Химические свойства. Существует некоторое различие в химических свойствах титана, с одной стороны, и циркония и гафния, с другой. Все металлы IVB подгруппы реагируют при нагревании с кислородом, образуя MO₂. Диоксид титана TiO₂ существует в природе в виде минерала рутила – темнокоричневого вещества с примесями. TiO₂ в промышленности получают по реакции TiCl₄ со щелочью с последующим прокаливанием для удаления воды; получаемый таким способом TiO₂ представляет собой белое инертное вещество, широко применяемое как пигмент; оно не ядовито и благодаря прочной адгезии используется в промышленности красок.

При гидролизе TiCl₄ образуется не истинный гидроксид Ti(OH)₄, а гидратированный оксид, который существует в двух формах, a и b. При испарении или распылении TiCl₄ во влажной среде получают дымовые завесы. При высокой температуре TiO₂ переходит в оксид титана(III) Ti₂O₃. Монооксид TiO получается при прокаливании смеси Ti + TiO₂. При сплавлении Ti^IVO₂ с основаниями, например, NaOH или Na₂CO₃, получается титанат натрия Na₂Ti^IVO₃, что свидетельствует об амфотерности TiO₂. Титан проявляет несколько более слабые металлические свойства, чем цирконий, так как TiCl₄ почти не подвергается гидролизу, образуя TiOCl₂. Более тяжелые металлы подгруппы легко образуют ионы MO₂²⁺.

Zr и Hf тоже образуют диоксиды ZrO₂ и HfO₂, а также полуторные оксиды Zr₂O₃ и Hf₂O₃ и монооксиды ZrO и HfO. Однако только образование диоксидов является общим для всей подгруппы. Гидроксиды Zr(OH)₄ и Hf(OH)₄, очевидно, не существуют, но при взаимодействии ионов этих металлов со щелочами образуются гидратированные оксиды. Образование гидроксидов с низшими степенями окисления металлов не установлено. Активность металлов по отношению к кислороду, кислотам и основаниям сильно зависит от чистоты металла. При действии сильных оснований на диоксиды образуются цирконаты MZrO₃ и гафнаты MHfO₃.

назад   дальше