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钛白粉的化学性质分析  

2012-06-06 11:47:08|  分类: 化学辅料技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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二氧化钛无毒,化学性质很稳定,常温下几乎不与其他物质发生反应,是一种偏酸性的两性氧化物。与氧、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳和氨都不起反应,也不溶于水、脂肪酸和其他有机酸及弱无机酸,微溶于碱和热硝酸,只有在长时间煮沸条件下才能完全溶于浓硫酸和氢氟酸。

其反应方程式如下:

        TiO2 + 6HF = H2TiF6 + 2H2O

        TiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O

        TiO2+ H2SO4 = TiOSO4 + H2O

其溶解速度与水合二氧化钛的煅烧温度有关,煅烧温度越高溶解速度越慢。为了加速溶解,可在硫酸中加入硫酸铵、碱金属硫酸盐或过氧化氢。这是因为硫酸铵等的加入,使硫酸的沸点增高,加速了二氧化钛的溶解。

与酸式硫酸盐(如硫酸氢钾)或焦硫酸盐(如焦硫酸钾)共熔,可转变微可溶性的硫酸氧钛或硫酸钛:

        TiO2+ 2KHSO4 = TiOSO4 +K2SO4 + H2O

        TiO2+ 4K2S2O7  = Ti(SO4)2 +4K2SO4 + 2SO3

能熔于碱,与强碱(氢氧化钠、氢氧化钾)或碱金属碳酸盐(碳酸钠、碳酸钾)熔融,可转化为可溶于酸的钛酸盐:

       TiO2 + 4NaOH = Na4TiO4 + 2H2O

在高温下,如有还原剂(碳、淀粉、石油焦)存在,二氧化钛能被氯气氯化成四氯化钛,其反应方程式如下:

TiO2 +2C +2Cl2 = TiCl4 + 2CO

这个反应就是氯化法生产钛白粉的理论基础,但是此反应若无还原剂混配,即使在1800℃下,也不会与氯气发生氯化反应。同样二氧化钛与氯化硫蒸汽共热,或与COCl2、CCl4、SiCl4、POCl3等作用,也能被氯化成四氯化钛。

二氧化钛在高温下可被氢、钠、镁、铝、锌、钙及某些变价元素的化合物还原成低价钛的化合物,但很难还原成金属钛。如将干燥的氢气通入赤热的二氧化钛,可得到Ti2O3;在2000℃、15.2MPa的氢气中,也只能获得TiO,但是若将金红石型钛白粉喷入等离子室中,则可与氢气反应而被还原成金属钛。反应方程式如下:

      2TiO2 + H2 = Ti2O3 + H2O

       TiO2 + H2 = TiO+ H2O

      TiO2 + 2H2 = Ti + 2H2O

悬浮在某些有机介质中的二氧化钛,在光和空气的作用下,可循环地被还原与氧化而导致介质的被氧化,这种光化学活性,在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显。这一性质使二氧化钛成为某些反应的有效催化剂,它既是某些无机化合物的光致氧化催化剂,又是某些有机化合物的光致还原催化剂。

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