TÌM HIỂU NGUYÊN tố TITANIUM

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN1 Lịch sử hình thành - Titan lần đầu tiên được tìm ra bởi nhà hoá học người Anh Gregor năm 1791, trong khoáng vật ilmenit FeTiO3.. - Từ Titans từ t

Nhóm thực hiện:

HUỲNH THỊ BÍCH TRÂM NGUYỄN TRUNG TRỰC PHẠM NGỌC TRƯỜNG HUỲNH MINH TÍNH

LÊ MINH NHÂN

Giáo viên:

NGUYỄN THỊ ÁNH HỒNG

I/ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

1) Lịch sử hình thành

- Titan lần đầu tiên được tìm ra bởi nhà hoá học người Anh Gregor năm 1791, trong khoáng vật ilmenit (FeTiO3)

- Từ Titans từ tiếng Hy Lạp , thần thoại "con trai đầu tiên của Trái đất."

- 1795 nhà hoá học nguời Đức Claprot phát hiện trong

khoáng vật rutil

- Năm 1825, Beczeliuyt lần đầu tiên điều chế được kim loại Titan ở dạng bột

- 1910 Hunter người Mỹ tách được Titan tinh khiết 99,9%

2) Trạng thái tự nhiên

- Khoáng vật chính của Titan là: ilmenit (FeTiO3), perovskit ( CaTiO ), rutil (TiO ) Titan còn có trong khoáng

ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG

1) Điều chế

- Sản xuất Ti bằng cách xử lý quặng bằng Clo ở 1200K khi có mặt than cốc

2FeTiO3+6C+7Cl2 = 2TiCl4+2FeCl3+6CO

- Sau khi tách TiCl4( Ts=136,5oC) khỏi FeCl3(Ts=317oC) bằng phương pháp cất phân đoạn, người ta khử TiCl4 bằng Mg kim loại:

TiCl4+2Mg = Ti+2MgCl2

- Phương pháp tinh chế bằng iod: Ti+2I2 TiI4

ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 2) Ứng Dụng:

Titan có màu trắng bạc, được bao bọc bởi màng oxit TiO2 dùng che chở cho kim loại khỏi bị ăn mòn

Có độ bền cao, không bị gỉ dùng làm vật liệu cho máy bay, tên lửa, chi tiết đồng hồ, thép chứa Ti dùng làm đường ray

và bánh xe tàu hoả

Titan còn dùng làm bột màu do không bị xám khi để lâu trong không khí

TÍNH CHẤT

- Titan là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim, có tso, tnco cao (tso=3260oC, tnco=1668oC)

- Ở nhiệt độ thường không tan trong các axit vô cơ loãng

- Khi đun nóng tan trong dung dịch HCl theo phản ứng:

2Ti+6HCl = TiCl3+3H2

- Tác dụng với HF nóng: Ti+6HF = H2[TiF6]+2H2

- Với H2SO4 đặc: Ti+6H2SO4 = Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O

- Có thể tác dung với dung dịch cường thủy và nhất là hỗn hợp của HNO3 và HF:

3Ti+4HNO3+18HCl = 3H2[TiCl6]+4NO+8H2O 3Ti+4HNO3+18HF = 3H2[TiF6]+4NO+8H2O

TÍNH CHẤT

- Tác dụng với dung dịch kiềm nóng chảy:

Ti+4NaOH = Na4TiO4+2H2

- Ở nhiệt độ cao Ti tác dụng với hầu hết các phi kim như

C,O2,N2 và halogen:

Ti+C = TiC Ti+O2 = TiO2 2Ti+N2 = 2TiN Ti+2Cl2 = TiCl4

HỢP CHẤT CỦA Titan

1) Đioxit TiO2

- Ba dạng tinh thể của TiO2 là rutin, amatazơ và brukit; phổ biến nhất là rutin

- Tác dụng chậm với axit khi đun nóng lâu và tác dụng với kiềm nóng chảy

TiO2+6HF = H2TiF6+ 2H2O TiO2+2NaOH = Na2TiO3+ H2O TiO2+Na2CO3 = Na2TiO3 + CO2

- TiO2 có tính trơ về mặt hoá học nên được dùng làm chất độn cao su, bột màu cho chất dẻo và sơn…

- Điều chế TiO2 trong công nghiệp bằng cách đốt cháy TiCl4 trong khí oxi ở 900-1000oC: TiCl4+O2 = TiO2+2Cl2

- Từ quặng inmenit đã nghiền mịn:

FeTiO3+2H2SO4 = TiOSO4+FeSO4+2H2O

TiOSO4+2H2O = H2TiO3+H2SO4

H2TiO3 = TiO2+H2O

HỢP CHẤT CỦA Titan

2) Tetra halogenua TiX4

- Tác dụng với nước nóng tạo thành 2 axit:

TiX4+3H2O = H2TiO3+4HX

- Tác dụng với dung dịch HX đặc tạo phức hexahalogeno:

TiX4+2HX = H2[TiX6]

- Các TiX4 đặc biệt là TiF4,TiCl4 dễ tạo thành sản phẩm kết

hợp với các phân tử khác để tạo thành các hỗn hợp phối tử TiX4L2 với L= O(CH3)2, THF, CH3CN…

3) Hợp chất của Titan với số oxi hoá thấp

a) Hợp chất của Ti(II)

- Titan(II) oxit: 2TiO+3H2SO4 = Ti2(SO4)3+H2+2H2O

Điều chế bằng cách khử TiO bằng Mg,Ti hay Cl ở nhiệt độ

HỢP CHẤT CỦA Titan

- Titan(II) hiđroxit: 2Ti(OH)2+2H2O = 2Ti(OH)3+H2

- Titan(II) halogenua: 3TiCl2+3H2O = 2TiCl3+H2TiO3+2H2

TiCl2+O2 = TiO2+Cl2 b) Hợp chất của Ti(III):

- Titan(III) oxit (Ti2O3): là chất dạng tinh thể màu tím, khó sôi, khó nóng chảy và không tan trong nước Khi đun nóng trong không khí hay đun sôi trong HNO3 nó biến thành Ti2O

- Điều chế: 3TiO2+TiCl4+2H2 = 2Ti2O3+4HCl

- Titan(III) hiđroxit: 4Ti(OH)3+O2 = 4H2TiO3+2H2O

- Điều chế: Ti2(SO4)3+6NaOH = 2Ti(OH)3+3Na2SO4

- Titan(III) halogenua: 4TiCl3+O2+2H2O = 4TiOCl2+4HCl

2TiCl3+4H2O = 2TiO2+6HCl+H2

- TiCl3 khi tan trong nước có môi trường axit, TiCl3 cho dung dịch màu tím, màu của ion [Ti(H2O)6]3+ có mặt trong tinh thể phèn titan MTi(SO4)2.12H2O làm cho phèn có màu tím

HỢP CHẤT PHỨC CỦA Titan

- Một vài phức chất của Ti ở mức oxi hoá thấp với

xiclopentađienyl: Ti(C5H5)4,[Ti(C5H5)2(CO)2]…

- Isopropoxit titan, được sử dụng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ và là tiền chất sản xuất TiO2

- Tetraclorua titan (TiCl4) phản ứng với các rượu để tạo ra

tetraancoxit tương ứng, đồng thời với sự sinh ra clorua

hiđrô:

TiCl4 + 4(CH3)2CHOH = Ti[OCH(CH3)2] 4+ 4 HCl.

- Hợp chất peoxi của Ti(IV) trong dung dịch tạo thành phức peroxo màu da cam dùng để nhận biết titan và hiđro peoxit

TiOSO4 + H2O2 + 2H2O = H4TiO5 + H2SO4