Titanium(IV)chloride

Titanium(IV)chloride (TiCl₄) is een verbinding van titanium en chloor, waarin titanium zijn hoogste en meest stabiele oxidatietoestand heeft: +IV. Het is een kleurloze, corrosieve vloeistof met een stekende geur. Het is een sterk lewiszuur.

Titanium(IV)chloride
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van titanium(IV)chloride
Algemeen
Molecuulformule	TiCl4
IUPAC-naam	titanium(IV)chloride
Andere namen	titaantetrachloride, titaan(IV)chloride, titanium(IV)chloride
Molmassa	189,71 g/mol
CAS-nummer	7550-45-0
EG-nummer	231-441-9
Wikidata	Q413471
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Gevaar
H-zinnen	H314 - H331 - H335
EUH-zinnen	geen
P-zinnen	P260 - P280 - P303+P361+P353 - P304+P340+P310 - P305+P351+P338 - P403+P233
EG-Index-nummer	022-001-00-5
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vloeibaar
Kleur	kleurloos
Dichtheid	1,73 g/cm³
Smeltpunt	−24,8 °C
Kookpunt	136,5 °C
Dampdruk	(20°C) 1200 Pa
Goed oplosbaar in	zoutzuur, ethanol
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Bereiding

Rutielerts of synthetisch rutiel (ruw titaniumdioxide) gemengd met cokes wordt met chloor behandeld bij ongeveer 950 °C. Hierbij ontstaan titanium(IV)chloride en koolmonoxide:

${\displaystyle {\ce {TiO2 + 2 C + 2 Cl2 -> TiCl4 + 2 CO}}}$

Dit gasmengsel wordt gekoeld, waarbij titanium(IV)chloride condenseert en nadien gezuiverd wordt.

Toepassingen

Het grootste deel van het geproduceerde titanium(IV)chloride wordt omgezet in het metaal titanium in het Kroll-proces, of in het pigment titaniumdioxide in het chlorideproces:

• Voor de productie van titanium wordt TiCl₄ gereduceerd met magnesium. Daarbij ontstaan metallisch titanium en magnesiumchloride:

${\displaystyle {\ce {TiCl4 + 2 Mg -> Ti + 2 MgCl2}}}$

• Voor titaniumdioxide wordt gezuiverd titanium(IV)chloride met zuurstof of lucht geoxideerd tot titaniumdioxide, waarbij chloorgas vrijkomt dat terug in het proces gebruikt wordt:

${\displaystyle {\ce {TiCl4 + O2 -> TiO2 + 2 Cl2}}}$

Toepassingen in de organische chemie omvatten:

• in Ziegler-Natta-katalysatoren voor de synthese van polyolefinen
• als sterk Lewiszuur wordt het gebruikt in de organische synthese, onder andere bij de McMurry-reactie, de Sakurai-allylering of Friedel-Craftsalkyleringen en -acyleringen

Bij het maken van glas wordt titanium(IV)chloride gebruikt het om iriserende effecten in glas te verkrijgen. Het wordt ook gebruikt bij de productie van synthetische parels. Een militaire toepassing is de vorming van witte rookgordijnen.

Toxicologie en veiligheid

Titanium(IV)chloride is een corrosieve stof die inwerkt op de ogen, huid en ademhalingsorganen.

Titanium(IV)chloride hydrolyseert gemakkelijk. In water is dit een hevige reactie waarbij het corrosieve waterstofchloride vrijkomt. Maar het gebeurt reeds als TiCl₄ met vochtige lucht in contact komt, waarbij een corrosieve zoutzuurnevel ontstaat.

${\displaystyle {\ce {TiCl4 + H2O -> TiOCl2 + 2 HCl}}}$

${\displaystyle {\ce {TiOCl2 + H2O -> TiO2 + 2 HCl}}}$