TÌM HIỂU NGUYÊN tố TITANIUM

Giáo viên: NGUYỄN THỊ ÁNH HỒNG Nhóm thực hiện: HUỲNH THỊ BÍCH TRÂM NGUYỄN TRUNG TRỰC PHẠM NGỌC TRƯỜNG HUỲNH MINH TÍNH LÊ MINH NHÂN I/ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN 1) Lịch sử hình thành - Titan lần tìm nhà hoá học người Anh Gregor năm 1791, khoáng vật ilmenit (FeTiO 3) - Từ Titans từ tiếng Hy Lạp , thần thoại "con trai Trái đất." - 1795 nhà hoá học nguời Đức Claprot phát khoáng vật rutil - Năm 1825, Beczeliuyt lần điều chế kim loại Titan dạng bột - 1910 Hunter người Mỹ tách Titan tinh khiết 99,9% 2) Trạng thái tự nhiên - Khoáng vật Titan là: ilmenit (FeTiO3), perovskit ( CaTiO3) , rutil (TiO2) Titan có khoáng Leicoexen(TiO2.nH2O), Sfen( CaTi(SO4)O ) - Ở nước ta có mỏ titanomanhetit Núi Chúa (Thái Nguyên), Tam Kì (Quảng Nam), sa khoáng ilmenit ven biển tỉnh miền Trung ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 1) Điều chế - Sản xuất Ti cách xử lý quặng Clo 1200K có mặt than cốc 2FeTiO3+6C+7Cl2 = 2TiCl4+2FeCl3+6CO - Sau tách TiCl4( Ts=136,5oC) khỏi FeCl3(Ts=317oC) phương pháp cất phân đoạn, người ta khử TiCl4 Mg kim loại: TiCl4+2Mg = Ti+2MgCl2 - Phương pháp tinh chế iod: Ti+2I2 TiI4 ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 2) Ứng Dụng: Titan có màu trắng bạc, bao bọc màng oxit TiO 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 bánh xe tàu hoả Titan dùng làm bột màu không bị xám để lâu không khí TÍNH CHẤT - Titan kim loại màu trắng bạc, có ánh kim, có tso, tnco cao (tso=3260oC, tnco=1668oC) - Ở nhiệt độ thường không tan axit vô loãng - Khi đun nóng tan 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 hỗn hợp HNO3 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 phi kim C,O2,N2 halogen: Ti+C = TiC Ti+O2 = TiO2 2Ti+N2 = 2TiN Ti+2Cl2 = TiCl4 Bảo tàng Guggenheim Bilbao Bọc Titan HỢP CHẤT CỦA Titan 1) Đioxit TiO2 - Ba dạng tinh thể TiO2 rutin, amatazơ brukit; phổ biến rutin - Tác dụng chậm với axit đun nóng lâu tác dụng với kiềm nóng chảy TiO2+6HF = H2TiF6+ 2H2O TiO2+2NaOH = Na2TiO3+ H2O TiO2+Na2CO3 = Na2TiO3 + CO2 - TiO2 có tính trơ mặt hoá học nên dùng làm chất độn cao su, bột màu cho chất dẻo sơn… - Điều chế TiO2 công nghiệp cách đốt cháy TiCl4 khí oxi 900-1000oC: TiCl4+O2 = TiO2+2Cl2 - Từ quặng inmenit nghiền mịn: FeTiO3+2H2SO4 = TiOSO4+FeSO4+2H2O TiOSO4+2H2O = H2TiO3+H2SO4 H2TiO3 = TiO2+H2O TiO2 HỢP CHẤT CỦA Titan 2) Tetra halogenua TiX4 - Tác dụng với nước nóng tạo thành axit: TiX4+3H2O = H2TiO3+4HX - Tác dụng với dung dịch HX đặc tạo phức hexahalogeno: TiX4+2HX = H2[TiX6] - Các TiX4 đặc biệt TiF4,TiCl4 dễ tạo thành sản phẩm kết hợp với phân tử khác để tạo thành hỗn hợp phối tử TiX4L2 với L= O(CH3)2, THF, CH3CN… 3) Hợp chất Titan với số oxi hoá thấp a) Hợp chất Ti(II) - Titan(II) oxit: 2TiO+3H2SO4 = Ti2(SO4)3+H2+2H2O Điều chế cách khử TiO2 Mg,Ti hay Cl2 nhiệt độ cao khí trơ: TiO2+Ti = 2TiO 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 Ti(III): - Titan(III) oxit (Ti2O3): chất dạng tinh thể màu tím, khó sôi, khó nóng chảy không tan nước Khi đun nóng không khí hay đun sôi HNO3 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 tan nước có môi trường axit, TiCl3 cho dung dịch màu tím, màu ion [Ti(H2O)6]3+ có mặt tinh thể phèn titan MTi(SO4)2.12H2O làm cho phèn có màu tím HỢP CHẤT PHỨC CỦA Titan - Một vài phức chất Ti mức oxi hoá thấp với xiclopentađienyl: Ti(C5H5)4,[Ti(C5H5)2(CO)2]… - Isopropoxit titan, sử dụng làm chất xúc tác tổng hợp hữu tiền chất sản xuất TiO2 - Tetraclorua titan (TiCl4) phản ứng với rượu để tạo tetraancoxit tương ứng, đồng thời với sinh clorua hiđrô: TiCl4 + 4(CH3)2CHOH = Ti[OCH(CH3)2] 4+ HCl - Hợp chất peoxi Ti(IV) dung dịch tạo thành phức peroxo màu da cam dùng để nhận biết titan hiđro peoxit TiOSO4 + H2O2 + 2H2O = H4TiO5 + H2SO4 ...I/ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN 1) Lịch sử hình thành - Titan lần tìm nhà hoá học người Anh Gregor năm 1791, khoáng vật ilmenit (FeTiO 3) - Từ Titans từ tiếng Hy... khoáng Leicoexen(TiO2.nH2O), Sfen( CaTi(SO4)O ) - Ở nước ta có mỏ titanomanhetit Núi Chúa (Thái Nguyên) , Tam Kì (Quảng Nam), sa khoáng ilmenit ven biển tỉnh miền Trung ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 1)