四氯化鈦

四氯化鈦，或氯化鈦（IV），是化學式為TiCl₄ 的無機化合物。四氯化鈦是生產金屬鈦及其化合物的重要中間體。室溫下，四氯化鈦為無色液體，在空氣中發煙，生成二氧化鈦固體和鹽酸液滴的混合物。

基本介紹

• 中文名：四氯化鈦
• 英文名：Titanium tetrachloride
• 別稱：氯化鈦(IV)
• 化學式：TiCl4
• 分子量：189.679
• CAS登錄號：7550-45-0
• 熔點：-24.1℃
• 沸點：136.4℃
• 水溶性：與水反應
• 密度：1.726g/cm3
• 外觀：無色液體（常溫常壓下）

理化性質

物理性質

外觀與性狀：無色或微黃色液體，有刺激性酸味。在空氣中發煙。

四氯化鈦比例模型

熔點(℃)：-25

相對密度（水=1）：1.73

沸點(℃)：136.4

分子式：TiCl₄

分子量：189.71

飽和蒸氣壓(kPa)：1.33(21.3℃)

臨界溫度(℃)：358

溶解性：溶於冷水、乙醇、稀鹽酸。

化學性質

受熱或遇水分解放熱，放出有毒的腐蝕性煙氣。具有較強的腐蝕性。

四氯化鈦是無色密度大的液體，樣品不純時常為黃或紅棕色。與四氯化釩類似，它屬於少數在室溫時為液態的過渡金屬氯化物之一，其熔沸點之低與弱的分子間作用力有關。大多數金屬氯化物都為聚合物，含有氯橋連線的金屬原子，而四氯化鈦分子間作用力卻主要為弱的范德華力，因此熔沸點不高。

TiCl₄ 分子為四面體結構，每個 Ti⁴⁺ 與四個配體 Cl^- 相連。Ti⁴⁺與稀有氣體氬具有相同的電子數，為閉殼層結構。因此四氯化鈦分子為正四面體結構，具有高度的對稱性。

TiCl₄ 可溶於非極性的甲苯和氯代烴中。研究表明溶解在某些芳香烴的過程中涉及類似於 [(C₆R₆)TiCl₃]+配合物的生成。四氯化鈦可與路易斯鹼溶劑（如THF）放熱反應，生成六配位的加合物。 對於體積較大的配體，產物則是五配位的TiCl₄L。

除了釋放出腐蝕性的氯化氫之外，存放 TiCl₄時還會生成鈦氧化物及氯氧化物，粘住使用過的塞子和注射器。

作用與用途

是製取海綿鈦和氯化法鈦白的主要原料。用作乙烯聚合催化劑的重要組分。用於製造顏料和鈦有機化合物以及國防上用的煙幕劑。同時也是溶解合成樹脂、橡膠、塑膠等多種有機物的良好溶劑。

鈦金屬生產

TiO₂+ 2Cl2+ 2C → TiCl₄ + 2CO

Kroll 法的第一步是用金屬鎂還原 TiCl₄ ：

2Mg+ TiCl₄ → 2MgCl₂(l) + Ti

液態鈉也可被用作還原劑：

4Na+ TiCl₄ → 4NaCl+ Ti

二氧化鈦生產

大約 90% 的 TiCl₄ 都被用於製造鈦白顏料（TiO₂），該過程主要是四氯化鈦的水解反應：

TiCl₄ + 2H₂O → TiO₂ + 4HCl

有時用純氧作氧化劑：

TiCl₄ + O₂ → TiO₂ + 2Cl₂

煙霧劑

過去曾用四氯化鈦來製造煙幕。露置在空氣中時，四氯化鈦會迅速與空氣中的水反應：

TiCl₄ + 2H₂O → TiO₂ + 4HCl

生成的氯化氫會迅速吸收更多的水，生成細小的鹽酸液滴；而當空氣中的濕度更大時，更大的鹽酸液滴則會產生更好的散射效果。而且生成的白色二氧化鈦粉末也是很好的散射質。

由於鹽酸具有腐蝕性，現在已不再使用 TiCl₄ 作煙霧劑。

使用注意事項

危險性概述

健康危害：吸入該品煙霧，引起上呼吸道黏膜強烈刺激症狀。輕度中毒有喘息性支氣管炎症狀；嚴重者出現呼吸困難，呼吸脈搏加快，體溫升高，咳嗽，咯痰等，可發展成肺水腫。皮膚直接接觸其液體，可引起嚴重灼傷，治癒後可見有黃色色素沉著。

燃爆危險：該品不燃，高毒，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。

急救措施

皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，立即用清潔棉花或布等吸去液體。用大量流動清水沖洗。就醫。

眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。

食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫。

消防措施

有害燃燒產物：氯化物、氧化鈦。

滅火方法：消防人員必須穿全身耐酸鹼消防服。

滅火劑：乾燥砂土。禁止用水。

泄漏應急處理

應急處理：迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，並立即隔離150m，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸鹼工作服。從上風處進入現場。儘可能切斷泄漏源。

小量泄漏：將地面灑上蘇打灰，然後用大量水沖洗，洗水稀釋後放入廢水系統。

大量泄漏：構築圍堤或挖坑收容。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸汽，保護現場人員，但不要對泄漏點直接噴水。在專家指導下清除。

操作處置與儲存

操作注意事項：密閉操作，局部排風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩），穿橡膠耐酸鹼服，戴橡膠耐酸鹼手套。避免產生煙霧。防止煙霧和蒸氣釋放到工作場所空氣中。避免與氧化劑、鹼類接觸。尤其要注意避免與水接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

儲存注意事項：儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。相對濕度保持在75%以下。包裝必須密封，切勿受潮。應與氧化劑、鹼類、食用化學品分開存放，切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。應嚴格執行極毒物品“五雙”管理制度。

製備

氯化法將高鈦渣與石油焦按一定比例配料，粉碎，通入氯氣進行反應，生成四氯化鈦氣體，經過冷凝，得到液化的四氯化鈦液體，過濾、蒸餾，得到四氯化鈦成品。其化學方程式：

TiO₂+2C+2Cl₂→TiCl₄+2CO

TiO₂+C+2Cl₂→TiCl₄+CO₂