166686 (740381), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Применяется TiO₂ при изготовлении тугоплавких стекол, глазури, эмали, жароупорной лабораторной посуды, а также для приготовления белой масляной краски, обладающей высокой кроющей способностью (титановые белила).

Сплавлением TiO₂ с BaCO₃ получают титанат бария BaTiO₃. Эта соль имеет очень высокую диэлектрическую проницаемость и, кроме того, обладает способностью деформироваться под действием электрического поля. Кристаллы титаната бария применяются в электрических конденсаторах высокой емкости и малых размеров, в ультразвуковой аппаратуре, в звукоснимателях, в гидроакустических устройствах.[1,c.650]

Хлорид титана(IV) TiCl₄, получаемый тем же способом, что и SiCl₄, представляет собой бесцветную жидкость с температурой кипения 136˚C и температурой плавления -32˚С, гидролизующуюся водой с образованием TiO₂ и 4HCl. С галогенидами щелочных металлов хлорид титана(IV) дает двойные хлориды, содержащие комплексный ион [TiCl₆]^2-. Фторид титана(IV) TiF₄ выделяют в виде белого порошка с температурой плавления 284˚С; он также легко гидролизуется и образует с HF гексафторотитановую(IV) кислоту H₂TiF₆, подобную гексафторкремниевой кислоте.

Безводный хлорид титана(III) TiCl₃ получают в виде фиолетового порошка пропусканием паров TiCl₄ вместе с Н₂ через медную трубку, нагретую примерно до 700˚C. В виде водного раствора (фиолетового цвета) его получают восстановлением TiCl₄ в соляной кислоте при помощи цинка или электролитически. Так же получают и сульфат титана(III). Из водного раствора хлорида титана(III) выкристаллизовывается фиолетовый гексагидрат TiCl₃·6H₂O.

Хлорид титана(II) TiCl₂, окрашенный в черный цвет, получают термическим разложением TiCl₃ при 700˚С в атмосфере водорода:

Бесцветный водный раствор этого хлорида быстро окисляется на воздухе, при этом он вначале окрашивается в фиолетовый цвет, а затем снова становится бесцветным вследствие образования сначала соединения Ti(III), а затем соединения Ti(IV).[2,c.636]

Карбонитриды, оксикарбиды и оксинитриды титана. Обнаружено, что характер зависимости растворения тугоплавких фаз внедрения (ТФВ) – карбидов, нитридов и оксидов титана – от состава коррелирует с изменением степени металличности связей Ti-Ti в ряду TiC-TiN-TiO, а именно: с увеличением степени металличности фаз в этом направлении их химическая стойкость в HCl и H₂SO₄ снижается, а в HNO₃ – растет. Поскольку карбиды, нитриды и монооксид титана характеризуются полной взаимной растворимостью, то можно ожидать, что и при взаимодействии их твердых растворов с кислотами будет проявляться аналогичная закономерность.

Однако имеющиеся в литературе сведения о зависимости степени растворения TiC_xO_y и TiN_xO_y от состава в минеральных кислотах плохо согласуются с этим предположением. Так, растворимость TiC_xO_y (фракция <56 мкм) в конц. HCl отсутствует вообще (20˚C, 6 ч и 100˚С, 3 ч), а в H₂SO₄ – отсутствует при 20˚C (6 ч), но монотонно возрастает от 3% (TiC_0.30O_0.78) до 10% (TiC_0.86O_0.12) при 100˚C (3 ч). Степень растворения TiC_xO_y (фракция 15-20 мкм) в 92%-ной H₂SO₄ (100˚C, 1 ч), напротив, уменьшается с ростом содержания углерода от 16% (TiC_0.34O_0.66) до 2%(TiC_0.78O_0.22). Степень растворения TiC_xO_y в конц. HCl (d=1,19 г/см) в тех же условиях достигает 1-2%, не обнаруживая ,однако, какой-либо зависимости от состава фазы. Степень растворения TiN_xO_y в конц. HNO₃ – низкая (2,5-3,0%) и не зависит от состава оксинитрида (20˚C, 6 ч). С другой стороны степень растворения TiN_xO_y в HNO₃ в тех же условиях варьирует в очень широких пределах: от 98% для TiC_0.88O_0.13 до 4,5% для TiC_0.11O_0.82. Трудно сказать что-либо определенное о характере зависимости степень растворения – состав карбонитрида титана в соляной и серной кислотах. Степень растворения TiC_xO_y в HCl очень мала (0,3%) и не зависит от состава карбонитрида (60˚C, 6 ч). Однако в конц. H₂SO₄ она на порядок выше (3,0-6,5%) и характеризуется минимумом (2%) для образца состава TiC_0.67O_0.26.

Полученные экспериментальные данные позволяют утверждать, что характер зависимости растворения TiC_xN_y, TiC_xO_y и TiN_xO_y от состава в HCl, H₂SO₄ и HNO₃ является вполне определенным и, более того, подобным установленному ранее для TiC_x, TiN_x и TiO_x. Это означает, что и причины качественно различного хода этих зависимостей в HCl и H₂SO₄, с одной стороны, и в HNO₃ с другой, должны быть общими для всех исследованных соединений системы TI-C-N-O, т.е. определяться степенью металличности связи Ti-Ti и пассивирующей способностью образующихся продуктов взаимодействия.[4]

Титанаты лития и цинка Li₂ZnTi₃O₈ и Li₂Zn₃Ti₄O₁₂ имеют кубическую шпинельную структуру с различным распределением катионов по позициям. Установлено, что эти соединения являются твердыми литийпроводящими электролитами. В Li₂ZnTi₃O₈ катионы лития и титана упорядочены в октаэдрических позициях в соотношении 1:3, половина атомов лития и цинк статистически распределены по тетраэдрическим позициям: (Li_0.5Zn_0.5)[Li_0.5Ti_1.5]O₄. Кристаллохимическая формула Li₂Zn₃Ti₄O₁₂ может быть записана как (Zn)[Li_2/3Ti_4/3]O₄. На основе анализа ИК- и КР-спектров предложен иной способ распределения атомов лития и цинка в структуре данных шпинелей: литий имеет тетраэдрическую координацию, а цинк и титан – октаэдрическую. Отмечено также сильное искажение октаэдров TiO₆: так, в Li₂Zn₃Ti₄O₁₂ окружение ионов Ti⁴⁺ ,близко к пяти координационному. Невысокая ионная проводимость этих титанатов при повышенных температурах объясняется тетраэдрической координацией атомов лития.

На примере галидных шпинелей Li₂MX₄ (M=Mg²⁺,Mn²⁺,Fe²⁺; X=Cl^-,Br^-) установлено, что катионный состав и распределение атомов лития по позициям оказывает сильное влияние на величину электропроводности. Так как в структуре шпинели нет общих граней между одинаковыми катионными позициями, в ионном переносе участвует несколько различных позиций. Высокие значения ионной проводимости в хлоридных шпинелях наблюдались в результате разупорядочения структуры соединений, связанного с переходом атомов лития при повышенных температурах из тетраэдрических позиций 8а в свободные октаэдрические позиции 16с. При этом шпинельная структура превращалась в структуру типа NaCl. Информативным методом исследования разупорядочения структуры хлоридных шпинелей явилось изучение КР-спектров соединений при высоких температурах.[5]

Литература

1. Н.Л. Глинка. Общая химия – Л.: Химия, 1981, - 720 с.;

2. К. Неницеску. Общая химия – М.: Мир, 1968, 816 с.;

3. Н.С. Ахметов. Общая и неорганическая химия – М.: Высшая школа, 743с.;

4. В.А. Жиляев, А.П. Штин. "Взаимодействие карбонитридов, оксикарбидов и оксинитридов титана с концентрированными минеральными кислотами", Журнал неорганической химии, т.48, №8(Август 2003), с.1402;

5. И.А. Ленидов, Л.А. Переляева и др. "Исследование разупорядочения шпинелей Li_2xZn_2-3xTi_1+xO₄(x=0.33, 0.5) методом спектроскопии комбинационного рассеяния света: Корреляция с ионной проводимостью", Журнал неорганической химии,т.48, №11(Ноябрь 2003), с.1841;

6. М.М. Годнева, Д.Л. Мотов, Химия подгруппы титана – Л.: Наука, 1980, - 175с.;

7. Сергеев В.В., Галицкий Н.В и др. Металлургия титана – М.: Металлургия, 1971, - 320с.;

8. Под ред. Галицкого Б.А. Титан и его сплавы в химическом машиностроении – М.: Машиностроение, 1968 – 340с.

Характеристики

Список файлов реферата