4. skupina

Question 1

pomen 4. skupine , pridobivanje, reakcije

Answer 1

Tehnološko pomembna sta predvsem Ti (ga je tudi veliko 0.43 % - deveti najpogostejši element) in Zr (1.4 10-2 %);
Ti pridobivamo iz ilmenita (FeTiO3):
2FeTiO3+ 7Cl2+ 6C (900ºC)→ 2TiCl4+ 2FeCl3+ 6CO
(titanov klorid se loči od železovega s frakcionirno destilacijo)
TiCl4+ 2Mg (1000ºC)→ Ti + 2MgCl2
(redukcija z magnezijem - nastane titanov prah, s C bi nastali karbidi)
Kompakten kovinski titan dobimo preko jodida (reakcija pri 300ºC), ki razpada na segreti žici pri 500ºC.

Question 2

pomen in uporaba titana

Answer 2

Kovinski titan je izredno pomemben v tehnologiji (lahek, korozijsko odporen, trden, obdelovalen), uporabljajo ga za specialne konstrukcije, tvori tudi pomembne zlitine (z Al, Sn…).

Question 3

Oksidi in okso-spojine, 4. skupine

in TiO2 ter reakcija

Answer 3

Oksidi in okso-spojine
TiO2, ZrO2 in HfO2
so znani v več polimorfnih modifikacijah.
TiO2
kristalizira v treh modifikacijah - anatas rutil in brookit, rutil je beli pigment v raznih barvah.
Tudi oksid pridobivajo iz ilmenita (z žveplovo kislino):
FeTiO3+ 2H2SO4 → FeSO4+ TiO(SO4) + 2H2O
pri odparevanju vode najprej izpade FeSO4∙ 7H2O, potem pa še TiO2∙ xH2O, ki ga s segrevanjem pretvorijo v anatas (antas pa lahko potem naprej v rutil – pigment, fotokatalizator…)

Question 4

TiO2 reakcije ter oksospojine kot BaTiO3

Answer 4

TiO2
reagira s številnimi oksidi in karbonati - nastanejo dvojni oksidi, ki jih formalno lahko imenujemo tudi titanati.
2ZnO + TiO2 → Zn2TiO4
TiO2+ BaCO3 → BaTiO3+ CO2

Spojine na osnovi BaTiO3 se veliko uporabljajo v specialni keramiki (feroelektriki z veliko dielektrično konstanto).
Tudi ZrO2 je uporaben v keramiki - ima visoko tališče in ne reagira niti s kislinami niti z bazami (primer zobna protetika).

Question 5

Ti pridobivamo iz ilmenita (FeTiO3):

Answer 5

2FeTiO3+ 7Cl2+ 6C (900ºC)→ 2TiCl4+ 2FeCl3+ 6CO
(titanov klorid se loči od železovega s frakcionirno destilacijo)
TiCl4+ 2Mg (1000ºC)→ Ti + 2MgCl2
(redukcija z magnezijem - nastane titanov prah, s C bi nastali karbidi)

Question 6

pridobivanje in uporaba cirkonija

Answer 6

Cirkonij dobimo podobno kot Ti iz rude preko klorida z redukcijo z magnezijem.
Čist kovinski Zr je nenadomestljiv v jedrskih reaktorjih (ne absorbira počasnih nevtronov), Hf pa jih