El cloruro de titanio (III) es el compuesto inorgánico de fórmula TiCl 3 . Al menos cuatro especies distintas tienen esta fórmula; además se conocen derivados hidratados . El TiCl 3 es uno de los haluros de titanio más comunes y es un catalizador importante para la fabricación de poliolefinas .
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Nombres | |||
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Otros nombres tricloruro de titanio cloruro de titanio | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.028.845 | ||
Número CE |
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PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
TiCl 3 | |||
Masa molar | 154,225 g / mol | ||
Apariencia | cristales rojo violeta higroscópicos | ||
Densidad | 2,64 g / cm 3 | ||
Punto de fusion | 425 ° C (797 ° F; 698 K) (se descompone) | ||
Punto de ebullición | 960 ° C (1760 ° F; 1230 K) | ||
muy soluble | |||
Solubilidad | soluble en acetona , acetonitrilo , ciertas aminas ; insoluble en éter e hidrocarburos | ||
+1 110 .0 × 10 −6 cm 3 / mol | |||
Índice de refracción ( n D ) | 1,4856 | ||
Peligros | |||
Principales peligros | Corrosivo | ||
Ficha de datos de seguridad | MSDS externa | ||
Compuestos relacionados | |||
Otros aniones | Fluoruro de titanio (III) Bromuro de titanio (III) Yoduro de titanio (III) | ||
Otros cationes | Cloruro de escandio (III) Cloruro de cromo (III) Cloruro de vanadio (III) | ||
Compuestos relacionados | Cloruro de titanio (IV) Cloruro de titanio (II) | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Estructura y vinculación
En TiCl 3 , cada átomo de titanio tiene un electrón d , lo que hace que sus derivados sean paramagnéticos , es decir, la sustancia es atraída hacia un campo magnético. Las soluciones de cloruro de titanio (III) son violetas, que surgen de las excitaciones de su d -electrón . El color no es muy intenso ya que la transición está prohibida por la regla de selección de Laporte .
Cuatro formas sólidas o polimorfos de TiCl 3 son conocidos. Todos cuentan con titanio en una esfera de coordinación octaédrica. Estas formas se pueden distinguir tanto por cristalografía como por sus propiedades magnéticas, cuyas sondas intercambian interacciones . El β-TiCl 3 cristaliza como agujas marrones. Su estructura consiste en cadenas de octaedros de TiCl 6 que comparten caras opuestas, de modo que el contacto Ti-Ti más cercano es 2,91 Å. Esta corta distancia indica fuertes interacciones metal-metal (vea la figura en la parte superior derecha). Las tres formas violetas "en capas", llamadas así por su color y su tendencia a descascararse, se denominan alfa (α), gamma (γ) y delta (δ). En α-TiCl 3 , los aniones cloruro están empaquetados de forma hexagonal . En γ-TiCl 3 , los aniones cloruros son cúbicos compactos . Finalmente, el desorden en las sucesiones de turnos, causa un intermedio entre las estructuras alfa y gamma, llamado forma δ. El TiCl 6 comparte bordes en cada forma, siendo 3,60 Å la distancia más corta entre los cationes de titanio. Esta gran distancia entre los cationes de titanio impide la unión directa metal-metal. Por el contrario, los trihaluros de los metales más pesados, el hafnio y el circonio, se unen metal-metal. La unión directa Zr-Zr está indicada en el cloruro de circonio (III) . La diferencia entre los materiales Zr (III) y Ti (III) se atribuye en parte a los radios relativos de estos centros metálicos. [1]
Síntesis y reactividad
El TiCl 3 se produce normalmente por reducción de cloruro de titanio (IV) . Los métodos de reducción más antiguos utilizaban hidrógeno : [2]
- 2 TiCl 4 + H 2 → 2 HCl + 2 TiCl 3
Se reduce convenientemente con aluminio y se vende como una mezcla con tricloruro de aluminio , TiCl 3 · AlCl 3 . Esta mezcla se puede separar para producir TiCl 3 ( THF ) 3 . [3] El complejo adopta una estructura meridional. [4] Este complejo TiCl 3 (THF) 3 azul claro se forma cuando el TiCl 3 se trata con tetrahidrofurano (THF). [5]
- TiCl 3 + 3 C 4 H 8 O → TiCl 3 (OC 4 H 8 ) 3
Un complejo análogo de color verde oscuro surge de la complejación con dimetilamina . En una reacción en la que se intercambian todos los ligandos, el TiCl 3 es un precursor del complejo Ti (acac) 3 de color azul . [6]
Cuanto más reducida cloruro de titanio (II) se prepara por la térmica de desproporción de TiCl 3 a 500 ° C. La reacción es impulsada por la pérdida de TiCl 4 volátil : [7]
- 2 TiCl 3 → TiCl 2 + TiCl 4
Los haluros ternarios, como A 3 TiCl 6 , tienen estructuras que dependen del catión (A + ) añadido. [8] El cloruro de cesio tratado con cloruro de titanio (II) y hexaclorobenceno produce CsTi 2 Cl 7 cristalino . En estas estructuras, Ti 3+ exhibe geometría de coordinación octaédrica. [9]
Aplicaciones
El TiCl 3 es el principal catalizador de Ziegler – Natta , responsable de la mayor parte de la producción industrial de polietileno . Las actividades catalíticas dependen en gran medida del polimorfo del TiCl 3 (α frente a β frente a γ frente a δ) y el método de preparación. [10]
Uso de laboratorio
El TiCl 3 también es un reactivo especializado en síntesis orgánica, útil para reacciones de acoplamiento reductor, a menudo en presencia de agentes reductores añadidos como el zinc. Reduce las oximas a iminas . [11] El tricloruro de titanio puede reducir el nitrato a ión amonio, lo que permite el análisis secuencial de nitrato y amoníaco. [12] Se produce un deterioro lento en el tricloruro de titanio expuesto al aire, lo que a menudo da como resultado resultados erráticos, como reacciones de acoplamiento reductor . [13]
Seguridad
El TiCl 3 y la mayoría de sus complejos se manipulan típicamente en condiciones sin aire para evitar reacciones con el oxígeno y la humedad. Las muestras de TiCl 3 pueden ser relativamente estables aire o pirofórico. [14] [15]
Referencias
- ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Sherfey, JM (2007). "Cloruro de titanio (III) y bromuro de titanio (III)". Síntesis inorgánica . Síntesis inorgánica. 6 . págs. 57–61. doi : 10.1002 / 9780470132371.ch17 . ISBN 9780470132371.
- ^ Jones, NA; Liddle, ST; Wilson, C .; Arnold, PL (2007). "Carbenos alcoxi- N- heterocíclicos de titanio (III) y una ruta segura y de bajo costo para TiCl 3 (THF) 3 ". Organometálicos . 26 (3): 755–757. doi : 10.1021 / om060486d .
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