اقرأ في هذا المقال
- كلوريد تيتانيوم ثلاثي
- تطبيقات كلوريد تيتانيوم ثلاثي
- الخصائص الإلكترونية فيكلوريد تيتانيوم ثلاثي
- بنية كلوريد تيتانيوم ثلاثي
- الخصائص الفيزيائية والكيميائية كلوريد تيتانيوم ثلاثي
في الكيمياء إن مركب كلوريد تيتانيوم ثلاثي هو عبارة عن مركب غير عضوي، يتكون من الكلور والتيتانيوم يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (TiCl3)، ويستخدم كعامل اختزال (نترات إلى أمونيا) ومزيل لبقع الغسيل وككاشف تحليلي، ويمكن الحصول عليه في الحالة الصلبة في أحد الأشكال الأربعة أو الأشكال المتعددة، يمكن تمييز هذه الأشكال عن طريق علم البلورات بالإضافة إلى دراسات حول خصائصها المغناطيسية التي تسبر تفاعلات التبادل.
كلوريد تيتانيوم ثلاثي
يتم تكوين العديد من المركبات بواسطة عنصر التيتانيوم في حالة التأكسد +3، وأحد أكثرها أهمية هو ثلاثي كلوريد (TiCl3)، وهو عبارة عن شكل بلوري مفيد بصورة خاصة كمحفز في البلمرة الفراغية النوعية للبروبيلين لصنع البوليمر البولي بروبيلين ذي القيمة التجارية.
كلوريد التيتانيوم الثالثي هو مركب غير عضوي له الصيغة الكيميائية: (TiCl3)، وهناك 4 أنواع متفردة على الأقل لها هذه الصيغة وبالإضافة إلى ذلك فإن المشتقات المائية منه معروفة، وهو يعد أحد هاليدات التيتانيوم الأكثر انتشارا وهو عبارة محفز مهم لتصنيع البولي أوليفينات.
تطبيقات كلوريد تيتانيوم ثلاثي
- أولا أنه من الممكن أن يتم استخدامه لمحلول معايرة تحليل صبغة (azo) من أجل تحديد قياس الألوان للنحاس والحديد والفاناديوم وما إلى ذلك.
- ثانيا: في الكيمياء التركيبية حيث أنه من الممكن استخدامه كعامل اختزال للكروم رباعي التكافؤ ومكون مهم لمحفز (Ziegler-Natta [Al (C2H5) 3TiCl3]).
الخصائص الإلكترونية فيكلوريد تيتانيوم ثلاثي
- تحتوي كل ذرة (Ti) على إلكترون (d) واحد، مما يجعل معظم أشكاله مغناطيسية، أي تنجذب المادة إلى مجال مغناطيسي، تتناقض البارامغناطيسية الخاصة به مع النفاذية المغناطيسية (خاصية الطرد من المجال المغناطيسي) لثلاثي الهافنيوم والزركونيوم.
- تنخرط هذه المعادن الأثقل في الترابط المعدني المعدني، لكن أيون (Ti (III)) لا يحدث عادةً، ومحاليل كلوريد التيتانيوم (III) تمتلك لون بنفسجي ينشأ من إثارة إلكترون (d) الخاص به، علما أن اللون ليس شديدًا جدًا لأن الانتقال ممنوع، من الممكن اختزال كلوريد التيتانيوم (IV) إلى (TiCl3).
- يتم إجراء هذا التحويل بشكل عام كهربائيًا، يباع كمزيج مع ثلاثي كلوريد الألومنيوم، ويمكن فصل هذا الخليط، يتم تحضير (+Ti3) في الموقع كجزء من طريقة تحليل العينات المحتوية على التيتانيوم مثل الخامات، وبالتالي فإنه يتم اختزال المحاليل الحمضية لـ (+Ti4) باستخدام مخفض جونز مع الزنك المندمج.
- يتم تحليل الناتج المحتوي على (+Ti3) الناتج عن طريق معايرة الأكسدة والاختزال، ويتم التعامل مع (TiCl3) ومعظم معقداته تحت جو خامل لمنع التفاعلات مع الأكسجين، يحدث التدهور البطيء في ثلاثي كلوريد التيتانيوم المعرض للهواء وغالبًا ما يؤدي إلى نتائج غير منتظمة، على سبيل المثال في تفاعلات اقتران مختزلة.
- يستخدم كلوريد تيتانيوم ثلاثي بشكل أساسي كعامل اختزال قوي وكمحفز لبلمرة Α- أوليفين، ويمكن استخدامه لتحليل صبغة الآزو، كما ويمكن استخدامه كمعاير لتحليل صبغة الآزو وعامل اختزال قوي، ويمكن تحضيره من خلال عملية اختزال الألمنيوم.
- وهي تطبيق فائض من رباعي كلوريد التيتانيوم للتفاعل مع مسحوق الألمنيوم عند 136 درجة مئوية مع استخدام كلوريد الألومنيوم كبادئ لإنتاج ثلاثي كلوريد التيتانيوم وثلاثي كلوريد الألومنيوم، ويتم تسخين وتبخير الكمية الزائدة من رابع كلوريد التيتانيوم لإعادة الاستخدام.
- وفي الوقت نفسه يخضع ثلاثي كلوريد الألومنيوم لعملية التسامي للحصول على المنتج النهائي من ثلاثي كلوريد التيتانيوم، علما أن معادلة تفاعلها هي:
3TiCl4 + Al → 3TiCl3 + AlC13
بنية كلوريد تيتانيوم ثلاثي
- من الممكن أن يتم الحصول على مركب كلوريد تيتانيوم ثلاثي الصلب في أحد الأشكال الأربعة أو الأشكال المتعددة، كما أنه يمكن تمييز هذه الأشكال عن طريق علم البلورات بالإضافة إلى دراسات حول خصائصها المغناطيسية التي تسبر تفاعلات التبادل.
- أشكال “طبقات البنفسجي”: تسمى الأشكال الثلاثة ذات الطبقات البنفسجية، والتي سميت بسبب لونها وميلها للتقشر، ألفا، وجاما ، ودلتا، في (α-TiCl3)، تكون الأنيونات الكلوريد سداسية الشكل معبأة، وفي (γ-TiCl3)، تكون الأنيونات الكلوريد مكعبًا معبأة متقاربة.
- أخيرًا، يتسبب الاضطراب في تتابع النوبات في حدوث وسيط بين هياكل ألفا وجاما، تسمى شكل دلتا (δ)، يتشارك (TiCl6) في حواف كل شكل مع 3.60 أنستغروم هي أقصر مسافة بين أيونات التيتانيوم الموجبة والمسافة بينها تمنع الترابط المباشر بين المعدن والمعدن.
- شكل بيتا: يتبلور (β-TiCl3) كإبرة بنية اللون، علما أنه تتميز بنية هذه المادة بسلاسل من (TiCl6) ثماني الأوجه تشترك في أوجه متقابلة بحيث يكون أقرب (Ti-Ti) 2.91 أنستغروم، حيث أنه تتيح هذه المسافة القصيرة الترابط القوي بين المعدن والمعدن.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية كلوريد تيتانيوم ثلاثي
- يظهر مركب كلوريد تيتانيوم ثلاثي على شكل بلورة أرجوانية عميقة ويمكن أن يخضع بسهولة للإغراق، صيغته الكيميائية هي كالتالي: (TiCl3)، يمتلك وزن جزيئي مقداره 154.26 غرام لكل مول، وله كثافة نسبية مقدارها 2.64، كما أنه يمتلك نقطة انصهار تساوي 440 درجة مئوية (وهي نفسها الدرجة التي يبدأ عندها بالتحلل).
- يمتلك مركب كلوريد تيتانيوم ثلاثي نقطة غليان مقدارها 660 درجة مئوية، وهو عبارة عن مركب قابل للذوبان في الماء بسهولة، كما أنه قابل للذوبان بشكل طفيف في الإيثانول مع إظهار كلا المحلين باللون الأرجواني، أما عند التسخين فإنه سيتحول المحلول إلى اللون الأزرق مع العودة مرة أخرى إلى اللون الأرجواني بعد التبريد.
- إن مركب كلوريد تيتانيوم ثلاثي غير مستقر وسوف يتلاشى بعد الوقوف في الهواء لفترة طويلة مع ترسيب حمض الميتانيك (H2TiO3)، ويمكن إذابته في حمض الهيدروكلوريك ولكنه غير قابل للذوبان في الأثير، أما عند إذابته في محلول حمض الهيدروكلوريك سينتج رباعي كلوريد التيتانيوم رباعي هيدرات (TiCl3 • 4H2O)، وهو غير مستقر في الهواء.
- سيكون رباعي كلوريد التيتانيوم رباعي هيدرات عرضة للتحلل تحت 440 درجة مئوية، وفي الهواء يمكن أن يتأكسد إلى (Ti (Ⅳ)) مع قدرة الرطوبة على تسريع عملية الأكسدة، والتي يجب تخزينها في جو ثاني أكسيد الكربون، يكون الملح الأرجواني (TiCl3 • 6H2O) المحضر بالتحليل الكهربائي لمحلول (HCl) المخفف من (TiCl4) أكثر ثباتًا.
- من الممكن أن يتم الحصول على كلوريد تيتانيوم ثلاثي من خلال التفاعل بين محلول حمض الهيدروكلوريك لرابع كلوريد التيتانيوم وكلوريد ستانوس أو بدلاً من ذلك من خلال اختزال الهيدروجين لمحلول حمض الهيدروكلوريك لرابع كلوريد التيتانيوم.
وفي النهاية نستنتج أن مركب كلوريد تيتانيوم ثلاثي عبارة عن مركب غير عضوي يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (TiCl3)، وله العديد من التطبيقات المختلفة ومنها: أنه يمكن أن يتم استخدامه لمحلول معايرة تحليل صبغة (azo) من أجل تحديد قياس الألوان للنحاس والحديد والفاناديوم وما إلى ذلك.
