Cloruro de titanio (III)
El cloruro de titanio (III) es un compuesto inorgánico con la fórmula TiCl3. Al menos cuatro especies distintas tienen esta fórmula; además, se conocen derivados hidratados. El TiCl3 es uno de los haluros de titanio más comunes y es un catalizador importante para la fabricación de poliolefinas.
Estructura y vinculación
En tICl 3 , cada átomo de titanio tiene un electrón d , lo que hace que sus derivadas paramagnéticas, es decir, la sustancia se siente atraída en un campo magnético. Las soluciones de cloruro de titanio (III) son violetas, que surgen de las excitaciones de su electrones 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 . Todos cuentan con titanio en una esfera de coordinación octaédrica. Estas formas pueden distinguirse por la cristalografía, así como por sus propiedades magnéticas, que sondean las interacciones de intercambio. β-ticl 3 cristaliza como agujas marrones. Su estructura consiste en cadenas de tICl 6 octaedra que comparten caras opuestas de modo que el contacto Ti -Ti más cercano es 2.91 Å. Esta corta distancia indica interacciones metálicas y metales fuertes (ver figura en la parte superior derecha). Los tres violetas " capas " Las formas, nombradas por su color y su tendencia a la escamas, se llaman alfa (α), gamma (γ) y delta (δ). En α-Ticl 3 , los aniones de cloruro son hexagonales llenos. En γ-TICL 3 , los aniones de cloruros están cubiertos de cerca. Finalmente, el desorden en las sucesiones de turno provoca un intermedio entre las estructuras alfa y gamma, llamada forma δ. El TICL 6 comparten bordes en cada forma, con 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 de metal-metal. En contraste, los trihaluros de los metales más pesados Hafnium y circonio se involucran en unión metálica-metal. La unión directa de 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 de metales.
Se conocen dos hidratos de cloruro de titanio (III), es decir, complejos que contienen ligandos acuáticos. Estos incluyen el par de isómeros de hidratación [ti (H 2 o) 6 ] cl 3 y [ti (h 2 o) < sub class = "Template-chem2-sub"> 4 cl 2 ] cl (h 2 o) 2 . El primero es violeta y el último, con dos moléculas de agua de cristalización, es verde.
Síntesis y reactividad
El TiCl3 se produce generalmente mediante la reducción del cloruro de titanio(IV). Los métodos de reducción más antiguos utilizaban hidrógeno:
- 2 TiCl4 + H2 → 2 HCl + 2 TiCl3
También se puede producir mediante la reacción del metal titanio y el ácido clorhídrico.
Se reduce fácilmente con aluminio y se vende como una mezcla con tricloruro de aluminio, TiCl3·AlCl3. Esta mezcla se puede separar para producir TiCl3(THF)3. El complejo adopta una estructura meridional. Este complejo azul claro TiCl3(THF)3 se forma cuando el TiCl3 se trata con tetrahidrofurano (THF).
- TiCl3 + 3 C4H8O → TiCl3(OC)4H8)3
Un complejo de color verde oscuro análogo surge de la complejación con dimetilamina. En una reacción en la que se intercambian todos los ligandos, TICL 3 es un precursor del complejo de color azul Ti (ACAC) 3.
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 ticl4 volátil:
- 2 TiCl3 → TiCl2 + TiCl4
Los haluros ternarios, como A 3 TICL
Aplicaciones
ticl 3 es el principal catalizador Ziegler -Natta, responsable de la mayoría de la producción industrial de polietileno. Las actividades catalíticas dependen en gran medida del polimorfo del TICL 3 (α vs. β vs. γ vs. δ) y el método de preparación.
Uso de laboratorios
ticl 3 es también un reactivo especializado en síntesis orgánica, útil para reacciones de acoplamiento reductivas, a menudo en presencia de agentes reductores adicionales como el zinc. Reduce los oximes a imines. El tricloruro de titanio puede reducir el ion de nitrato a amonio, lo que permite el análisis secuencial de nitrato y amoníaco. El deterioro lento ocurre en el tricloruro de titanio expuesto al aire, lo que a menudo resulta en resultados erráticos, como en las reacciones de acoplamiento reductivo.
Seguridad
tICl 3 y la mayoría de sus complejos se manejan típicamente en condiciones libres de aire para evitar reacciones con oxígeno y humedad. Las muestras de TICL 3 pueden ser relativamente estables o pirofóricos.
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