四氯化鈦
四氯化鈦
四氯化鈦，或氯化鈦（IV），是化學式為TiCl4 的無機化合物。四氯化鈦是生產金屬鈦及其化合物的重要中間體。室溫下，四氯化鈦為無色液體，并在空氣中發煙，生成二氧化鈦固體和鹽酸液滴的混合物。
理化性質
物理性質
外觀與性狀：無色或微黃色液體，有刺激性酸味。在空氣中發煙。
四氯化鈦比例模型
四氯化鈦比例模型
熔點(℃)：-25
相對密度（水=1）：1.73
沸點(℃)：136.4
分子式：TiCl4
分子量：189.71
飽和蒸氣壓(kPa)：1.33(21.3℃)
臨界溫度(℃)：358
溶解性：溶于冷水、乙醇、稀鹽酸。
化學性質
受熱或遇水分解放熱，放出有毒的腐蝕性煙氣。具有較強的腐蝕性。
四氯化鈦是無色密度大的液體，樣品不純時常為黃或紅棕色。與四氯化釩類似，它屬于少數在室溫時為液態的過渡金屬氯化物之一，其熔沸點之低與弱的分子間作用力有關。大多數金屬氯化物都為聚合物，含有氯橋連接的金屬原子，而四氯化鈦分子間作用力卻主要為弱的范德華力，因此熔沸點不高。
TiCl4 分子為四面體結構，每個 Ti4+ 與四個配體 Cl- 相連。Ti4+與稀有氣體氬具有相同的電子數，為閉殼層結構。因此四氯化鈦分子為正四面體結構，具有高度的對稱性。
TiCl4 可溶于非極性的甲苯和氯代烴中。研究表明溶解在某些芳香烴的過程中涉及類似于 [(C6R6)TiCl3]+配合物的生成。四氯化鈦可與路易斯堿溶劑（如THF）放熱反應，生成六配位的加合物。 對于體積較大的配體，產物則是五配位的TiCl4L。
除了釋放出腐蝕性的氯化氫之外，存放 TiCl4時還會生成鈦氧化物及氯氧化物，粘住使用過的塞子和注射器。
作用與用途
是制取海綿鈦和氯化法鈦白的主要原料。用作乙烯聚合催化劑的重要組分。用于制造顏料和鈦有機化合物以及國防上用的煙幕劑。同時也是溶解合成樹脂、橡膠、塑料等多種有機物的良好溶劑。[3]
鈦金屬生產
TiO2+ 2Cl2+ 2C → TiCl4 + 2CO
Kroll 法的第一步是用金屬鎂還原 TiCl4 ：
2Mg+ TiCl4 → 2MgCl2(l) + Ti
液態鈉也可被用作還原劑：
4Na+ TiCl4 → 4NaCl+ Ti
二氧化鈦生產
大約 90% 的 TiCl4 都被用于制造鈦白顏料（TiO2），該過程主要是四氯化鈦的水解反應：
TiCl4 + 2H2O → TiO2 + 4HCl
有時用純氧作氧化劑：
TiCl4 + O2 → TiO2 + 2Cl2
煙霧劑
過去曾用四氯化鈦來制造煙幕。露置在空氣中時，四氯化鈦會迅速與空氣中的水反應：
TiCl4 + 2H2O → TiO2 + 4HCl
生成的氯化氫會迅速吸收更多的水，生成細小的鹽酸液滴；而當空氣中的濕度更大時，更大的鹽酸液滴則會產生更好的散射效果。而且生成的白色二氧化鈦粉末也是很好的散射質。
由于鹽酸具有腐蝕性，現在已不再使用 TiCl4 作煙霧劑。
使用注意事項
危險性概述
健康危害：吸入該品煙霧，引起上呼吸道粘膜強烈刺激癥狀。輕度中毒有喘息性支氣管炎癥狀；嚴重者出現呼吸困難，呼吸脈搏加快，體溫升高，咳嗽，咯痰等，可發展成肺水腫。皮膚直接接觸其液體，可引起嚴重灼傷，治愈后可見有黃色色素沉著。
燃爆危險：該品不燃，高毒，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。
急救措施
皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，立即用清潔棉花或布等吸去液體。用大量流動清水沖洗。就醫。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫。
消防措施
有害燃燒產物：氯化物、氧化鈦。
滅火方法：消防人員必須穿全身耐酸堿消防服。
滅火劑：干燥砂土。禁止用水。
泄漏應急處理
應急處理：迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，并立即隔離150m，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。從上風處進入現場。盡可能切斷泄漏源。
小量泄漏：將地面灑上蘇打灰，然后用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統。
大量泄漏：構筑圍堤或挖坑收容。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸汽，保護現場人員，但不要對泄漏點直接噴水。在專家指導下清除。
操作處置與儲存
操作注意事項：密閉操作，局部排風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。避免產生煙霧。防止煙霧和蒸氣釋放到工作場所空氣中。避免與氧化劑、堿類接觸。尤其要注意避免與水接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項：儲存于陰涼、干燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。相對濕度保持在75%以下。包裝必須密封，切勿受潮。應與氧化劑、堿類、食用化學品分開存放，切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。應嚴格執行極毒物品“五雙”管理制度。
制備
氯化法將高鈦渣與石油焦按一定比例配料，粉碎，通入氯氣進行反應，生成四氯化鈦氣體，經過冷凝，得到液化的四氯化鈦液體，過濾、蒸餾，得到四氯化鈦成品。其化學方程式：
TiO2+2C+2Cl2→TiCl4+2CO
TiO2+C+2Cl2→TiCl4+CO2
參考資料
1.
四氯化鈦——MSDS
2.
四氯化鈦 ．維基百科[引用日期2013-03-2]
3.
用途及制備——Chemical Book
四氯化鈦，或氯化鈦（IV），是化學式為TiCl4 的無機化合物。四氯化鈦是生產金屬鈦及其化合物的重要中間體。室溫下，四氯化鈦為無色液體，并在空氣中發煙，生成二氧化鈦固體和鹽酸液滴的混合物。
理化性質
物理性質
外觀與性狀：無色或微黃色液體，有刺激性酸味。在空氣中發煙。
四氯化鈦比例模型
四氯化鈦比例模型
熔點(℃)：-25
相對密度（水=1）：1.73
沸點(℃)：136.4
分子式：TiCl4
分子量：189.71
飽和蒸氣壓(kPa)：1.33(21.3℃)
臨界溫度(℃)：358
溶解性：溶于冷水、乙醇、稀鹽酸。
化學性質
受熱或遇水分解放熱，放出有毒的腐蝕性煙氣。具有較強的腐蝕性。
四氯化鈦是無色密度大的液體，樣品不純時常為黃或紅棕色。與四氯化釩類似，它屬于少數在室溫時為液態的過渡金屬氯化物之一，其熔沸點之低與弱的分子間作用力有關。大多數金屬氯化物都為聚合物，含有氯橋連接的金屬原子，而四氯化鈦分子間作用力卻主要為弱的范德華力，因此熔沸點不高。
TiCl4 分子為四面體結構，每個 Ti4+ 與四個配體 Cl- 相連。Ti4+與稀有氣體氬具有相同的電子數，為閉殼層結構。因此四氯化鈦分子為正四面體結構，具有高度的對稱性。
TiCl4 可溶于非極性的甲苯和氯代烴中。研究表明溶解在某些芳香烴的過程中涉及類似于 [(C6R6)TiCl3]+配合物的生成。四氯化鈦可與路易斯堿溶劑（如THF）放熱反應，生成六配位的加合物。 對于體積較大的配體，產物則是五配位的TiCl4L。
除了釋放出腐蝕性的氯化氫之外，存放 TiCl4時還會生成鈦氧化物及氯氧化物，粘住使用過的塞子和注射器。
作用與用途
是制取海綿鈦和氯化法鈦白的主要原料。用作乙烯聚合催化劑的重要組分。用于制造顏料和鈦有機化合物以及國防上用的煙幕劑。同時也是溶解合成樹脂、橡膠、塑料等多種有機物的良好溶劑。[3]
鈦金屬生產
TiO2+ 2Cl2+ 2C → TiCl4 + 2CO
Kroll 法的第一步是用金屬鎂還原 TiCl4 ：
2Mg+ TiCl4 → 2MgCl2(l) + Ti
液態鈉也可被用作還原劑：
4Na+ TiCl4 → 4NaCl+ Ti
二氧化鈦生產
大約 90% 的 TiCl4 都被用于制造鈦白顏料（TiO2），該過程主要是四氯化鈦的水解反應：
TiCl4 + 2H2O → TiO2 + 4HCl
有時用純氧作氧化劑：
TiCl4 + O2 → TiO2 + 2Cl2
煙霧劑
過去曾用四氯化鈦來制造煙幕。露置在空氣中時，四氯化鈦會迅速與空氣中的水反應：
TiCl4 + 2H2O → TiO2 + 4HCl
生成的氯化氫會迅速吸收更多的水，生成細小的鹽酸液滴；而當空氣中的濕度更大時，更大的鹽酸液滴則會產生更好的散射效果。而且生成的白色二氧化鈦粉末也是很好的散射質。
由于鹽酸具有腐蝕性，現在已不再使用 TiCl4 作煙霧劑。
使用注意事項
危險性概述
健康危害：吸入該品煙霧，引起上呼吸道粘膜強烈刺激癥狀。輕度中毒有喘息性支氣管炎癥狀；嚴重者出現呼吸困難，呼吸脈搏加快，體溫升高，咳嗽，咯痰等，可發展成肺水腫。皮膚直接接觸其液體，可引起嚴重灼傷，治愈后可見有黃色色素沉著。
燃爆危險：該品不燃，高毒，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。
急救措施
皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，立即用清潔棉花或布等吸去液體。用大量流動清水沖洗。就醫。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫。
消防措施
有害燃燒產物：氯化物、氧化鈦。
滅火方法：消防人員必須穿全身耐酸堿消防服。
滅火劑：干燥砂土。禁止用水。
泄漏應急處理
應急處理：迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，并立即隔離150m，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。從上風處進入現場。盡可能切斷泄漏源。
小量泄漏：將地面灑上蘇打灰，然后用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統。
大量泄漏：構筑圍堤或挖坑收容。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸汽，保護現場人員，但不要對泄漏點直接噴水。在專家指導下清除。
操作處置與儲存
操作注意事項：密閉操作，局部排風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。避免產生煙霧。防止煙霧和蒸氣釋放到工作場所空氣中。避免與氧化劑、堿類接觸。尤其要注意避免與水接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項：儲存于陰涼、干燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。相對濕度保持在75%以下。包裝必須密封，切勿受潮。應與氧化劑、堿類、食用化學品分開存放，切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。應嚴格執行極毒物品“五雙”管理制度。
制備
氯化法將高鈦渣與石油焦按一定比例配料，粉碎，通入氯氣進行反應，生成四氯化鈦氣體，經過冷凝，得到液化的四氯化鈦液體，過濾、蒸餾，得到四氯化鈦成品。其化學方程式：
TiO2+2C+2Cl2→TiCl4+2CO
TiO2+C+2Cl2→TiCl4+CO2
參考資料
1.
四氯化鈦——MSDS
2.
四氯化鈦 ．維基百科[引用日期2013-03-2]
3.
用途及制備——Chemical Book