Г. Реми - Курс неорганической химии, страница 23

Крвсгалчпчегкая решвпж в жом случае пспыгываег лвшь пезпачпгельпое расжпрепее (главпым образом в ыапразлеппп осв с). Прп более гпльпом поглощения кислорода образуются окислы (см. табл. 9 па стр. %). Прп высокой температуре титан весьма активно сюжвляется с железом, образуя соедпяеапо РезТ1. Апзлогпчкый состав вмеег соедппевпе тптапа с алюминием Л1зТ! (серебрпсто-белые квадратные лпогочкп). Его получают методом алюмогермпп. Следует очмегпть, что сплавы титана с металлами еще довольво мало пзучжпз (ср. табл. 9).

В кислотах титан растворяется труднее, чем железо. Г(априыер, в разбавленной соляной кислоте оп растворяется только прм нагревании, с обрвзованиеы фиолетового ллорида пзипзииа. Горячая азотная кислота окнсляет титан, подобно олову, в нерастворнмуго (~-тктановую кпспоту. Превосходным растворителем для титана и его труднорастворнмых соединений являотся плавнковая кислота. Применение. Титан применяют главным образом в виде сплавов с железом (ферротнтап) в качестве добавки к сталям. Тптановые стачк Чегкееркчел крук»» периодической е»ешенм отличаготся прочностью и ковкостью. Для достпжоняя этих свойств достаточно содергканне титана менее 0,1%.

Такое действие титана обусловлено его способностью яропятствозать выделению кислорода и азота при охлаждекли, что приводит к образованию пузырьков. В связи с этим титан в виде сплава с алгомлкием вшжно рекомендовать в качестве добавки к моди илп се сплавам, Указанное свойство титана аналогично действию фосфора в фосфорпстой бронзе. Исключительную способность титана связывать азот и кислород используют также для удаяенкя следов газов кз эвакуированных объемов, например злоктроламп. С тех пор как удалось нUладить производство чистого, годного для холодной обработки титана, его пркмепение приобретает возрастающее значение.

Сплавы титана, которые по прочности и способности к удлинению весьма близки к нерп'авеющей стали, но превосходит ее по коррознопной устойчивости и весу, легче, чем сталь, примерно на 40%. Можно ожидать, что титан приобретет большое значение для строительства самолетов, металлических вагонов, судов и судовых мехапизмов. Пористый мегалааческкй тягая и карбид титана мажво иаяальзовать в качества катализатора дза палучеввя саедявепкй азота с водородом к азота а кислородом. Наряду а высокой актвввастью авк атзашются также больвюй шва»»стойко»ты». Большое зпачавзе карбид твтаяа, так же как карбяд малибдава, приобретает благодаря нрвмакеквш ега для лрвгатазлеявв так вззываемьгх кчаердмк меж»ккае влв »кк»еов дкк рекгущи»»кгкчру»гнгков. Их залучают сиекапвем карбидов титана, малкбдена или вольфрама с такими металз»ма, как кобальт ккв квкзль.

Поел»для» служат в качестве вязкага зазалзкгаая для пере»вал»язых карбвдаз, отлвчавщкхся твердостью. Сплазы тмгкаа дая режущих инструментов ла зффактввваатк зкачвтальзо превосходят бьн"грарежущяе стали (см. стр. кзз). Вследствие высокой лрочваств вз взвоз зтз сплавы мажва вал»аз»а»ать даже там, где раныле ярам»вяли талыго алмазы. Соли титами, особенно двойные фторнды и оксалаты щелочных металлов, применяют в качестве протравы при крашении тканей н кожи. Раствор хлорида титана(П1), который легко можно получить растворением форротктана в соляной кислоте, рекомендуют как безвредное белящее средство для шелка и шерсти.

Определенным образом приготовленную и обработанную (в виде тонкого порошка) двуокись титана употрсбляют в качестве минеральной краски (титано»аз белая) для покрытий и в ситцепечатании; кроющей способностью опа превосходит цинковые белила, а прочностью — свинцовые белила. В соединении с окисью жолеза и другимн окислами двуокись титана служит для производства окрашенных глазурей для фарфора и фаянса (бунцлауэрский глиняный товар).

Вруггер (Вгэддег, 1052) разработал способ покрытия стекол тонким слоем Т1Оз, такое стекло отличается высоким показателем щреломления (н = 2,3). Растворы хлормда титана(Ш) можно использовать в качосгве восстановителя в объемном анализе. Однако нх применение осложнено тем, что соединения трехвалантного титана склонны к самоокнслеяню и поэтому приходится работать в индифферентной атмосфере. Растворы хлорнда титана(111) прлгодпы во многих случаях для препаратнвных целей. СОЕДИНЕНИЯ ТИТАНА В своих соединениях титан нреимуи)затаенно злектрапалолеительно четырехеалентен, но бывает н трехвалентным, а в некоторых соединениях и деухеалентньхи; соединения двухвалентного титана, однако, получаются с большим трудом и в водных растворах ыалоустойчнвы.

Соединения одновалептного титане до сих пор пе получены, хоти кокоторые даппыо свидетельствуют о ях существовании (например, в системе Т1 — 3 набпгодеетси максимум лотучести для соединения, примерно соответствующего формуле Тгэб). Окпслятельный потенциал Т1'"!П-- по отиожеиию к нормальному водородному электроду рввои — 0,04 е, Следовательпо, если погрузить платиновую пластяпну в раствор, содерисащпг равные количества пояов ТГ - и Т1"", и соединить ее с нормальным водородным электродом в гальванический элементе то ток по проволоке, соедпняющей оба электрода, пойдет от нормального водородного электрода к платиновой пластинке, погруженной в раствор титановой соли. Не нормальном водородном элехтроде выделяется водород, в то время квк ив плвтпповой пластинке попы Т1'- окнсляютсп Обзор лрпетейиах ееедааеааб тишала ! Бравады псдвды Т101г, черный 1Вгм черный ТНг, коричневочерпый Т! 1и темпо-фиолетовий ТЛы пресно-корич- невый 1Вге, чорный Т1уе, фиолетовый Т1С1э, фиолетовый Про белый Т1С1ы беспветпый жидкий гкге иптэрпо- желтый Фосфвды Сульфкды окислы ТВ, , серый Т10, эолотпсго- Т1тС3 Т1аРУ гкслтый Тгс0е, фполетоТ1а0тэ, темпо-елннй ПОю белыи Т1С, черный Т1Б, темно-корниловый ' Т~фр, еелеповвточеркый Тгиы латУнно-желтъей Т1йэ, графптоподоб- пып Т1Р ээтрэдм Т1Х, еолотисто- желтый Четырехвалентпый титан весьма склонен к образованию аниопов (ацидо-ионов), например (Т10э!" (титанат-ион), (Т(ре !" (фторотитанат-иоп), [Т1О)е!" (хлоротитанат-ион), (Т1(ЯОа)э!' (сульфатотптанат-иоп).

От трехвалентного титана также производятся ацндо-соли. Однако зги комплексы непрочны, их нельзя перекрмсталлнзовать из чистой воды без разложения. Все растворимые соединения чотырехвалентного титана очень сильно гндролизуются. При неполном гидролизе могут получаться оксисоли типа Т1ОХт. Так как этн соединения формально (т. е.

судя по их составу) можно произвести от радикала Т1Огг (пьивгаиил), их рассматривали раныпе как соединения гпилгаиила. Радикал титапил в водных растворах существует в видо иона (Т10!", но в кристаллических солях, насколько известно, он не сохраняется в качестве самостоятельной структурной группы. г/гтввртал груза« авривдичвгввб системы до Т["". Новы Т$-' явля!отсы поэтому настольно сильвымв воссгаповителямп, что при определевиых условиях могут выделять водород пз вислых растворов.

Окислвтельыый потепцыал пары Т1-/Т! " равен — 0,37 в, а вары и!" /В["- составляет — 0,20 в..' Нор»ильыый ыотевцпал Т$ по отношению к расиюру соли Т1(! 1) состав«кот — 1,75 в. Для перехода: Т$+ 6Р' = (Т[г«1" + 4« ок равеп — 1,24 в; для Т$+ 2Н»О = = Т[фз + 4Н' + 4 в составляет — 0,95 в и для ТР"'+ НзО (Т[01" + 2Н' + в равен — 0,1 в. Соединения титана(П) Соедипевпя двух«алена«»«сгв тытапа получают еыергпчыым восставовлевием соедиаоыий титана(!«) или (1[!). Например, вз тетрахлорида титана Т[С[«под действием амальгамы ватрпл образуется хлорид двухвалевтвого титана Т[С1з з видо черыого порошка, который постепекыо разлагается водой с вмделепвем водорода. Водвые растворы, которые (наряду с хлоридом тытаыа(П[)1 содервшт хлорид титана(П), можно получить рвстлореыием Т[О в разбаалекыой соляной кислоте ва холоду.

При обычпой температуйре повн Т[- довольно быстро окислыются водой в иовы Т!'"', прп поыкжепвой температуре, одыаво, устойчивость растворов зпачптольыо возрастает. В сзободыом состоыыып ТПС1з (уд. вес 3„13) лучше всего получазь методом Руффа )Ва[$, 1923) — термвческиы разложепием Т[С1», плп методоы Клемма (К1еапп, 19«2)— нагреванием Т[С1«с титавовой«стружкой, Т[Вг (уд. вес. 4 31) и ТНз (уд.

вес. 4,99) удобыее всего волучать пепосредствевпо из злемеытов. Обработкам Т[С1» жидким акмиакоы Шумб (Яс[«ышЬ, 1933) получил дзойыоо соедивеыые Т[С[з 4МЙз в видо гкемчув«по-серого порошка, который 'подобно безводыому Т[С1з реагирует с водой с ж«делеылем Нт. Т»О получают вагревапвем смеси Т1 ы Т[Оз (уд. вес 4,93; т. пл. 1750«). Опа кзоморфыа камеыпой соли, ыо в ее рошеткс (прк ыеупорядочейыом распределении) часть мест ве занята. На одной грапкцо гоыогеыышг области пустоты приходятся ка долю атомов титана, яа другой — атомов кислорода (ЕЬг[[с)«, 1999). При раствореывп в разбавлеквой соляной ыыслотс происходит частвчыое окисленно по уравыеыию: Т!" + + Н = Т1 - + Щ1з. Соединении титаны(П1) Соединения титана(П1) легко получаются в растворах восстановлением растворимых соединений титана(1 ьг) цинком и кислотой или влектролитическиы способом.

Растворы содержат окрашенные в фиолетовый цвет ионы Т1(111). Они весьма склонны переходить ы ионы Р!(1Ъ), Босстаповительная способность растворов солей титана(1П) значительно больие, чем солей олова(11) (ср. окислительпые потенциал»ы). При окислеввп молекулярным кислородом («совряжеывое окислепие») * (т. 1, гл. 16) соодивевия твтава([П) требуют в присутствии взлважо/га болыпе кислорода, чем его кугкыо для повышевия лх заряда ва одыу единицу.

Способыость трехвалеитпого титана косвепко вызывать огщслеыые кыслородом воздуха пас«ольке велика, что в лрвсутствпв соедпыоыый тытава([П) в к[елочкам растворе дюка вода моше~ играть роль акцептора. Прп этом оыа переходит в лв/маис» гвдврвде. Если перокпсь водороде сразу после ее образования связывать гкдрооквсью кальция, то считают, ««то ыа один атом Т[[ы лолучаетсл »/з молекулы кислорода (что равно 2 эквивалеытам) ы образуется '/з молекулы ПзОз: Т1(ОН)з+«/зОз+ ПзО=Т[(ОН)«+»/зНзОз. В присутствии других вев[естэ, которые могут проявлять свойства акцепторов, соо/[ыпеввя тягала(Ш) при окыслекыи ыолеыулярлым кислородом гребу«от дза эквпвалелта последпего ыа 1 атом Т[гш вместо одного; при окислопип хромовой кисло»оп или лермавгаыатом требуется даже три аквлвалевта кислорода выесто одного. В первом тамо (гл. 16) термин «Ап[охубае(ов» иереведеы как «самоокислепке».

Это ыегочпо, так как в указаппых реакциях автор имеет з виду «сопряжеыыое окыслеыые». (Ср. стр. 759). — Прим. рву. уй Хлорпд титана(Ш); ацпдотитаиаты(1П). Везводный хлорпд титана(П1) в виде фиолетового порошка получают пропусканием паром тетрахлорпда титана в смеси с избытком водорода через раскаленную трубку [лучше всего через «холодно-горячую трубку» по Сант Клер-Девпллю (Яь. С[а!ге-Пег!]1е)[. Прп нагревании Т!С1з до 700' в токе водорода ан распадается па Т[С1з и Т[С[ь.

В растворе хлорпд тптапа(1П) получают восстановлением солкпокпслого раствора соли титана(1»ь) цинком илп растворением металлического титана в солнпой кислоте. Иа растиора кристаллы«устоя фиал«эьа«мы э«а«а«идрат Т!С!э 6Н»О. Если к коыцеытрпроваыноиу раствору прибавить безводный эфир и насыщать его затем гаэообразыыи хлорыь «там водородом, то ыэ эелеыого зфыриого раствора получается»ал«иььй »акга»идрит, т. е.