發布日期：2021/5/19 11:47:05 訪問次數：1259
鈦在較高的溫度下，可與許多元素和化合物發生反應。各種元素，按其與鈦發生不同反應可分為四類：
**類：鹵素和氧族元素與鈦生成共價鍵與離子鍵化合物；
第二類：過渡元素、氫、鈹、硼族、碳族和氮族元素與鈦生成金屬間化物和有限固溶體；
第三類：鋯、鉿、釩族、鉻族、鈧元素與鈦生成無限固溶體；
第四類：惰性氣體、堿金屬、堿土金屬、稀土元素（除鈧外），錒、釷等不與鈦發生反應或基本上不發生反應。與化合物HF和氟化物氟化氫氣體在加熱時與鈦發生反應生成TiF4，反應式為①，不含水的氟化氫液體可在鈦表面上生成一層致密的四氟化鈦膜，可防止HF浸入鈦的內部。氫氟酸是鈦的**強溶劑。即使是濃度為1%的氫氟酸，也能與鈦發生激烈反應，見式②；無水的氟化物及其水溶液在低溫下不與鈦發生反應，僅在高溫下熔融的氟化物與鈦發生顯著反應。
Ti+4HF=TiF4+2H?+135.0千卡 ①
2Ti+6HF=2TiF?+3H? ②
HCl和氯化物氯化氫氣體能腐蝕金屬鈦，干燥的氯化氫在>300℃時與鈦反應生成TiCl4，見式③；濃度<5%的鹽酸在室溫下不與鈦反應，20%的鹽酸在常溫下與鈦發生瓜在生成紫色的TiCl3，見式④；當溫度長高時，即使稀鹽酸也會腐蝕鈦。各種無水的氯化物，如鎂、錳、鐵、鎳、銅、鋅、汞、錫、鈣、鈉、鋇和NH4離子及其水溶液，都不與鈦發生反應，鈦在這些氯化物中具有很好的穩定性。
Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75 ③
2Ti+6HCl=TiCl?+3H2 ④
硫酸和硫化氫鈦與5%的硫酸有明顯的反應，在常溫下，約40%的硫酸對鈦的腐蝕速度**快，當濃度大于40%，達到60%時腐蝕速度反而變慢，80%又達到**快。加熱的稀酸或50%的濃硫酸可與鈦反應生成硫酸鈦，見式⑤、⑥，加熱的濃硫酸可被鈦還原，生成SO2，見式⑦。常溫下鈦與硫化氫反應，在其表面生成一層保護膜，可阻止硫化氫與鈦的進一步反應。但在高溫下，硫化氫與鈦反應析出氫，見式⑧，粉末鈦在600℃開始與硫化氫反應生成鈦的硫化物，在900℃時反應產物主要為TiS，1200℃時為Ti2S3。
Ti+H2SO4=TiSO4+H2 ⑤
2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+3H2 ⑥
2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202千卡 ⑦
Ti+H2S=TiS+H2+70千卡 ⑧
硝酸和王水
致密的表面光滑的鈦對硝酸具有很好的穩定性，這是由于硝酸能快速在鈦表面生成一層牢固的氧化膜，但是表面粗糙，特別是海綿鈦或粉末鈦，可與次、熱稀硝酸發生反應，見式⑨、⑩，高于70℃的濃硝酸也可與鈦發生反應，見式?；常溫下，鈦不與王水反應。溫度高時，鈦可與王水反應生成TiCl2。
3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO ⑨
3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO ⑩
Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O ?
綜上所述，鈦的性質與溫度及其存在形態、純度有著極其密切的關系。致密的金屬鈦在自然界中是相當穩定的，但是，粉末鈦在空氣中可引起自燃。鈦中雜質的存在，顯著的影響鈦的物理、化學性能、機械性能和耐腐蝕性能。特別是一些間隙雜質，它們可以使鈦晶格發生畸變，而影響鈦的的各種性能。常溫下鈦的化學活性很小，能與氫氟酸等少數幾種物質發生反應，但溫度增加時鈦的活性迅速增加，特別是在高溫下鈦可與許多物質發生劇烈反應。鈦的冶煉過程一般都在800℃以上的高溫下進行，因此必須在真空中或在惰性氣氛保護下操作。金屬鈦的物理性質金屬鈦（Ti），灰色金屬。原子序數為22，相對原子質量47.87。核外電子在亞層中的排布情況為1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d2 4S2。金屬活動性在鎂、鋁之間，常溫下并不穩定，因此在自然界中只以化合態存在，常見的鈦的化合物有鈦鐵礦（FeTiO3）、金紅石（TiO2）等。鈦在地殼中含量較高，排行第九，達5600ppm，換算成百分比為0.56%。純鈦密度為4.54×103kg/m3，摩爾體積為10.54cm3/mol，硬度較差，莫氏硬度只有4左右，因此延展性好。鈦的熱穩定性很好，熔點為1660±10℃，沸點為3287℃。金屬鈦的化學性質 金屬鈦在高溫環境中的還原能力極強，能與氧、碳、氮以及其他許多元素化合，還能從部分金屬氧化物（比如氧化鋁）中奪取氧。常溫下鈦與氧氣化合生成一層極薄致密的氧化膜，這層氧化膜常溫下不與絕大多數強酸、強堿反應，包括酸中**——王水。它只與氫氟酸、熱的濃鹽酸、濃硫酸反應，因此鈦體現了抗腐蝕性。
