Titaanitrikloridi
Titaanitrikloridi eli titaani(III)kloridi (TiCl3) on titaani- ja kloridi-ionien muodostama epäorgaaninen ioniyhdiste. Yhdistettä käytetään katalyyttinä orgaanisen kemian reaktioissa, ja sitä valmistetaan yleensä pelkistämällä titaanitetrakloridista.
| Titaanitrikloridi | |
|---|---|
 |
|
 |
|
| Tunnisteet | |
| CAS-numero | |
| PubChem CID | |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | TiCl3 |
| Moolimassa | 152,22 |
| Ulkomuoto | Tummanvioletti kiteinen aine[1] |
| Sulamispiste | 440 °C (hajoaa)[2] |
| Tiheys | 2,64 g/cm3[2] |
| Liukoisuus veteen | Liukenee veteen (reagoi) |
Ominaisuudet muokkaa
Huoneenlämpötilassa titaanitrikloridi on violettia tai ruskeaa kiteistä ainetta. Se on polymorfista, ja sillä on 4 eri kidemuotoa α-, β-, γ- ja δ-muodot. Näistä sinisiä ovat α-,γ- ja δ-titaanitrikloridit. Niiden rakenteelle on tunnusomaista kerrosmaisuus, ja kerrokset koostuvat TiCl6-oktaedreistä. Alkeiskoppi on α-muodossa heksagonaalinen ja γ-titaanitrikloridissa kuutiollinen. Sen sijaan δ-titaanitrikloridin rakenne ei ole yhtä järjestäytynyt ja muistuttaa α- ja γ-muotojen välimuotoa. β-Titaanitrikloridi on väriltään ruskeaa, ja sen rakenteessa jokainen titaani-ioni on sitoutunut kolmeen kloridi-ioniin, jotka toimivat siltoina titaani-ionien välissä. Titaanitrikloridin kidemuodoista α-muoto on stabiilein, ja esimerkiksi β-titaanitrikloridi muuntuu α-titaanitrikloridiksi kuumennettaessa noin 250 °C:n lämpötilaan. Kidevedettömän yhdisteen lisäksi tunnetaan myös kidevedellinen heksahydraatti (TiCl3·6H2O)[1][3][4][5]
Titaanitrikloridi liukenee hyvin veteen ja muodostaa vedessä sinisiä, violetteja tai vihreitä akvakomplekseja. Yhdiste liukenee myös eräisiin orgaanisiin liuottimiin, kuten etanoliin, dimetoksietaaniin ja tetrahydrofuraaniin, mutta ei dietyylieetteriin eikä bentseeniin. Kuiva yhdiste saattaa syttyä palamaan ilman ja kosteuden vaikutuksesta. Yhdiste muodostaa monien liuottimien kanssa komplekseja; esimerkiksi tetrahydrofuraanikompleksi on väriltään sinivihreä ja pyridiinin kanssa muodostuva kompleksi vihreä. Titaanitrikloridi hajoaa voimakkaasti kuumennettaessa disproportioituen titaanitetrakloridiksi ja titaanidikloridiksi. Yhdiste on voimakas pelkistin.[1][2][5][6]
- 2 TiCl3 → TiCl4 + TiCl2
Valmistus ja käyttö muokkaa
Titaanitrikloridia voidaan valmistaa liuottamalla metallista titaania laimeaan vetykloridiin, mutta yleensä sitä tuotetaan pelkistämällä titaanitetrakloridista. Pelkistimenä voidaan käyttää joko vetyä, titaania, alumiinia tai sinkkiä 500 °C:n lämpötilassa. Näin muodostuu α-kidemuotoa. Muita kidemuotoja voidaan valmistaa pelkistämällä titaanitetrakloridia alkyylialumiiniyhdisteillä joko 80 °C:n lämpötilassa, jolloin muodostuu β-muotoa, tai 150–200 °C:n lämpötilassa, jolloin muodostuu γ-titaanitetrakloridia. Jauhamalla joko α- tai γ-titaanitrikloridia muodostuu δ-kidemuotoa.[1][3][4][2][5]
- 2 TiCl4 + H2 → 2 HCl + 2 TiCl3
Titaanitrikloridia käytetään useissa reaktioissa katalyyttinä. Yhdessä trietyylialumiinin kanssa sitä käytetään alkeenien polymeroinnissa tarvittavana Ziegler–Natta-katalyyttinä. Yhdistettä voidaan käyttää myös pelkistimenä muun muassa väriaineiden valmistuksessa ja karbonyyliyhdisteiden pelkistävässä kytkennässä visinaalisiksi dioleiksi ja alkeeneiksi. Yhdisteen vesiliuoksia käytetään mittaliuoksina titanometrisissä titrauksissa.[3][2][6]
Lähteet muokkaa
- ↑ a b c d E. M. Karamäki: aanitkemikaalit, s. 242. Kustannusliike Tietoteos, 1983. ISBN 951-9035-61-3.
- ↑ a b c d e Thomas Scott, Mary Eagleson: Concise encyclopedia chemistry, s. 1110. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3110114515. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 20.12.2014). (englanniksi)
- ↑ a b c Tony Jones & Terry A. Egerton: Titanium Compounds, Inorganic, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2012. Viitattu 20.12.2014
- ↑ a b Heinz Sibum, Volker Güther, Oskar Roidl, Fathi Habashi & Hans Uwe Wolf: Titanium, Titanium Alloys, and Titanium Compounds, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2000. Viitattu 20.12.2014
- ↑ a b c Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman: Inorganic chemistry, s. 1333–1334. Academic Press, 2001. ISBN 978-0-12-352651-9. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 20.12.2014). (englanniksi)
- ↑ a b Lise-Lotte Gundersen, Frode Rise, Kjell Undheim & José Méndez-Andino: Titanium (III) Chloride, e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, John Wiley & Sons, New York, 2007. Teoksen verkkoversio Viitattu 20.12.2014