Metalli transizione: reazione del Ti (IV)

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xshadow

2020-10-08 15:58

Non riesco proprio a capire questa (banale) domanda...

ecco il testo di un esperienza:

Si usa una soluzione al 15% w/v di TiCl4 in HCl ( Corrosiva!). Non si puo utilizzare una soluzione acquosa in quanto TiCl4 è fortemente igroscopico e in presenza di acqua dà la reazione di idrolisi:

TiCl4 + 2H2O → TiO2 + 4HCl

A) Quali sono le specie presenti in soluzione? Considerare che il tetracloruro di titanio è un composto con legami covalenti

CIoè avrei una soluzione di TiCl4 in HCl puro e mi chiede che composti ho.

Ora non è che ho molte possibilità...TiCl4,HCl e se reagiscono qualche prodotto

Ora non riesco a trovare molto a riguardo di tale reazione....trovo quella di idrolisi del titanio (che libera HCl) ma non la reazione con HCl

O_o O_o

LuiCap

2020-10-08 16:28

https://www.docsity.com/it/relazione-laboratorio-chimica-inorganica-2-prof-nervi-e-rabezzana/912862/

Scendi in basso nella pagina e troverai un paragrafo intitolato REAZIONI DEL TITANIO.

Ricorda però che la massima concentrazione per le soluzioni acquose di HCl è circa del 37% in peso, quindi l'acqua c'è comunque.

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: xshadow

xshadow

2020-10-08 17:15

LuiCap ha scritto:

https://www.docsity.com/it/relazione-laboratorio-chimica-inorganica-2-prof-nervi-e-rabezzana/912862/ Scendi in basso nella pagina e troverai un paragrafo intitolato REAZIONI DEL TITANIO. Ricorda però che la massima concentrazione per le soluzioni acquose di HCl è circa del 37% in peso, quindi l'acqua c'è comunque.

Giusto! In pratica i Cl- dell' HCl complessano ulteriormente il TiCl4 che diventa un complesso esacoordinato TiCl6- con due H+ come controioni Leggendo per curiosità quel pdf mi è venuto un dubbio in merito a un esperimento poco piu sotto, lo riporto: ""In una seconda provetta sono stati inseriti 2 mL di soluzione tetracloruro di titanio (IV) TiCl4 al 15% in HCl a cui viene aggiunta una quantità in eccesso di ammoniaca NH3 (NH4OH) 4M. Si è potuto osservare la formazione di un precipitato bianco insolubile di aspetto fioccoso, l’idrossido di titanio (IV) Ti(OH)4 che si deposita quasi subito sul fondo della provetta, associato ad uno sviluppo di calore. REAZIONE TiCl4 + 4 NH4OH ----> Ti(OH)4 + 4 NH4Cl "" Ora perchè se aggiunge NH3 invece che considerare la reazione tra TiCl4 e NH3 considera l' NH4OH? Forse perchè la soluzione originaria è acida (15% HCl) e quindi l'NH3 reagisce con l'HCl diventando NH4+ ?? Eppure dice che è in eccesso (rispetto a cosa? all'HCl o al TiCl4 ? entrambi...in tal caso la soluzione sarebbe basica ,si avrebbe si dell' NH4+ ma anche dell'NH3 non essendo una base forte. Quindi perchè poi considera solo l' OH- con TiCl4 e non l' NH3 che potrebbe coordinare ?? ) grazie

LuiCap

2020-10-09 11:00

L'idrossido di ammonio non è altro che NH3 gassosa sciolta in acqua.

In realtà l'idrossido di ammonio non esiste perché, come tutte gli idrossidi, è una base forte completamente dissociata nei suoi ioni:

4 NH3(g) + 4 H2O(l) --> 4 NH4OH(aq)

4 NH4OH(aq)4 --> 4 NH4+ + 4 OH-

TiCl4(aq) + 4 OH- --> Ti(OH)4(s) + 4 Cl-

--------------------------------------------------------------------------------

4 NH3(g) + 4 H2O(l) + TiCl4(aq) --> Ti(OH)4(s) + 4 NH4+ + 4 Cl-

L'eccesso di NH3 è rispetto all'HCl, ovvero si deve passare da un pH nettamente acido a un pH basico.

Non mi risulta che il titanio formi complessi con NH3; al contrario degli idrossidi di Cu2+ e Ni2+ che si sciolgono in eccesso di NH3, idrossido di Ti4+ no.

xshadow

2020-10-09 15:39

LuiCap ha scritto:

L'idrossido di ammonio non è altro che NH3 gassosa sciolta in acqua.

In realtà l'idrossido di ammonio non esiste perché, come tutte gli idrossidi, è una base forte completamente dissociata nei suoi ioni:

4 NH3(g) + 4 H2O(l) --> 4 NH4OH(aq)

4 NH4OH(aq)4 --> 4 NH4+ + 4 OH-

TiCl4(aq) + 4 OH- --> Ti(OH)4(s) + 4 Cl-

--------------------------------------------------------------------------------

4 NH3(g) + 4 H2O(l) + TiCl4(aq) --> Ti(OH)4(s) + 4 NH4+ + 4 Cl-

L'eccesso di NH3 è rispetto all'HCl, ovvero si deve passare da un pH nettamente acido a un pH basico.

Non mi risulta che il titanio formi complessi con NH3; al contrario degli idrossidi di Cu2+ e Ni2+ che si sciolgono in eccesso di NH3, idrossido di Ti4+ no.

Quindi l' NH3 serve solo per rendere la soluzione basica, generando disponibilità di OH-

I quali avranno tendenza a complessare il TiCl4 sostituendo gli ioni Cloro

Corretto? :-)

FLaCaTa100

2020-10-09 16:14

Gli ioni OH non complessano il titanio ma ne fanno precipitare l'idrossido. La precipitazione sposta l'equilibrio di complessazione verso la forma TiCl4 e quindi alla fine il titanio precipita quantitativamente come idrossido se si è in eccesso di base

xshadow

2020-10-10 08:09

FLaCaTa100 ha scritto:

Gli ioni OH non complessano il titanio ma ne fanno precipitare l'idrossido. La precipitazione sposta l'equilibrio di complessazione verso la forma TiCl4 e quindi alla fine il titanio precipita quantitativamente come idrossido se si è in eccesso di base

Non so se ho capito...quando parli di equilibrio di complessazione fai riferimento a questa reazione: Ti4+ + 4Cl ----> TiCl4 ?? TiCl4 dovrebbe essere comunque un complesso. 4 Cl- complessano il Ti. Perchè scusa è sbagliato dire che gli OH- sostituiscono i 4 leganti di Cl...e poi tale complesso precipita?? In che senso poi la precipitazione dell' Ti(OH)4 sposta l'equilibrio verso TiCl4? Ipotizzando questo equilibrio di solubilità: Ti(OH)4 (s) <----> Ti4+ + 4OH- Piu basifico piu l'equilibrio si sposterebbe verso la precipitazione di Ti(OH)4 diminuendo la concentrazione di Ti4+ libero e percio l'equilibrio di complessazione Ti4+ + 4Cl ---> TICl4 dovrebbe spostarsi verso sinistra essendoci l'altro equilibrio che toglie ioni Ti4+ dalla soluzione Grazie

FLaCaTa100

2020-10-11 08:37

Hai detto che gli ioni Cl- complessano il titanio secondo questa equazione TiCl4 + 2Cl- --> TiCl6 2-

Aggiungendo ioni OH- si verifica questa situazione TiCl4 + 4OH- --> Ti(OH)4 + 4Cl- . Ora l'idrossido precipita per cui si sottrae all'equilibrio quindi sempre più TiCl4 deve andare a formarsi per mantenere l'equilibrio ma da dove arriva il TiCl4? Arriva dalla prima equazione per cui il complesso esacoordinato si dissocia e produce TiCl4 che a sua volta precipita come idrossido. Quindi il fatto che lìidrossido precipiti, sposta l'equilibrio di complessazione (eq. 1) verso sinistra perchè si sta consumando TiCl4 nella eq. 2.

LuiCap

2020-10-11 10:24

Penso sia più corretto scrivere le due reazioni nel seguente modo:

1) TiCl4 + 2 Cl- <--> TiCl6(2-)

2)TiCl6(2-) + 4 NH3 + 4 H2O <--> Ti(OH)4(s) + 4 NH4+ + 6 Cl-

-----------------------------------------------------------------------------------------------

1+2) TiCl4 + 4 NH3 + 4 H2O <--> Ti(OH)4(s) + 4 NH4+ + 4 Cl-

L'eccesso di NH3 sposta l'equilibrio 2) verso destra e l'equilibrio 1) verso sinistra.