Сульфат титана(III)

Сульфат титана(III) — неорганическое соединение, соль металла титана и серной кислоты с формулой Ti₂(SO₄)₃, зелёные кристаллы, нерастворимые в воде, образует кристаллогидраты.

Сульфат титана​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Сульфат титана​(III)​
Традиционные названия	Сернокислый титан
Хим. формула	Ti2(SO4)3
Физические свойства
Состояние	зелёные кристаллы
Молярная масса	383,95 г/моль
Плотность	2,78 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	разл. 300 °C
Классификация
Рег. номер CAS	10343-61-0
PubChem	165866
Рег. номер EINECS	233-749-9
SMILES	[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S(=O)(=O)[O-].[Ti+3].[Ti+3]
InChI	InChI=1S/3H2O4S.2Ti/c3*1-5(2,3)4;;/h3*(H2,1,2,3,4);;/q;;;2*+3/p-6 SOBXOQKKUVQETK-UHFFFAOYSA-H
ChemSpider	145360
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• Действие концентрированной горячей серной кислоты на металлический титан:

$\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{T}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2Ti+6H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ Ti_{2}(SO_{4})_{3}+3SO_{2}\uparrow +6H_{2}O}}$ 

• Восстановление атомарным водородом или электролизом оксид-сульфата титана:

$\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{(}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{,}\mathsf{Z}\mathsf{n}\mathsf{)}}^{\mathsf{0}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{T}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2TiOSO_{4}+2H_{{(Fe,Zn)}}^{0}+H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ Ti_{2}(SO_{4})_{3}+2H_{2}O}}$ 

$\mathsf{4}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{{\mathsf{e}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{T}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {4TiOSO_{4}+2H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {e^{-}}}\ 2Ti_{2}(SO_{4})_{3}+O_{2}\uparrow +2H_{2}O}}$ 

Физические свойстваПравить

Сульфат титана(III) образует зелёные кристаллы тетрагональной сингонии, параметры ячейки a = 0,844 нм, c = 2,195 нм.

Не растворяется в воде, этаноле, эфире, концентрированной серной кислоте.

Образует кристаллогидраты состава Ti₂(SO₄)₃•8H₂O (синий) и Ti₂(SO₄)₃•5H₂O (фиолетовый).

При кристаллизации из серной кислоты образует кристаллогидраты кислых солей TiH(SO₄)₂•4H₂O (фиолетовый) и Ti₂H₄(SO₄)₅•3H₂O (голубой).

Из разбавленной серной кислоты кристаллизуется сольват 3Ti₂(SO₄)₃•H₂SO₄•25H₂O

Химические свойстваПравить

• Разлагается при нагревании:

$\mathsf{T}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{500}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{600}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {Ti_{2}(SO_{4})_{3}\ {\xrightarrow {500-600^{o}C}}\ 2TiO_{2}+2SO_{3}+SO_{2}}}$ 

$\mathsf{T}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{{\mathsf{220}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {Ti_{2}(SO_{4})_{3}\ {\xrightarrow {220^{o}C}}\ 2TiOSO_{4}+SO_{2}}}$ 

• Обратимо реагирует с щелочами:

$\mathsf{T}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Ti_{2}(SO_{4})_{3}+6NaOH\ \rightleftarrows \ 2Ti(OH)_{3}+3Na_{2}SO_{4}}}$ 

• Восстанавливается атомарным водородом:

$\mathsf{T}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{(}\mathsf{Z}\mathsf{n}\mathsf{,}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{)}}^{\mathsf{0}}\stackrel{\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Ti_{2}(SO_{4})_{3}+2H_{{(Zn,H_{2}SO_{4})}}^{0}\ {\xrightarrow {\tau }}\ 2TiSO_{4}+H_{2}SO_{4}}}$ 

• Водная суспензия медленно окисляется кислородом воздуха:

$\mathsf{2}\mathsf{T}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}\mathsf{,}\mathsf{P}\mathsf{t}}{\to }\mathsf{4}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {2Ti_{2}(SO_{4})_{3}+O_{2}+6H_{2}O\ {\xrightarrow {\tau ,Pt}}\ 4TiSO_{4}(OH)_{2}+2H_{2}SO_{4}}}$ 

• С сульфатами цезия и рубидия образуют комплексные соли (квасцы):

$\mathsf{T}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{12}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{0}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{T}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{12}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{)}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->$${\mathsf {Ti_{2}(SO_{4})_{3}+Cs_{2}SO_{4}+12H_{2}O\ {\xrightarrow {0^{o}C}}\ 2(CsTi(SO_{4})_{2}\cdot 12H_{2}O)\downarrow }}$  — красный осадок

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.