под проточной водой. Проконсультируйтесь с врачом.
При проглатывании:
Обратиться за медицинской помощью.
Информация для врача
Наиболее важные симптомы и эффекты, как немедленные, так и отдаленные
Нет данных
Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения
Нет данных

РАЗДЕЛ 5.

ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРЫ

Средства пожаротушения
Подходящие средства пожаротушения
Продукт не воспламеняется. Используйте меры пожаротушения, подходящие для окружающего огня.
Особые опасности, исходящие от вещества или смеси
Если этот продукт вовлечен в пожар, могут быть выделены следующие вещества:
Оксиды титана
Рекомендации для пожарных
Защитное снаряжение:
Надеть автономный респиратор.
Носите полностью защитный непроницаемый костюм.

РАЗДЕЛ 6. МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ

Меры личной безопасности, защитное снаряжение и чрезвычайные меры
Используйте средства индивидуальной защиты. Держите незащищенных людей подальше.
Обеспечьте достаточную вентиляцию.
Меры предосторожности по охране окружающей среды:
Не допускайте попадания продукта в канализацию, канализационные системы или другие водотоки.
Не допускайте проникновения материала в землю или почву.
Методы и материалы для локализации и очистки:
Утилизировать загрязненный материал как отходы в соответствии с разделом 13.
Предотвращение вторичных опасностей:
Никаких специальных мер не требуется.
Ссылка на другие разделы
Информацию о безопасном обращении см. в Разделе 7.
Информацию о средствах индивидуальной защиты см. в Разделе 8.
Информацию об утилизации см. в Разделе 13.

РАЗДЕЛ 7. ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ

Обращение
Меры предосторожности для безопасного обращения
Держите контейнер плотно закрытым.
Хранить в прохладном, сухом месте в плотно закрытой таре.
Обеспечьте хорошую вентиляцию на рабочем месте.
Информация о защите от взрывов и пожаров:
Продукт негорючий
Условия безопасного хранения, включая любые несовместимости
Требования, которым должны соответствовать складские помещения и емкости:
Особых требований нет.
Информация о хранении в одном общем хранилище:
Хранить вдали от окислителей.
Дополнительная информация об условиях хранения:
Хранить контейнер плотно закрытым.
Хранить в прохладном сухом месте в хорошо закрытых контейнерах.
Особое конечное использование
Данные отсутствуют

РАЗДЕЛ 8. КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ/СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Дополнительная информация о конструкции технических систем:
Правильно работающий химический вытяжной шкаф, предназначенный для опасных химических веществ и
имеющий среднюю скорость не менее 100 футов в минуту.
Параметры контроля
Компоненты с предельными значениями, требующими контроля на рабочем месте:
13463-67-7 Оксид титана(IV) (100,0%)
PEL (США) Длительное значение: 15* мг/м ³
* общая пыль
REL (США) См. приложение Pocket Guide. A
TLV (США) Долгосрочное значение: (10) NIC-1* мг/м ³
*респирабельная фракция, NIC-A3
EL (Канада) Долгосрочное значение: 10 мг/м ³
IARC 2B
EV (Канада) Долгосрочное значение: 10 мг/м ³
всего пыль
Дополнительная информация:
Нет данных
Средства контроля воздействия
Средства индивидуальной защиты
Соблюдайте стандартные меры защиты и гигиены при обращении с химическими веществами.
Хранить вдали от пищевых продуктов, напитков и кормов.
Немедленно снимите всю испачканную и зараженную одежду.
Мыть руки перед перерывами и по окончании работы.
Поддерживайте эргономически подходящую рабочую среду.
Дыхательное оборудование:
Используйте подходящий респиратор при наличии высоких концентраций.
Защита рук:
Непроницаемые перчатки
Осмотрите перчатки перед использованием.
Пригодность перчаток должна определяться как материалом, так и качеством, последнее из которых может варьироваться в зависимости от производителя.
Время проникновения через материал перчаток (в минутах)
Данные отсутствуют
Защита глаз:
Защитные очки
Защита тела:
Рабочая защитная одежда.

РАЗДЕЛ 9. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Информация об основных физико-химических свойствах
Внешний вид:
Форма: Различные формы (порошок/хлопья/кристаллы/гранулы и т.д.)
Цвет: Белый
Запах: Без запаха
Порог запаха : Данные недоступны.
pH: неприменимо
Точка плавления/диапазон плавления: 1830-1850 °C (3326-3362 °F)
Точка кипения/диапазон кипения: 2500-3000 °C (4532-5432 °F)
Температура сублимации / начало: Нет данных
Воспламеняемость (твердое вещество, газ)
Нет доступных данных.
Температура воспламенения: Данные отсутствуют.
Температура разложения: Данные отсутствуют.
Самовоспламенение: Данные отсутствуют.
Опасность взрыва: Данные отсутствуют.
Пределы взрываемости:
Нижний: Данные отсутствуют
Верхний: Данные отсутствуют
Давление пара: неприменимо
Плотность при 20 °C (68 °F): 4,26 г/см ³ (35,55 фунта/гал)
Относительный плотность
Нет данных.
Плотность пара
Н/Д
Скорость испарения
Н/Д
Растворимость в воде (H ₂ O): Не растворим
Коэффициент распределения (н-октанол/вода): Данные отсутствуют.
Вязкость:
Динамическая: Н/Д
Кинематика: Н/Д
Другая информация
Нет данных

РАЗДЕЛ 10.

СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

Реакционная активность
Нет данных
Химическая стабильность
Стабилен при соблюдении рекомендуемых условий хранения.
Термическое разложение / условия, которых следует избегать:
Разложение не происходит, если используется и хранится в соответствии со спецификациями.
Возможность опасных реакций
реагирует с сильными окисляющими агентами
Условия, чтобы избежать
Данных, не имеющих доступных
Несовместимых материалов:
Окислительные агенты
Опасные продукты разложения:
Оксиды титана

Секция 11. Токсикологическая информация

Информация на тосисии

Секция 11. Токсиксиологическая информация

Информация на тосики

. токсичность:

Реестр токсического воздействия химических веществ (RTECS) содержит данные об острой токсичности
для этого вещества.
значения LD/LC50, соответствующие классификации:
Нет данных
Раздражение или разъедание кожи:
Может вызывать раздражение
Раздражение или разъедание глаз:
Может вызывать раздражение
Повышение чувствительности:
Сенсибилизирующие эффекты неизвестны.

Мутагенность зародышевых клеток:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о мутациях для этого вещества.
Канцерогенность:
Предположительно вызывает рак.
IARC-2B: Возможно, канцерогенен для человека: ограниченные доказательства для людей при отсутствии достаточных доказательств для экспериментальных животных.
ACGIH A4: Не классифицируется как канцероген для человека: Недостаточно данных для классификации агента с точки зрения его канцерогенности для людей и/или животных.
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о канцерогенности и/или неогенности и/или неопластичности рака
для этого вещества.
Репродуктивная токсичность:
Воздействие не известно.
Специфическая токсичность для системы органов-мишеней — многократное воздействие:
Неизвестно никаких эффектов.
Специфическая токсичность системы органов-мишеней при однократном воздействии:
Эффекты неизвестны.

Опасность при вдыхании:
Эффекты неизвестны.
От подострой до хронической токсичности:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о многократных дозах токсичности
для этого вещества.
Дополнительная токсикологическая информация:
Насколько нам известно, острая и хроническая токсичность этого вещества полностью не известна.

РАЗДЕЛ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Токсичность
Акватоксичность:
Нет данных
Стойкость и способность к разложению
Нет данных
Способность к биоаккумуляции
Нет данных
Подвижность в почве
Нет данных
Дополнительная экологическая информация:
Избегать попадания в окружающую среду.
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT:
N/A
vPvB:
N/A
Другие неблагоприятные воздействия
Данные отсутствуют

РАЗДЕЛ 13. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УТИЛИЗАЦИИ

Рекомендации по обращению4 с официальными правилами 9002 правильная утилизация.
Неочищенная упаковка:
Рекомендация:
Утилизация должна производиться в соответствии с официальными правилами.

РАЗДЕЛ 14. ИНФОРМАЦИЯ О ТРАНСПОРТИРОВКЕ

Номер ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
N/A
Надлежащее отгрузочное наименование ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
N/A
Класс(ы) опасности при транспортировке 90 DOT, ADR, ADN, IMDG, IATA
Class
N/A
Группа упаковки
DOT, IMDG, IATA
N/A
Опасности для окружающей среды:
N/A
Особые меры предосторожности для пользователя
N/A
Транспортировка навалом в соответствии с Приложением II MARPOL73/78 и Кодексом IBC
N/A
Транспортировка/Дополнительная информация:
DOT
Загрязнитель морской среды (DOT):
№

РАЗДЕЛ 15. НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Правила/законодательство по безопасности, охране здоровья и окружающей среды, относящиеся к данному веществу или смеси.
Национальные правила
. Все компоненты этого продукта перечислены в Реестре химических веществ Агентства по охране окружающей среды США.
Все компоненты этого продукта перечислены в Канадском перечне веществ для внутреннего потребления (DSL).
Раздел 313 SARA (списки конкретных токсичных химических веществ)
Вещество не указано в списке.
California Proposition 65
Proposition 65 — Химические вещества, вызывающие рак
13463-67-7 Оксид титана(IV)
Proposition 65 — Токсичность для развития
Вещество не указано.
Prop 65 — Токсичность для развития, женщины
Вещество не указано.
Prop 65 — Токсичность для развития, мужчины
Вещество не указано.
Информация об ограничении использования:
Только для использования технически квалифицированными лицами.
Другие правила, ограничения и запретительные положения
Вещество, вызывающее особую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламентом REACH (ЕС) № 1907/2006.
Вещество не указано.
Необходимо соблюдать условия ограничений согласно Статье 67 и Приложению XVII Регламента (ЕС) № 1907/2006 (REACH) для производства, размещения на рынке и использования.
Вещество не указано.
Приложение XIV Регламента REACH (требуется разрешение на использование)
Вещество не указано.
REACH — Предварительно зарегистрированные вещества
Вещество указано.
Оценка химической безопасности:
Оценка химической безопасности не проводилась.

РАЗДЕЛ 16. ПРОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 (REACH). Приведенная выше информация считается верной, но не претендует на полноту и должна использоваться только в качестве руководства. Информация в этом документе основана на современном уровне наших знаний и применима к продукту с учетом соответствующих мер предосторожности. Это не является гарантией свойств продукта. American Elements не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате обращения или контакта с вышеуказанным продуктом. Дополнительные условия продажи см. на обратной стороне счета-фактуры или упаковочного листа. АВТОРСКОЕ ПРАВО 1997-2022 АМЕРИКАНСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ ЛИЦЕНЗИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ НЕОГРАНИЧЕННОГО БУМАЖНОГО КОПИЯ ТОЛЬКО ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

Что такое диоксид титана? | The Chemistry Blog

Диоксид титана — это простой оксид титана, который извлекается из встречающихся в природе минералов, а именно ильменита, рутила и анатаза. При очистке от природных минеральных форм диоксид титана представляет собой порошкообразный белый цвет. Он в основном используется в качестве пигмента в красках, а также является распространенным ингредиентом чернил, солнцезащитных кремов и пищевых красителей.

В этом сообщении:

Какова химическая формула диоксида титана?

Диоксид титана имеет химическую формулу TiO ₂ .

В природе в чистом виде не встречается. Вместо этого он обычно встречается в сочетании с другими соединениями, такими как магматические породы. Например, в форме рутила он обычно встречается в кристаллах кварца.

Встречающиеся в природе минералы рутила могут содержать до 10% железа, а также значительное количество ниобия и тантала. Рутил является наиболее распространенным источником диоксида титана в природе. Более редкими полиморфами соединения являются анатаз, акаогит и брукит.

Полиморфы имеют одинаковую химическую формулу, но разные кристаллические структуры. Например, рутил имеет тетрагональную кристаллическую форму, а брукит имеет орторомбическую структуру. Ромбическая представляет собой кристаллическую структуру с тремя неравными осями, расположенными под прямым углом. Между тем, тетрагональные формы имеют кристаллические решетки, которые образованы растяжением кубической решетки вдоль одного из векторов ее решетки. Такое расположение делает куб прямоугольной призмой, основание и высота которой являются квадратами.

Каковы применения диоксида титана?

Экономический спрос на диоксид титана в основном основан на его свойствах в качестве пигмента и УФ-блокатора. Он извлекается и перерабатывается в качестве ингредиента для различных продуктов, в основном связанных со следующими приложениями:

Пигмент: TiO ₂ впервые был произведен серийно в 1916 году для производства пигментов. Благодаря своему белому цвету он полезен для изготовления непрозрачных продуктов и используется в красках, покрытиях, пластмассах, бумаге, чернилах, продуктах питания и даже лекарствах. Как пигмент краски, он дает идеальный белый цвет из-за кристаллической структуры частиц диоксида титана.

Солнцезащитный крем: TiO ₂ используется в качестве ингредиента солнцезащитного крема, поскольку он может блокировать солнечные ультрафиолетовые лучи, при этом УФ-излучение отражается от его частиц.

Тонкое отражающее покрытие: Высокий коэффициент отражения TiO ₂ делает его превосходным преломляющим оптическим покрытием при нанесении в виде тонкой пленки, например, на диэлектрические зеркала и оптику.

Косметика: Высокий показатель преломления кристаллов TiO ₂ также придает блеск макияжу и губной помаде. TiO ₂ также используется для придания белого оттенка пудрам и хайлайтерам, а также для небольшого уровня защиты от солнца.

Керамические глазури: Кристаллическая структура TiO ₂ обеспечивает его высокий показатель преломления и белый блестящий цвет. Это делает его идеальным для керамических глазурей.

Узнайте больше о применении диоксида титана в нашем блоге: Для чего используется диоксид титана?

TiO ₂ часто используется в керамических глазурях из-за его высокого показателя преломления

Безопасен ли диоксид титана?

Международное агентство по изучению рака пометило диоксид титана как возможный канцероген для человека. В результате некоторые страны начали рассматривать вопрос о запрете использования соединения во многих продуктах, особенно в пищевых красителях, косметике и зубных пастах.

Однако важно отметить, что выводы IARC основаны на очень конкретных данных, касающихся моделей на животных. Экспериментальные крысы, подвергшиеся воздействию пигментных частиц соединения, привели к тому, что у крыс развился рак дыхательных путей. Хотя это показывает, что у TiO 9 определенно есть потенциал.0252 2 действовать как канцероген, убедительных мета-исследований на людях пока не проводилось.

Вреден ли диоксид титана?

Диоксид титана, как правило, безопасен в небольших количествах, а также если его не проглатывать или не вдыхать. Краски и другие вещества, твердые при высыхании, представляют очень низкий риск. Долгосрочные исследования показывают, что это вещество также не связано с опасностями, связанными с профессиональной деятельностью.

Одна из самых больших опасностей TiO ₂ считается, когда частицы имеют наноразмер. Продукты питания и другие продукты, такие как косметика, содержат небольшое количество наноразмерного TiO 9.0252 2 частицы. В этом состоянии частицы имеют тенденцию связываться друг с другом, образуя частицы большего размера, что дает им возможность накапливаться. Однако Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) объявило диоксид титана безопасным при использовании в качестве пищевой добавки.

Как производится диоксид титана?

Диоксид титана был впервые массово произведен в качестве пигмента в 1916 году. Наиболее распространенным минеральным источником является ильменит. Рутиловый минеральный песок также может быть обработан для получения чистой формы соединения. Однако наиболее распространенным методом производства является хлоридный процесс, который используется для выделения титана из его руды:

TiO ₂ + C → Ti + CO ₂

Ti + 2Cl ₂ → TiCl ₄

TiCl ₄ + O ₂ → TIO ₂ + 2CL ₂

. Процесс Sulfate Процессы также используются. Процессы. . Тот же процесс может также экстрагировать соединение и производить анатазную форму диоксида титана. Анатаз, метастабильная минеральная форма TiO ₂ , обычно используется в бумаге, чтобы сделать цвет белее.

Для сульфатного процесса производства диоксида титана требуется несколько стадий:

Титановая руда, обычно ильменит, растворяется в серной кислоте с образованием титанилсульфата (TiOSO ₄ )
Титанилсульфат затем подвергается гидролизу, в результате чего образуется нерастворимый и гидратированный TiO ₂
Твердый TiO ₂ нагревают в кальцинаторе для испарения воды и разложения серной кислоты
После охлаждения твердый продукт превращается в белые кристаллы

Перерабатывающие предприятия, использующие сульфатный процесс для производства TiO ₂, нуждаются в концентратах ильменитовых минералов. Если они недоступны, можно предварительно обработать другие подходящие источники титана. Железо сначала извлекают из ильменита, обрабатывая его серной кислотой. Это производит рутиловый минерал, который далее обрабатывается в зависимости от предполагаемого использования, например, в качестве пигментного вещества.

Ильменит также может быть обработан с использованием процесса Бехера. Это включает окисление минерала, чтобы отделить компонент железа. Ильменит, как и другие источники титана, можно обрабатывать элементарным хлором с получением тетрахлорида. Затем вводят кислород для регенерации хлора и, наконец, образования соединения диоксида титана.

Предполагаемое мировое производство TiO ₂ в основном обусловлено спросом на белый пигмент. Мировое производство пигментного диоксида титана оценивается в среднем в 5,3 метрических тонны в год. В 2014 году мировое производство соединения в различных его классах и применениях превысило девять миллиардов тонн.

Наиболее распространенным методом производства диоксида титана является хлоридный процесс

Является ли диоксид титана металлом?

Хотя диоксид титана содержит металл, он не является металлом. На самом деле это тип минерала с различными формами, встречающийся в природе в магматических и метаморфических породах вместе с другими минералами.

Главное, что выдает, что это вещество не является металлом, это то, что оно не обладает общими характеристиками других металлов, такими как электропроводность или ковкость. Кроме того, металлы всегда находятся в элементарной форме, в то время как диоксид титана не встречается в природе как элемент; его нужно извлекать из таких минералов, как ильменит и рутил.

Отказ от ответственности

Блог на сайтеchemicals.co.uk и все, что в нем публикуется, предоставляется только в качестве информационного ресурса. Блог, его авторы и аффилированные лица не несут ответственности за любые несчастные случаи, травмы или ущерб, вызванные частично или непосредственно в результате использования информации, представленной на этом веб-сайте. Мы не рекомендуем использовать какие-либо химические вещества без предварительного ознакомления с Паспортом безопасности материала, который можно получить у производителя, и следуя советам по безопасности и мерам предосторожности, указанным на этикетке продукта. Если у вас есть какие-либо сомнения по поводу вопросов охраны здоровья и безопасности, обратитесь в Управление по охране труда и технике безопасности (HSE).

Что такое диоксид титана?

Откуда он берется и зачем он нам нужен?

Диоксид титана (TiO ₂ ) представляет собой ярко-белое вещество, используемое в основном в качестве яркого красителя в широком спектре обычных продуктов. Он также обладает рядом малоизвестных качеств, которые делают его чрезвычайно полезным и важным ингредиентом в нашей борьбе с изменением климата и предотвращением рака кожи.

Ценится за ультрабелый цвет, способность рассеивать свет и устойчивость к ультрафиолетовому излучению, TiO ₂ — популярный ингредиент, присутствующий в сотнях продуктов, которые мы видим и используем каждый день, принося значительную пользу нашей экономике и общему качеству жизни.

В странах ЕС применение TiO ₂ включает краски, пластмассы, бумагу, фармацевтические препараты, солнцезащитные средства и продукты питания.

В качестве фотокатализатора диоксид титана можно добавлять в краски, цемент, окна и плитку для разложения загрязнителей окружающей среды.

В качестве белого пигмента TiO ₂ является одним из наиболее важных исходных материалов для красок и покрытий. Рынок DIY для красок, содержащих TiO ₂, составляет 3,5 миллиарда евро.

Что такое диоксид титана?

Диоксид титана представляет собой белое неорганическое соединение, которое уже около 100 лет используется в огромном количестве разнообразных продуктов. Это зависит от его нетоксичных, нереактивных и светящихся свойств, которые безопасно повышают белизну и яркость многих материалов.

Это самый белый и самый яркий из известных пигментов с отражающими свойствами; он также может как рассеивать, так и поглощать УФ-лучи.

Для чего используется диоксид титана?

Ультрабелый цвет, высокая преломляющая способность и устойчивость к ультрафиолетовому излучению делают TiO ₂ чрезвычайно популярным как в промышленном, так и в потребительском секторах, поскольку он используется в десятках продуктов, которые люди используют и видят каждый день.

Помимо красок, каталитических покрытий, пластмасс, бумаги, фармацевтических препаратов и солнцезащитных средств, некоторые менее известные применения включают упаковку, коммерческие печатные краски, другую косметику, зубные пасты и продукты питания (где он указан как пищевой краситель E171).

Краски, покрытия и пластмассы

При использовании специально в качестве пигмента в красках TiO ₂ называется титановыми белилами, пигментными белилами 6 или CI 77891. Он также известен как «идеальный белый» или «самый белый». белый» благодаря своим мощным, чистым отбеливающим качествам.

До тех пор, пока в 1920-х годах не были изменены законы, большинство коммерческих производителей красок использовали высокотоксичные свинцовые белила в качестве отбеливателя и изначально не переходили на использование диоксида титана, отчасти из-за его более высокой стоимости. Оксид цинка (ZnO) также используется в качестве белого пигмента, но он не так эффективен.

Диоксид титана в настоящее время является одним из наиболее распространенных пигментов в мире и является основой для большинства красок. Он также содержится в покрытиях и пластмассах. На эти виды использования диоксида титана приходится более 50 процентов его глобального использования.

Его высокий показатель преломления означает, что в качестве пигмента он способен рассеивать видимый свет. Это приводит к непрозрачному цвету и создает яркое, отражающее качество при нанесении на поверхность или включении в продукт.

Ключевым примером его использования в этих областях является покрытие для ветряных турбин, обеспечивающее как подходящий белый цвет, так и защиту от ультрафиолетового излучения. По тем же причинам он встречается и в пластиковых оконных рамах.

Пищевые продукты

В пищевых продуктах TiO ₂ используется в качестве пигмента (см. ниже) и называется E171. Во многих пищевых продуктах он действует как отбеливатель, а также как усилитель цвета и текстуры. E171 может придать гладкость при использовании в некоторых видах шоколада или помочь придать абразивный эффект, как при использовании в некоторых сладостях.

Узнайте больше о диоксиде титана в пищевых продуктах.

Косметика и средства по уходу за кожей

В средствах по уходу за кожей и декоративной косметике диоксид титана используется как в качестве пигмента, так и в качестве загустителя для кремов. В качестве солнцезащитного крема ультратонкий TiO ₂ используется из-за его прозрачности и способности поглощать УФ-излучение.

Узнайте больше об использовании диоксида титана в солнцезащитных кремах.

Преимущества для окружающей среды

Благодаря своим различным свойствам диоксид титана оказался полезным для многих различных экологически безопасных применений.

При использовании в качестве лакокрасочного покрытия снаружи зданий в теплом и тропическом климате белые светоотражающие свойства TiO ₂ может привести к значительной экономии энергии, так как снижает потребность в кондиционировании воздуха.

Кроме того, его непрозрачность означает, что его не нужно наносить толстым или двойным слоем, что повышает эффективность использования ресурсов и позволяет избежать отходов.

В качестве фотокатализатора диоксид титана можно добавлять в краски, цемент, окна и плитку для разложения загрязнителей окружающей среды. В качестве наноматериала (см. ниже) его также можно использовать в качестве важнейшего катализатора DeNOx в системах выхлопных газов автомобилей, грузовиков и электростанций, сводя таким образом к минимуму их воздействие на окружающую среду.

Исследователи открывают новые возможности использования диоксида титана в этой форме. Это включает в себя производство экологически чистой энергии.

В качестве фотокатализатора также было показано, что TiO ₂ может осуществлять гидролиз (разложение воды на водород и кислород), а собранный водород можно использовать в качестве топлива.

Кроме того, доступный для использования тип солнечных элементов, известный как элементы Гретцеля, использует наноразмерный диоксид титана для производства солнечной энергии в процессе, аналогичном фотосинтезу в растениях.

Посетите сайт по использованию диоксида титана для получения дополнительной информации.

Каковы физические свойства диоксида титана?

Диоксид титана обладает рядом уникальных характеристик, которые делают его идеально подходящим для многих различных применений.

Он имеет чрезвычайно высокую температуру плавления 1843ºC и температуру кипения 2972ºC, поэтому встречается в природе в виде твердого вещества, и даже в виде частиц он нерастворим в воде. TiO ₂ также является изолятором.

В отличие от других белых материалов, которые могут казаться слегка желтыми на свету, из-за того, что TiO ₂ поглощает УФ-свет, он не имеет такого внешнего вида и выглядит чисто белым.

Важно отметить, что диоксид титана также имеет очень высокий показатель преломления (его способность рассеивать свет), даже выше, чем у алмаза. Это делает его невероятно ярким веществом и идеальным материалом для использования в эстетическом дизайне.

Еще одним важным свойством диоксида титана является то, что он может проявлять фотокаталитическую активность в УФ-свете. Это делает его эффективным для очистки окружающей среды, для различных видов защитных покрытий, стерилизации и защиты от запотевания поверхностей и даже для лечения рака.

Блестящий
Блеск, насыщенность цвета, непрозрачность и перламутровый блеск в отличие от любых других веществ.

Устойчивость
Устойчивость к теплу, свету и атмосферным воздействиям предотвращает разрушение краски, пленок и охрупчивание пластмасс.

Защитный
Способность рассеивать и поглощать УФ-излучение делает TiO ₂ важнейшим компонентом солнцезащитного крема, защищающего кожу от вредных ультрафиолетовых лучей, вызывающих рак.

Мощный
Используется в качестве фотокатализатора в солнечных панелях, а также для уменьшения загрязняющих веществ в воздухе.

Какие существуют формы диоксида титана?

TiO ₂ обладает различными качествами в зависимости от того, производится ли он как пигментный или как наноматериал. Обе формы не имеют вкуса, запаха и нерастворимы.

Пигментный TiO ₂ Размер частиц приблизительно 200–350 нм, и эта форма составляет 98 процентов от общего объема производства. Он используется в основном для светорассеяния и укрывистости поверхности, таких как краска, включая его использование в качестве основы для различных цветных красок или в качестве отдельного «бриллиантового» белого.

Нано или сверхдисперсный TiO ₂ состоит из первичных частиц размером менее 100 нм. В этом сорте диоксид титана прозрачен (бесцветен) и обладает улучшенными свойствами рассеяния и поглощения УФ-излучения по сравнению с пигментным сортом TiO _{с более крупным размером частиц 2} .

Из чего состоит диоксид титана?

Титан — один из самых распространенных металлов на Земле, но в природе он не встречается в такой элементарной форме. Диоксид титана, также известный как оксид титана (IV) или диоксид титана, представляет собой встречающееся в природе соединение, образующееся при реакции титана с кислородом воздуха. В виде оксида титан встречается в минералах земной коры. Он также встречается с другими элементами, включая кальций и железо.

Химическая формула: TiO ₂ , что означает, что он состоит из одного атома титана и двух атомов кислорода (отсюда диоксид). Он имеет регистрационный номер CAS (Chemical Abstracts Service) 13463-67-7.

TiO ₂ обычно считается химически инертным, что означает, что он не вступает в реакцию с другими химическими веществами и, следовательно, является стабильным веществом, которое можно использовать во многих различных отраслях промышленности и для различных применений.

Откуда берется диоксид титана?

Сам диоксид титана был впервые официально назван и создан в лаборатории в конце 1800-х годов. Его не производили массово до начала 20 века, когда он стал более безопасной альтернативой другим белым пигментам.

Элемент титана и соединение TiO ₂ встречаются во всем мире в соединении с другими элементами, такими как железо, в нескольких видах горных пород и минеральных песках (включая компонент некоторых пляжных песков). Титан чаще всего встречается в виде минерального ильменита (минерал оксида титана и железа), а иногда и в виде минерального рутила, формы TiO ₂ . Эти инертные молекулярные соединения должны быть разделены с помощью химического процесса для создания чистого диоксида титана.

Как экстрагируют диоксид титана?

Способ извлечения чистого диоксида титана из титансодержащих молекул зависит от состава исходных минеральных руд или исходного сырья. Для производства чистого TiO ₂ используются два метода: сульфатный и хлоридный.

Основным природным источником диоксида титана является добытая ильменитовая руда, которая содержит 45-60 процентов TiO ₂ . Из этого или обогащенного производного (известного как титановый шлак) получают чистый TiO ₂ может производиться с использованием сульфатного или хлоридного процесса.

Сульфатный и хлоридный методы

Из двух методов экстракции сульфатный процесс в настоящее время является наиболее популярным методом производства TiO ₂ в Европейском Союзе, на долю которого приходится 70 процентов европейских источников. Остальные 30 процентов являются результатом хлоридного процесса. На глобальном уровне, по оценкам, около 40-45 процентов мирового производства основано на хлоридном процессе.

Поскольку это широко используемое вещество с разнообразными применениями, проводятся исследования по улучшению производственного процесса с целью снижения уровня используемых химических веществ и образующихся отходов, а также для переработки любых побочных продуктов.

Будущее диоксида титана

Для вещества, относительно неизвестного широкой публике, диоксид титана можно найти в большом количестве повседневных продуктов. Из-за его разнообразных свойств наша кожа, города, автомобили, дома , еда и окружающая среда становятся ярче, безопаснее, эластичнее и чище благодаря диоксиду титана. Благодаря 100-летнему наследию безопасного коммерческого использования диоксид титана будет становиться все более важным, поскольку наша окружающая среда сталкивается с более серьезными проблемами, связанными с растущим населением.

Химия титана — Химия LibreTexts

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 639

Открыт независимо друг от друга Уильямом Грегором и Мартином Клапротом в 179 г.5, титан (названный в честь мифологических греческих титанов) был впервые выделен в 1910 году. Грегор, корнуэльский викарий и химик-любитель, выделил нечистый оксид из ильменита (\(FeTiO_3\)) обработкой \(HCl\) и \(H_2SO_4 \). Титан является вторым наиболее распространенным переходным металлом на Земле (6320 частей на миллион) и играет жизненно важную роль в качестве конструкционного материала из-за его:

Превосходная коррозионная стойкость
Высокая эффективность теплопередачи
Превосходное соотношение прочности и веса

Например, в сплаве с 6 % алюминия и 4 % ванадия титан вдвое легче стали и в четыре раза прочнее.

Применение титана

Титан — это металл с высокой коррозионной стойкостью и высокой прочностью на растяжение. Он занимает девятое место по содержанию элементов в земной коре. Он имеет относительно низкую плотность (около 60% плотности железа). Это также десятый наиболее часто встречающийся элемент в земной коре. Все это означает, что титан должен быть действительно важным металлом для всех видов инженерных приложений. На самом деле, это очень дорого и используется только для довольно специализированных целей. Используется титан, например:

в аэрокосмической промышленности — например, в авиационных двигателях и планерах;
для замены тазобедренных суставов;
для труб и т. д. в атомной, нефтяной и химической промышленности, где может возникнуть коррозия.

Титан очень дорог, потому что его неудобно извлекать из его руд — например, из рутила \(TiO_2\). Хотя биологическая функция в организме человека неизвестна, он обладает превосходной биосовместимостью, т. е. способностью игнорироваться иммунной системой человеческого организма, и исключительной устойчивостью к коррозии. В настоящее время титан является предпочтительным металлом для замены тазобедренного и коленного суставов.

Рисунок предоставлен NIH (NIADDK) 9AO4 (Connie Raab)

Извлечение титана

Титан нельзя извлечь путем восстановления руды с использованием углерода в качестве дешевого восстановителя, как и железа. Проблема в том, что титан образует карбид \(\ce{TiC}\), если его нагреть с углеродом, так что вы не получите нужный вам чистый металл. Присутствие карбида делает металл очень хрупким. Это означает, что вы должны использовать альтернативный восстановитель. В случае титана восстановителем является либо натрий, либо магний. Оба они, конечно, должны быть сначала извлечены из их руд с помощью дорогостоящих процессов.

Титан получают реакцией хлорида титана(IV), \(\ce{TiCl4}\) — НЕ оксида — с натрием или магнием. Это означает, что вам сначала нужно преобразовать оксид в хлорид. Это, в свою очередь, означает, что у вас есть расходы на хлор, а также затраты энергии на конверсию. На обеих стадиях реакции необходимы высокие температуры.

Титан производится периодическим способом. Например, при производстве чугуна через доменную печь идет непрерывный поток. Железная руда, кокс и известняк добавляются сверху, а железо и шлак удаляются снизу. Это очень эффективный способ сделать что-то. Однако с титаном вы делаете его по одной партии за раз. Хлорид титана (IV) нагревают с натрием или магнием для получения титана. Затем титан отделяется от отходов, и в том же реакторе запускается совершенно новая реакция. Это медленный и неэффективный способ ведения дел. Следы кислорода или азота в титане делают металл хрупким. Восстановление необходимо проводить в инертной атмосфере аргона, а не на воздухе; это также увеличивает затраты.

Вильгельм Дж. Кролл разработал этот процесс в Люксембурге примерно в середине 1930-х годов, а затем, после переезда в США, расширил его, включив также извлечение циркония. Титановые руды, в основном рутил (\(\ce{TiO2}\)) и ильментит (\(\ce{FeTiO3}\)), обрабатывают углеродом и газообразным хлором для получения тетрахлорида титана.

\[\ce{TiO2 + Cl2 \rightarrow TiCl4 + CO2} \]

Фракционирование

Тетрахлорид титана очищают перегонкой (точка кипения 136,4) для удаления хлорида железа.

Восстановление

Очищенный тетрахлорид титана реагирует с расплавленным магнием в атмосфере аргона с получением пористой «титановой губки».

\[\ce{TiCl4 + 2Mg \rightarrow Ti + 2MgCl2}\]

Плавка

Титановая губка плавится в аргоне для получения слитков.

Галогениды титана

Галогениды титана(IV)
Формула	Цвет	MP	БП	Структура
ТиФ ₄	белый	—	284	с фторидным мостиком
TiCl ₄	Бесцветный	-24	136,4	—
TiBr ₄	желтый	38	233,5	г. ч.п. I- но по существу мономерный ср. СНи ₄
TiI ₄	фиолетово-черный	155	377	г.ч.п. I- но по существу мономерный ср. СНи ₄

Препараты

Все они могут быть получены прямой реакцией Ti с газообразным галогеном (X ₂). Все они легко гидролизуются. Ожидается, что все они будут диамагнитными.

Галогениды титана(III)
Формула	Цвет	MP	БП	м (БМ)	Структура
ТиФ ₃	синий	950д	—	1,75	—
TiCl ₃	фиолетовый	450д	—	—	БиИ ₃
TiBr ₃	фиолетовый	—	—	—	БиИ ₃
ТиИ ₃	фиолетово-черный	—	—	—	—

Препараты:

Их можно приготовить путем восстановления TiX ₄ с H ₂ .

Оксиды титана и водная химия

Оксиды титана
Формула	Цвет	МП	м (БМ)	Структура
TiO ₂	белый	1892	диам.	рутил — показатель преломления 2,61-2,90 ср. Алмаз 2,42

Препараты

, полученные гидролизом TiX ₄ или солей Ti(III).

TiO ₂ реагирует с кислотами и основаниями.

в кислоте: Tioso ₄, образованный в H ₂ SO ₄ (титанилсульфат)

в основании: Mtio ₃ Metatitanates (EG Perovskite, Catio ₃ и METATITANATE (EG Perovskite, Catio _{3 _{3222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222232223. ₂ TiO ₄ ортотитанаты.}}

Пероксиды сильно окрашены и могут использоваться для колориметрического анализа.

pH <1 [TiO ₂ (OH)(H ₂ O)x]+

pH 1-2 [(O ₂ )Ti-O-Ti(O ₂ )](OH ) _x ^2-x ; x=1-6

[Ti(H ₂ O) ₆ ] ³⁺ -> [Ti(OH)(H ₂ O) ₅ ] ²⁺ + [H+] pK=1,4

TiO ²⁺ + 2H ⁺ + e- -> Ti ³⁺ + H ₂ O E=0,1V

Репрезентативные комплексы

а902 кислота 9025 Ti2Cl 4 90 образует аддукты при реакции с основаниями Льюиса, такие как;

2PEt ₃ -> TiCl ₄ (PEt ₃ ) ₂
2MeCN -> TiCl ₄ (MeCN) ₂
bipy -> TiCl ₄ (bipy)

Solvolysis can occur if ionisable protons are present in the ligand ;

2NH ₃ -> TICL ₂ (NH ₂) ₂ + 2HCL
4H ₂ O -> TIO ₂ . AQ + 4HH 4HH 29254 2L 902. ₂ + 2HCl

TiCl ₃ имеет меньшую силу кислоты по Льюису, но также может образовывать аддукты;

3pyr -> TiCl ₃ pyr ₃

Превращение оксида титана в хлорид титана

Рудный рутил (нечистый оксид титана(IV)) нагревают с хлором и коксом при температуре около 900°C.

\[ TiO_2 + 2Cl_2 + 2C \longrightarrow TCl_4 + 2CO \]

Хлориды других металлов также образуются из-за соединений других металлов в руде. Очень чистый жидкий хлорид титана (IV) можно отделить от других хлоридов фракционной перегонкой в атмосфере аргона или азота. Хлорид титана (IV) бурно реагирует с водой. Поэтому при обращении с ним требуется осторожность, и он хранится в абсолютно сухих резервуарах.

Восстановление хлорида титана

Восстановление натрием: Хлорид титана(IV) добавляют в реактор, в котором очень чистый натрий нагревают примерно до 550°C, причем все это находится в инертной атмосфере аргона. В ходе реакции температура повышается примерно до 1000°С.

\[ \ce{TiCl4 +4Na \longrightarrow Ti + 4NaCl }\]

После окончания реакции и охлаждения (всего несколько дней — очевидная неэффективность периодического процесса) смесь измельчают и промывают разбавленной соляной кислотой для удаления хлорида натрия.

Восстановление магнием

Этот метод используется во всем мире. Метод аналогичен использованию натрия, но на этот раз реакция следующая:

\[ \ce{TiCl4 +4Mg \longrightarrow Ti + 2MgCl2 }\]

Хлорид магния удаляют из титана перегонкой при очень низком давлении при высокая температура.

Внешние ссылки

Битти, Джеймс К. «Новый взгляд на рутил». J. Chem. Образовательный 1998 75 641.
Гиссер, Кэтлин Р.К.; Гезельбрахт, Маргарет; Капеллари, Энн; Хансбергер, Линн; Эллис, Артур Б.; Перепецко, Джон; Лисенски, Джордж К. «Никель-титановый металл с памятью:« умный »материал, демонстрирующий фазовый переход в твердом состоянии и сверхэластичность». J. Chem. Образовательный 1994 , 71 , 334.
«Комплексы и переходные элементы первого ряда», Д. Николлс
«Основы неорганической химии», Ф.А. Коттон, Г. Уилкинсон и П.Л. Гаус
«Продвинутая неорганическая химия», Ф. А. Коттон, Г. Уилкинсон, К. А. Мурильо и М. Бохманн
«Химия элементов», Гринвуд и Эрншоу

Авторы и авторство

Chemistry of Titanium распространяется по незадекларированной лицензии, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

Наверх

Была ли эта статья полезной?

Тип изделия
Раздел или страница
Показать страницу Содержание
нет на странице
Теги
1. аэрокосмическая промышленность
2. Фракция
3. Мартин Клапрот
4. плавка
5. восстановитель
6. сокращение
7. Процесс Кролла
8. Титан
9. Тетрахлорид титана
10. Уильям Грегор

добыча титана

ТИТАН

Насколько я понимаю, есть только одна экзаменационная комиссия в Великобритании, которая хочет добывать титан, и это AQA. Им нужны только условия и уравнения соответствующих реакций, и это все, что вы найдете на этой странице вместе с несколькими комментариями, относящимися к используемому методу.

Если вам нужна дополнительная информация, вы можете найти ее на полезной странице The Essential Chemistry Industry Йоркского университета.

Добыча титана

Общий процесс

Титан извлекают из его руды, рутил — TiO ₂ . Сначала он превращается в хлорид титана (IV), который затем восстанавливается до титана с использованием магния или натрия.

Преобразование TiO ₂ в TiCl ₄

Рудный рутил (неочищенный оксид титана(IV)) нагревают с хлором и коксом при температуре около 1000°С.

Примечание: Существуют и другие реакции, в которых другим продуктом является либо диоксид углерода, либо карбонилхлорид, COCl ₂ .

AQA отдает предпочтение тому, кто производит угарный газ, но также примет тот, который производит двуокись углерода.

Другие хлориды металлов также образуются из-за соединений других металлов в руде. Очень чистый жидкий хлорид титана (IV) можно отделить от других хлоридов фракционной перегонкой в атмосфере аргона или азота и хранить в абсолютно сухих резервуарах.

Примечание: Хлорид титана(IV) является типичным ковалентным хлоридом. Это бесцветная жидкость, которая дымит во влажном воздухе из-за реакции с водой с образованием оксида титана (IV) и паров хлористого водорода. Чтобы этого не произошло, все должно быть очень сухим.

Восстановление хлорида титана(IV)

TiCl ₄ можно восстановить с помощью магния или натрия. AQA примет и то, и другое, поэтому я даю только магний.

Пары хлорида титана(IV) пропускают в реакционный сосуд, содержащий расплавленный магний в атмосфере аргона, и температуру повышают примерно до 1000°C. Процесс восстановления очень медленный, занимает около 2 дней, после чего следует еще несколько дней охлаждения.

Когда она остынет, реакционную смесь измельчают и добавляют разбавленную соляную кислоту для реакции с любым избытком магния с образованием большего количества хлорида магния. Весь хлорид магния растворяется в присутствующей воде, а оставшийся титан подвергается дальнейшей обработке для его очистки.

Другие мысли

Почему используется этот процесс экстракции?

Титан нельзя извлечь путем восстановления руды с использованием углерода в качестве дешевого восстановителя. Проблема в том, что титан образует карбид TiC, если его нагреть с углеродом, поэтому вы не получите нужный вам чистый металл. Присутствие карбида делает металл очень хрупким.

Это означает, что вы должны использовать альтернативный восстановитель. В случае титана восстановителем является либо натрий, либо магний. Оба они, конечно, должны быть сначала извлечены из их руд с помощью дорогостоящих процессов.

Прочие проблемы

Следы кислорода или азота в титане делают металл хрупким. Восстановление должно проводиться в инертной атмосфере аргона, а не на воздухе.
Титан производится периодическим способом. Например, при производстве чугуна через доменную печь идет непрерывный поток. Железная руда, кокс и известняк добавляются сверху, а железо и шлак удаляются снизу. Это очень эффективный способ сделать что-то.
Однако с титаном вы делаете его по одной партии за раз. Хлорид титана (IV) нагревают с натрием или магнием для получения титана. Затем титан отделяется от отходов, и в том же реакторе запускается совершенно новая реакция. Это медленный и неэффективный способ ведения дел.

Примечание: Если вы перейдете по ссылке в верхней части страницы, вы обнаружите, что в настоящее время существует метод непрерывного потока с использованием натрия и даже метод получения титана электролитическим путем.

Вопросы для проверки вашего понимания

Если это первый набор вопросов, который вы задали, пожалуйста, прочтите вводную страницу, прежде чем начать. Вам нужно будет использовать КНОПКУ НАЗАД в браузере, чтобы вернуться сюда позже.

вопросов по извлечению титана

ответов

Куда бы вы хотели отправиться сейчас?

Формула изопропоксида титана, свойства, применение, MSDS

Синонимы изопропоксида титана
Химическая формула изопропоксида титана
Применение изопропоксида титана
Структура изопропоксида титана
Реакции в воздухе и воде
Сильный восстановитель
Свойства изопропоксида титана
Изопропоксид титана MSDS

Это алкоксид титана (IV) от бесцветного до светло-желтого цвета. поставить в известность. Его запах похож на изопропиловый спирт.

Изопропоксид титана Синонимы

Это вещество также известно под многими другими названиями, такими как

Тетраизопропилортотитанат
Тетраизопропил титанат (IV)
ТИ Изопропилат
Тетраизопропоксид титана
Изопропилортотитанат
Тетраизопропоксититан
Тетраизопропоксилортотитанат
Изопропилат титана
ТИЛКОМ ТИПТ
Тайзор ТПТ
A1 (титанат)
Оргатикс ТА 10

Изопропоксид титана Химическая формула

Химическая формула этого алкоксида C12h38O4Ti.

Рисунок 1 – Изопропоксид титана
Источник – sigmaaldrich.com

Изопропоксид титана Применение

Этот алкоксид используется в качестве лабораторного химиката при производстве веществ и органическом синтезе.

Структура изопропоксида титана

Имеет диамагнитную тетраэдрическую молекулу.

Номер CAS: 546-68-9

Донор H-Bond: 0

Акцептор H-Bond 4

Реакции в воздухе и воде

Это сильный восстановитель, реагирующий с водой и воздухом. Он легко воспламеняется и дымит на воздухе. Его пары тяжелее воздуха. Он растворим в воде. Он быстро разлагается в воде с образованием легковоспламеняющегося изопропилового спирта.

Сильный восстановитель

Это сильный восстановитель, который быстро и опасно реагирует с кислородом и другими окислителями.

Свойства изопропоксида титана

Ниже приведены некоторые основные физические и химические свойства этого алкоксида:

Температура плавления : от 18 до 20 °C
Температура кипения : 232 °C.
Плотность : 0,962 (г см-3).
Молекулярный вес: 284,21532 [г/моль]
Точная масса: 284.146706
Температура вспышки : 66°F
Площадь топологической полярной поверхности: 92,2
Число тяжелых атомов: 17
Количество ковалентно-связанных единиц: 5

Изопропоксид титана MSDS

Паспорт безопасности материала (MSDS) для этого алкоксида выглядит следующим образом:

Советы по безопасности для пользователей

Пользователи должны избегать вдыхания его в виде пыли, тумана, газа, паров или аэрозолей. Контакт с этим материалом или вдыхание могут вызвать раздражение или ожог кожи или глаз. Пользователи должны носить защитные очки и работать при достаточной вентиляции.

Опасность возгорания

Это вещество может легко воспламениться от тепла, пламени или искр. Его пары с воздухом могут образовывать взрывоопасные смеси. Возможна обратная вспышка его паров после перемещения к источнику воспламенения. Поскольку большинство паров тяжелее воздуха, они будут рассеиваться и собираться на земле (например, в канализации и подвалах). Они рискуют взорваться в земле. В процессе оседания в грунте существует вероятность возгорания или взрыва.

Меры предосторожности при пожаре

Распыление воды в больших количествах. Для распыления также можно использовать спиртовую пену, сухой химикат и углекислый газ. Все пораженные контейнеры необходимо охладить большим количеством воды. Вода должна распыляться с как можно большего расстояния. Также важно не допускать оседания распыляемой воды в канализации и других источниках воды. Пропитайте объемную жидкость цементным порошком, золой или другими коммерческими сорбентами. Осевшие материалы следует удалять с помощью всасывающих шлангов.

Первая помощь

Во время пожара могут выделяться раздражающие и/или токсичные газы. Воздействие его паров может вызвать головокружение или удушье. Пострадавших следует переместить на свежий воздух. Кожу и глаза следует промывать большим количеством проточной воды в течение не менее 15 минут. Если обнаружится, что пострадавшие носят контактные линзы в случае несчастного случая, их следует немедленно снять, если их легко снять.