خواص شیمیایی تیتانیوم

تیتانیوم می تواند با بسیاری از عناصر و ترکیبات در دماهای بالاتر واکنش نشان دهد. عناصر مختلف را می توان با توجه به واکنش های مختلف آنها با تیتانیوم به چهار دسته تقسیم کرد:

دسته 1: هالوژن ها و عناصر گروه اکسیژن ترکیبات پیوند کووالانسی و یونی را با تیتانیوم تشکیل می دهند.

دسته 2: عناصر انتقالی، هیدروژن، بریلیم، بور، کربن و عناصر نیتروژن و تیتانیوم ترکیبات بین فلزی و محلول های جامد محدود را تشکیل می دهند.

دسته 3: زیرکونیوم، هافنیوم، خانواده وانادیوم، خانواده کروم، عناصر اسکاندیم و تیتانیوم محلول جامد بی نهایت را تشکیل می دهند.

دسته 4: گازهای بی اثر، فلزات قلیایی، فلزات قلیایی خاکی، عناصر خاکی کمیاب (به جز اسکاندیم)، اکتینیم، توریم و ... با تیتانیوم واکنش نمی دهند یا اساساً واکنش نمی دهند.

واکنش با ترکیبات:

◇ HF و فلوراید

گاز هیدروژن فلوراید با تیتانیوم واکنش می دهد و وقتی گرم می شود TiF4 را تشکیل می دهد. مایع هیدروژن فلوراید بدون آب می تواند یک فیلم تترا فلوراید تیتانیوم متراکم را روی سطح تیتانیوم تشکیل دهد که می تواند از نفوذ HF به داخل تیتانیوم جلوگیری کند. اسید هیدروفلوئوریک قوی ترین شار برای تیتانیوم است. حتی اسید هیدروفلوئوریک با غلظت 1٪ می تواند به شدت با تیتانیوم واکنش نشان دهد. فلوراید بی آب و محلول آبی آن در دماهای پایین با تیتانیوم واکنش نمی دهند و فقط فلوراید مذاب به طور قابل توجهی با تیتانیوم در دماهای بالا واکنش می دهد.
Ti{0}}HF=TiF4+2H2+135.0 کیلو کالری

2Ti٪ 7b٪ 7b1٪ 7d٪ 7dHF٪ 7b٪ 7b2٪ 7d٪ 7dTiF٪ 7b٪ 7b3٪ 7d٪ 7dH2

◇ HCl و کلرید

Hydrogen chloride gas can corrode metal titanium. Dry hydrogen chloride reacts with titanium at >300 درجه برای تشکیل TiCl4. اسید هیدروکلریک با غلظت<5% does not react with titanium at room temperature, and 20% hydrochloric acid reacts with titanium at room temperature to form purple. TiCl3; When the temperature becomes high, even dilute hydrochloric acid will corrode titanium. Various anhydrous chlorides, such as magnesium, manganese, iron, nickel, copper, zinc, mercury, tin, calcium, sodium, barium and NH4 ions and their aqueous solutions, do not react with titanium. Titanium in these chlorides Has very good stability.
Ti{0}}HCl=TiCl4+2H2+94.75 کیلو کالری

2Ti٪ 7b٪ 7b1٪ 7d٪ 7dHCl٪ 7b٪ 7b2٪ 7d٪ 7dTiCl٪ 7b٪ 7b3٪ 7d٪ 7dH2 (4)

◇ اسید سولفوریک و سولفید هیدروژن

پس از واکنش تیتانیوم با<5% dilute sulfuric acid, a protective oxide film is formed on the titanium surface, which can protect titanium from continued corrosion by dilute acid. However, >اسید سولفوریک 5 درصد واکنش آشکاری با تیتانیوم دارد. در دمای معمولی، حدود 40 درصد اسید سولفوریک، تیتانیوم را سریع‌ترین خوردگی می‌کند. هنگامی که غلظت بیشتر از 40٪ باشد، سرعت خوردگی با رسیدن به 60٪ کاهش می یابد و به 80٪ می رسد. سریع ترین اسید رقیق گرم شده یا اسید سولفوریک غلیظ 50 درصد می تواند با تیتانیوم واکنش دهد تا سولفات تیتانیوم تولید کند و اسید سولفوریک غلیظ گرم شده را می توان با تیتانیوم کاهش داد و SO2 تولید کرد. در دمای اتاق، تیتانیوم با سولفید هیدروژن واکنش می دهد و یک لایه محافظ روی سطح آن تشکیل می دهد که می تواند از واکنش بیشتر بین سولفید هیدروژن و تیتانیوم جلوگیری کند. با این حال، در دماهای بالا، سولفید هیدروژن با تیتانیوم واکنش داده و هیدروژن تولید می کند. تیتانیوم پودری در دمای 600 درجه شروع به واکنش با سولفید هیدروژن می کند و سولفید تیتانیوم را تشکیل می دهد. محصول واکنش عمدتا TiS در 900 درجه و Ti2S3 در 1200 درجه است.

Ti٪ 2bH2SO٪ 7b٪ 7b2٪ 7d٪ 7dTiSO٪ 7b٪ 7b3٪ 7d٪ 7dH2
2Ti٪ 7b٪ 7b1٪ 7d٪ 7dH2SO٪ 7b٪ 7b3٪ 7d٪ 7dTi2 (SO4) ٪ 7b٪ 7b6٪ 7d٪ 7dH2
2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202 کیلو کالری
Ti+H2S=TiS+H2+70کیلو کالری