Cloruro de titanio (III)
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| Nombres | |||
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| Otros nombres tricloruro de titanio cloruro de titanio | |||
| Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol ) |
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| Araña química |
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| Tarjeta informativa de la ECHA | 100.028.845 | ||
| Número CE |
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Identificador de centro de PubChem |
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| Número RTECS |
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| UNIVERSIDAD |
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Panel de control CompTox ( EPA ) |
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| Propiedades | |||
| TiCl3 | |||
| Masa molar | 154,225 g/mol | ||
| Apariencia | cristales rojo violeta higroscópicos | ||
| Densidad | 2,64 g/cm3 [ 1] | ||
| Punto de fusión | 440 °C (824 °F; 713 K) (se descompone) [1] | ||
| muy soluble | |||
| Solubilidad | soluble en acetona , acetonitrilo , ciertas aminas ; insoluble en éter e hidrocarburos | ||
| +1 110,0 × 10 −6 cm3 / mol | |||
Índice de refracción ( n D ) | 1.4856 | ||
| Peligros | |||
| Seguridad y salud en el trabajo (SST/OHS): | |||
Principales peligros | Corrosivo | ||
| Ficha de datos de seguridad (FDS) | Hoja de datos de seguridad 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 los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
El cloruro de titanio (III) es un compuesto inorgánico con la 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 .
Estructura y unión
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 por un campo magnético. Las soluciones de cloruro de titanio (III) son de color violeta, lo que surge de las excitaciones de su electrón d . El color no es muy intenso ya que la transición está prohibida por la regla de selección de Laporte .
Se conocen cuatro formas sólidas o polimorfos de TiCl 3 . Todas presentan titanio en una esfera de coordinación octaédrica. Estas formas se pueden distinguir por cristalografía , así como por sus propiedades magnéticas, que investigan las interacciones de intercambio . 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 de 2,91 Å. Esta corta distancia indica fuertes interacciones metal-metal (ver figura en la parte superior derecha). Las tres formas "en capas" violetas, 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 cloruro están empaquetados de forma cúbica . Finalmente, el desorden en las sucesiones de desplazamiento provoca una estructura intermedia entre alfa y gamma, llamada forma δ. Los bordes de las aristas compartidas de TiCl 6 en cada forma son 3,60 Å, siendo 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 se indica 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. [2]
Se conocen dos hidratos de cloruro de titanio (III), es decir, complejos que contienen ligandos acuosos . Entre ellos se encuentran el par de isómeros de hidratación [Ti(H 2 O) 6 ]Cl 3 y [Ti(H 2 O) 4 Cl 2 ]Cl(H 2 O) 2 . El primero es violeta y el segundo, con dos moléculas de agua de cristalización, es verde. [3]
Síntesis y reactividad
El TiCl3 se produce generalmente mediante la reducción del cloruro de titanio (IV) . Los métodos de reducción más antiguos utilizaban hidrógeno : [4]
- 2 TiCl 4 + H 2 → 2 HCl + 2 TiCl 3
También se puede producir mediante la reacción del metal titanio y el ácido clorhídrico .
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 . [5] El complejo adopta una estructura meridional. [6] Este complejo azul claro TiCl 3 (THF) 3 se forma cuando TiCl 3 se trata con tetrahidrofurano (THF). [7]
- TiCl 3 + 3 C 4 H 8 O → TiCl 3 (OC 4 H 8 ) 3
Un complejo verde oscuro análogo surge de la formación de complejos con dimetilamina . En una reacción en la que se intercambian todos los ligandos, el TiCl3 es un precursor del complejo de color azul Ti(acac) 3 . [8]
El cloruro de titanio (II) más reducido se prepara mediante la desproporción térmica de TiCl 3 a 500 °C. La reacción es impulsada por la pérdida de TiCl 4 volátil : [9]
- 2TiCl3 → TiCl2 + TiCl4
Los haluros ternarios , como A3TiCl6 , tienen estructuras que dependen del catión (A + ) añadido. [10] El cloruro de cesio tratado con cloruro de titanio(II) y hexaclorobenceno produce CsTi2Cl7 cristalino . En estas estructuras, Ti3 + exhibe una geometría de coordinación octaédrica. [11]
Aplicaciones
El TiCl3 es el principal catalizador Ziegler-Natta , responsable de la mayor parte de la producción industrial de polietileno . Las actividades catalíticas dependen en gran medida del polimorfo del TiCl3 ( α vs. β vs. γ vs. δ) y del método de preparación. [12]
Uso en laboratorio
El TiCl3 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 . [13] El tricloruro de titanio puede reducir el nitrato a iones de amonio, lo que permite el análisis secuencial de nitrato y amoníaco. [14] El tricloruro de titanio expuesto al aire sufre un deterioro lento, que a menudo da como resultado resultados erráticos, como en las reacciones de acoplamiento reductor . [15]
Seguridad
El TiCl3 y la mayoría de sus complejos se manipulan normalmente en condiciones sin aire para evitar reacciones con el oxígeno y la humedad. Las muestras de TiCl3 pueden ser relativamente estables al aire o pirofóricas . [16] [17]
Referencias
- ^ ab Eagleson, Mary (1994). Enciclopedia concisa de química . Berlín: Walter de Gruyter. ISBN 0-89925-457-8.OCLC 29029713 .
- ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . pág. 965. ISBN 978-0-08-037941-8.
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- ^ Manzer, LE (1982). "31. Complejos de tetra-hidroxifurano de metales de transición tempranos seleccionados". Síntesis inorgánicas . Síntesis inorgánicas . Vol. 21. pág. 137. doi :10.1002/9780470132524.ch31. ISBN 978-0-471-86520-9.
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