Titanium(IV)chloride
| Titaan(IV)chloride | ||||
|---|---|---|---|---|
| Structuurformule en molecuulmodel | ||||
-chlorid.svg.png) | ||||
Structuurformule van titaan(IV)chloride | ||||
| Algemeen | ||||
| Chemische formule | TiCl4 | |||
| IUPAC-naam | titaan(IV)chloride, titaantetrachloride | |||
| Andere namen | titaniumtetrachloride, titanium(IV)chloride | |||
| Molaire massa | 189,71 g/mol | |||
| CAS-nummer | 7550-45-0 | |||
| EG-nummer | 231-441-9 | |||
| Wikidata | Q413471 | |||
| Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen | ||||
| ||||
| H-zinnen | H314 - H331 - H335 | |||
| EUH-zinnen | geen | |||
| P-zinnen | P260 - P280 - P303+P361+P353 - P304+P340+P310 - P305+P351+P338 - P403+P233 | |||
| EG-Index-nummer | 022-001-00-5 | |||
| Fysische eigenschappen | ||||
| Aggregatietoestand | vloeibaar | |||
| Kleur | kleurloos | |||
| Dichtheid | 1,73 g/cm³ | |||
| Smeltpunt | −24,8 °C | |||
| Kookpunt | 136,5 °C | |||
| Dampdruk | (20°C) 1200 Pa | |||
| Goed oplosbaar in | zoutzuur, ethanol | |||
| Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar). | ||||
| ||||
Titaan(IV)chloride of titaantetrachloride (TiCl4) is een verbinding van titaan en chloor, waarin titaan zijn hoogste en meest stabiele oxidatietoestand heeft: +IV. Het is een kleurloze, corrosieve vloeistof met een stekende geur. Het is een sterk lewiszuur.
Bereiding
Rutielerts of synthetisch rutiel (ruw titaandioxide) gemengd met cokes wordt met chloor behandeld bij ongeveer 950 °C. Hierbij ontstaan titaan(IV)chloride en koolstofmonoxide:
![{\displaystyle {\mathrm {TiO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {C} {}+{}2\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {TiCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {CO} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f4ea710dd79e67646cf13c02872abed4ed974f94.svg)
Dit gasmengsel wordt gekoeld, waarbij titaan(IV)chloride condenseert en nadien gezuiverd wordt.
Toepassingen
Het grootste deel van het geproduceerde titaan(IV)chloride wordt omgezet in het metaal titaan in het Kroll-proces, of in het pigment titaandioxide in het chlorideproces:
- Voor de productie van titaan wordt TiCl4 gereduceerd met magnesium. Daarbij ontstaan metallisch titaan en magnesiumchloride:
![{\displaystyle {\mathrm {TiCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {Mg} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Ti} {}+{}2\,\mathrm {MgCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/312cbff6e489b4e8d44378eaba37a31735714556.svg)
- Voor titaandioxide wordt gezuiverd titaan(IV)chloride met zuurstof of lucht geoxideerd tot titaandioxide, waarbij chloorgas vrijkomt dat terug in het proces gebruikt wordt:
![{\displaystyle {\mathrm {TiCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {TiO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/0fd7e23ef785448ec85dba55c1be92238cb5f57e.svg)
Toepassingen in de organische chemie omvatten:
- in Ziegler-Natta-katalysatoren voor de synthese van polyolefinen
- als sterk lewiszuur wordt het gebruikt in de organische synthese, onder andere bij de McMurry-reactie, de Sakurai-allylering of Friedel-Craftsalkyleringen en -acyleringen
Bij het maken van glas wordt titaan(IV)chloride gebruikt het om iriserende effecten in glas te verkrijgen. Het wordt ook gebruikt bij de productie van synthetische parels. Een militaire toepassing is de vorming van witte rookgordijnen.
Toxicologie en veiligheid
Titaan(IV)chloride is een corrosieve stof die inwerkt op de ogen, huid en ademhalingsorganen.
Titaan(IV)chloride hydrolyseert gemakkelijk. In water is dit een hevige reactie waarbij het corrosieve waterstofchloride vrijkomt. Maar het gebeurt reeds als TiCl4 met vochtige lucht in contact komt, waarbij een corrosieve zoutzuurnevel ontstaat.
![{\displaystyle {\mathrm {TiCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {TiOCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {HCl} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e0d9a50f13a14d87ff3ef2f2ff9ee472086c5d92.svg)
![{\displaystyle {\mathrm {TiOCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {TiO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {HCl} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/cb34392e68a59b9573acb969a5451af783e6af49.svg)