四氯化钛的实验操作注意事项
2015年02月09日 09:25
四氯化钛

小编发现很多人都不清楚四氯化钛的性质和实验操作方法,于是小编不辞辛劳,为大家整理了下相关知识,以方便广大读者阅读收集资料,有问题可以在960化工网上反馈给我,喜欢的话就请多多关注960化工网站哈。

 

一、四氯化钛的性质

1 、物理性质

纯四氯化钛常温下是无色透明、比重较大的液体,不导电。四氯化钛本身没有易燃性和爆炸性,但它具有挥发性,在空气中 TiCl4 冒白烟,微量时稍带甜味,多量时有强烈的刺激性气味。 四氯化钛的熔点为-23.95℃,沸点为 136.2℃。四氯化钛容易挥发,蒸汽压随温度升高而升高,其蒸汽压与温度的关系式为:

Lgp = 25.129 — 5.788LgT—2.919 × 103T-1 毫米汞柱 (298 -409 Κ )

液体四氯化钛的密度随温度升高而减小,20℃时其密度为 1.727 g/cm3。

2 、化学性质

四氯化钛是共价键化合物,液体四氯化钛呈电中性,不发生离解。 四氯化钛的热稳定性很好,只有在 4727℃高温下才能完全分解成 Ti 和 Cl2 。四氯化钛可与一些单质和化合物发生化学反应,比较重要的有:

(1) 与金属还原剂的反应

在高温下,当金属钠、镁、钙作还原剂并足量时,还原产物为金属钛。克劳尔法生产海绵钛就是用金属镁作还原剂,还原 TiCl4制取海绵钛。

TiCl4 4Na = Ti 4NaCl TiCl4 2mg = Ti 2MgCl2 TiCl4 2Ca = Ti 2CaCl2

(2) 与水的反应

四氯化钛具有强烈的水解倾向,即使在空气中也将发生水解,生成白色烟雾。这是由于挥发的 四氯化钛蒸气与空气中水份发生水解反应生成 HCl 气和 TiOCl2 微粒所致。

(3) 四氯化钛与氢的反应

在高温下四氯化钛可被氢气还原为 TiCl3 、 TiCl2 ,其反应为:

2TiCl4 H2 = 2 TiCl3 2HCl 2TiCl3 H2 = 2 TiCl2 2HCl

当温度>2500℃时,氢气才能还原TiCl4为金属钛: TiCl4 2 H2 = Ti 4HCl

用氢还原四氯化钛得到的钛,吸收有大量的氢气。

(4) 与氧的反应

四氯化钛与氧气在 550℃时即可发生氧化反应,温度高于 800-1000℃时反应才有较高的转化率。 TiCl4 O2=TiO2 2Cl2反应是可逆的,必须加过量氧气,同时将产物从系统中引走。此反应是气相氧化法制取钛白粉的理论依据。

 

二、四氯化钛的实验操作注意事项

1、危害信息

【燃烧和爆炸危险性】不燃。

【活性反应】受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气,具有较强的腐蚀性。

【健康危害】急性中毒引起喘息性支气管炎、化学性肺炎,可发展成肺水肿。皮肤直接接触其液体,可引起严重灼伤,治愈后可见有黄色色素沉着。

2、安全措施

【一般要求】

操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程,熟练掌握操作技能,具备应急处置知识。

密闭操作,工作场所局部排风。避免产生烟雾。防止烟雾和蒸气释放到工作场所空气中。配备两套以上重型防护服。操作人员应该佩戴自吸过滤式防毒面具,穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。

储罐等容器和设备应设置液位计、温度计,并应装有带液位、温度远传记录和报警功能的安全装置。

避免与易(可)燃物、还原剂、碱类、活性金属、水及含水物质接触。尤其要注意避免与含水物质接触。

生产、储存区域应设置安全警示标志。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。

【特殊要求】

【操作安全】

(1)开四氯化钛容器时,确定工作区通风良好;避免让释出的蒸气进入工作区的空气中。

(2)四氯化钛生产和使用过程中注意以下事项:

必须穿戴好劳动保护用品;

系统漏气时要站在上风口,同时佩戴好防毒面具进行作业。

(3)生产设备的清洗污水及生产车间内部地坪的冲洗水须收入应急池,经处理合格后才可排放。

(4)充装时使用万向节充装管道系统。

【储存安全】

(1)四氯化钛贮存地点要设置明显的安全标志,储罐要密封加盖,应设有计量装置,储存时保留一定空间。

(2)四氯化钛宜储存在干燥通风的库房内,防止受潮,库内相对湿度不超过75%,如发现库内有烟雾应先行通风后再检查包装容器有无渗漏破损或封口不严现象。

(3)应与易(可)燃物、还原剂、碱类、活性金属、水及含水物质、食用化学品等分开存放,切忌混储。储存区内备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。在四氯化钛储罐四周设置围堰,围堰的容积等于储罐的容积,围堰与地面作防腐处理。

(4)每天不少于两次对各储罐进行巡检,并做好记录,发现跑、冒、滴、漏等隐患要及时联系处理,重大隐患要及时上报。

【运输安全】

(1)运输车辆应有危险货物运输标志、安装具有行驶记录功能的卫星定位装置。未经公安机关批准,运输车辆不得进入危险化学品运输车辆限制通行的区域。

(2)四氯化钛装于专用的槽车内运输,槽车应定期清理;灌装和卸货后,应将进料口盖严盖紧,防止行驶中车辆的晃动导致四氯化钛溅出;卸料时,应保证导管与阀门的连接牢固后,逐渐缓慢开启阀门。用其他包装容器运输时,容器须用耐腐蚀材料的盖密封。四氯化钛装卸人员应站在上风处,搬运人员必须注意防护,按规定穿戴必要的防护用品;搬运时,管理人员必须到现场监卸监装;夜晚或光线不足时、雨天不宜搬运。

(3)严禁与易(可)燃物、还原剂、碱类、活性金属、水及含水物质、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、防雨淋、防高温。

3、应急处置原则

【急救措施】

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,立即用清洁棉花或布等吸去液体。用大量流动清水冲洗。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

【灭火方法】

消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。

灭火剂:干燥砂土。禁止用水、泡沫、酸碱灭火剂灭火。

【泄漏应急处置】

根据液体流动和蒸气扩散的影响区域划定警戒区,无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。建议应急处理人员戴正压自给式空气呼吸器,穿防酸碱服。穿上适当的防护服前严禁接触破裂的容器和泄漏物。尽可能切断泄漏源。勿使泄漏物与可燃物质(如木材、纸、油等)接触。防止泄漏物进入水体、下水道、地下室或密闭性空间。小量泄漏:用干燥的砂土或其它不燃材料覆盖泄漏物,用洁净的无火花工具收集泄漏物,置于一盖子较松的塑料容器中,待处置。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用石灰粉吸收大量液体。用耐腐蚀泵转移至槽车或专用收集器内。

在陆地上泄漏时:小量泄漏,初始隔离30m,下风向疏散白天100m、夜晚200m;大量泄漏,初始隔离60m,下风向疏散白天500m、夜晚800m。在水体中泄漏时:小量泄漏,初始隔离30m,下风向疏散白天100m、夜晚200m;大量泄漏,初始隔离60m,下风向疏散白天600m、夜晚1900m。

 

三、知识延伸:《四氯化钛水解过程的研究》

根据有关文献资料,特别是四氯化钛水溶液的拉曼光谱等数据,结合实践,研究了四氯化钛的水解过程。指出在用草酸盐共沉淀法制取钛酸钡粉体过程中,必须严格控制四氯化钛的水解程度,以避免钛自身的聚合,防止水合二氧化钛的生成。

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