三氟化钛(TiF3)是钛元素的一种氟化物。该物质难溶于水、稀酸、稀碱溶液,但会被浓酸分解,因此需避免与强酸接触。
制备
三氟化钛最早于1954年制得,当时将金属钛与氟化氢反应制得了该物质:
![{\displaystyle {\rm {\ 2Ti+6HF{\xrightarrow {\Delta }}2TiF_{3}+3H_{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ad413d5fec3533a190eee5c2e13c552dc48bfaf)
实际生产中将氢气与氟化氢按1:4混合后在700℃下与金属钛反应4-5小时,产率约为90%,需要严格控制温度,因为温度如果太高则会生成四氟化钛。
在氩气气氛保护下,在一支镍舟中用金属钛还原四氟化钛也可制得三氟化钛,一开始先在550℃下处理3-4小时,然后再900℃下反应6-8h,产率也可达到90%。然后在1000℃下真空升华提纯产物:
![{\displaystyle {\rm {\ Ti+3TiF_{4}{\xrightarrow {\Delta }}4TiF_{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/773c7360922f2d74be49ce9508ee793ab8d363f0)
另一种方法是三氯化钛与氟化氢气体进行复分解反应:
![{\displaystyle {\rm {\ TiCl_{3}+3HF{\xrightarrow {\Delta }}TiF_{3}+3HCl}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0b1c9273f4c5ab1209b44ddf3fe2515b11bed09a)
一开始温度控制在425℃,然后迅速升温至700℃,最后迅速冷却,最佳产率只有30%,因此不太常用。但是不需要用成本较高的金属钛。用氢气在650℃时还原六氟钛酸铵也得三氟化钛,产率更低,约为17%:
![{\displaystyle {\rm {\ 2(NH_{4})_{2}TiF_{6}+H_{2}\xrightarrow {\Delta } 2(NH_{4})_{2}TiF_{5}+2HF}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/24cf567081b6df9e72e6e5e768713b059f8b4f5c)
![{\displaystyle {\rm {\ (NH_{4})_{2}TiF_{5}{\xrightarrow {\Delta }}NH_{4}F+TiF_{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7721bc0094279671d6c80d6c89d86556182b99b2)
因为反应温度下部分原料未发生还原早已升华,因此产率低。[1]
用途
它可用于制取钛氟玻璃。
参考资料