Tetracloruro di titanio

Il tetracloruro di titanio (o cloruro di titanio(IV), cloruro titanico) è un alogenuro binario avente formula molecolare TiCl₄. A temperatura ambiente è un liquido trasparente e incolore allo stato puro mentre prima di essere raffinato si presenta colorato di marrone; è un composto diamagnetico e covalente.

Si decompone per forte riscaldamento producendo fumi tossici contenenti acido cloridrico. Reagisce violentemente con acqua generando calore e fumi corrosivi contenenti acido cloridrico.

$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+4\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Al contatto con aria umida emette acido cloridrico, in presenza di acqua corrode molti metalli.

Proprietà e struttura molecolare

Il tetracloruro di titanio è un composto molecolare molto stabile termodinamicamente, ΔH_ƒ° = -804,16 kJ/mol. Come i tetracloruri di carbonio (CCl₄), silicio (SiCl₄) e germanio (GeCl₄), con i quali è isoelettronico di valenza, TiCl₄ è un composto molecolare, anch'esso liquido volatile in condizioni ambiente.

La sua molecola è formata da un atomo di titanio al centro di un tetraedro regolare, legato a quattro atomi di cloro posti ai vertici; la simmetria molecolare è T_d e, di conseguenza, il momento dipolare è nullo (molecola apolare); nonostante che ogni legame Ti-Cl sia molto polare per via delle elettronegatività parecchio differenti (Ti, 1,54; Cl, 3,16), la somma vettoriale dei momenti è nulla per la geometria tetraedrica regolare.

Da un'indagine di diffrazione elettronica in fase gassosa la lunghezza del legame Ti-Cl risulta pari a 217,0 ± 0,2 pm e gli angoli Cl-Ti-Cl sono quelli tetraedrici, 109,5°. La lunghezza sperimentale del legame Ti-Cl è molto più piccola della somma dei raggi ionici efficaci di Ti⁴⁺ (d ⁰) e Cl^–, cioè 241,5 pm.

Produzione

Il tetracloruro di titanio viene prodotto facendo reagire del rutilo, TiO₂, o dell'ilmenite, FeTiO₃ con cloro in una fornace, si ottiene del prodotto che viene poi purificato per distillazione.

$2\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+7\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+6\mathrm{C}⟶2\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+6\mathrm{C}\mathrm{O}$

Usi

Il tetracloruro di titanio è principalmente usato per produrre titanio puro nel processo Kroll.

$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{M}\mathrm{g}⟶\mathrm{T}\mathrm{i}+2\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$

Inoltre è usato come catalizzatore per la produzione di polipropilene e polietilene nell'industria della plastica, nell'industria dell'elettronica, nella ceramica. In chimica organica è usato come acido di Lewis nei confronti di una grande quantità di donatori.

Durante la seconda guerra mondiale è stato impiegato per nascondere navi militari sotto attacco, spargendolo allo stato liquido da aerei in volo; a contatto con l'aria umida si idrolizza rapidamente, producendo una cortina di vapore o fumo denso e bianco che scende fino alle onde.

Collegamenti esterni

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