钛的化学性质
钛的化学性质
钛金属 是1950年代开发的重要金属。由于其优良的理化性能,世界上许多国家都先后对其进行了研究和开发。目前,钛广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品等领域。在本文中,我们将看看钛的化学性质 .
钛的化学性质——化学反应
在更高的温度下,钛可以与许多元素和化合物发生反应。各种元素可以分为四类 根据它们与钛的反应不同:
第一类: 卤素和氧基元素与钛形成共价键和离子键化合物;
第二类: 过渡元素、氢、铍、硼族、碳族、氮族元素与钛生成金属间化合物和有限固溶体;
第三类:锆 , 铪 、钒族、铬族、钪、钛生成无限固溶体;
第四类: 惰性气体、碱金属、碱土金属、稀土元素(钪除外)、锕、钍等与钛不反应或基本不反应。
钛的化学性质 – 钛与某些化合物的反应
1. HF和氟化物
氟化氢气体加热时与钛反应生成TiF4,反应式为:Ti + 4HF =TiF4 + 2H2 + 135.0 kcal。
非水性氟化氢液体可在钛表面形成致密的四氟化钛薄膜,可防止HF浸入钛中。
氢氟酸是钛的最强溶剂。即使1%的氢氟酸也能与钛剧烈反应:2Ti + 6HF =2TiF3 + 3H2。
2.盐酸和氯化物
氯化氢气体能腐蚀钛,干燥的氯化氢在温度高于300℃时与钛反应生成TC4:Ti + 4HCl =TiCl4 + 2H2 + 94.75 kcal .
浓度低于5%的盐酸常温下不与钛反应,20%的盐酸常温下与钛反应生成紫色TiCl3:2Ti+ 6HCl=2TiCl3+3H2。
当温度升高时,即使是稀盐酸也会腐蚀钛。各种无水氯化物,如镁、锰、铁、镍、铜、锌、汞、锡、钙、钠、钡和NH4+离子及其水溶液,不与钛反应,因此这些氯化物中的钛具有良好的稳定。
3.硫酸和硫化氢
钛与5%硫酸有明显反应。在常温下,40%左右的硫酸对钛的腐蚀速度最快。当浓度为40%-60%时,腐蚀速度变慢,但当浓度达到80%时,腐蚀速度又达到最快。加热的稀酸或 50% 的浓硫酸可以与钛反应生成硫酸钛:Ti+H2SO4=TiSO4+H2,2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+3H2。
加热后的浓硫酸可以被钛还原生成SO2:2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202kcal。在常温下,钛与硫化氢发生反应,在其表面形成一层保护膜,可以防止硫化氢与钛进一步反应。但在高温下,硫化氢与钛反应析出氢气:Ti + H2S =TiS + H2 + 70 kcal。 钛粉 600℃时开始与硫化氢反应生成硫化钛,而900℃时主要反应产物为TiS,1200℃时主要反应产物为Ti2S3。4.硝酸和王水
表面光滑的致密钛对硝酸有很好的稳定性,因为硝酸能很快在钛表面形成一层坚固的氧化膜。但钛表面粗糙,尤其是海绵钛 或粉末钛 ,可与热稀硝酸反应:3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO,
3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO。
浓硝酸在70℃以上也能与钛反应:Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O。
在室温下,钛不会与王水发生反应。在高温下,钛可以与王水反应形成 TiCl2:Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O。
一句话,钛的化学性质 与温度、存在形式、纯度等有非常密切的关系。
结论
感谢您阅读我们的文章,希望它能帮助您更好地了解钛的化学性质 .如果您想了解更多关于钛和其他难熔金属的信息 ,您可以访问高级难熔金属 (ARM) 了解更多信息。
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