Titan(II)-oxid

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Kristallstruktur
Strukturformel von Natriumchlorid
__ Ti2+     __ O2−
Kristallsystem

kubisch

Raumgruppe

Fm\bar{3}m

Allgemeines
Name Titan(II)-oxid
Andere Namen

Titaniummonoxid

Verhältnisformel TiO
CAS-Nummer 12137-20-1
PubChem 61685
Kurzbeschreibung

goldfarbener Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 63,87 g·mol−1
Aggregatzustand

fest[2]

Dichte

4,95 g·cm−3[3]

Schmelzpunkt

1770 °C[3]

Siedepunkt

3227 °C[3]

Löslichkeit
  • Zersetzung in Wasser[4]
  • löslich in heißer Flusssäure und Wasserstoffperoxid[5]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Titan(II)-oxid ist eine anorganische chemische Verbindung des Titans aus der Gruppe der Oxide.

Vorkommen[Bearbeiten]

Titan(II)-oxid kommt natürlich in Form des Minerals Hongquiit vor.[6] Absorptionsbanden der Verbindung wurden in den Spektren verschiedener Sterne nachgewiesen.[7][8]

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Titan(II)-oxid kann durch Reaktion von Titan mit Titan(IV)-oxid bei 1600 °C gewonnen werden.[1]

\mathrm{Ti + TiO_2 \longrightarrow 2 \ TiO}

Ebenfalls möglich ist die Herstellung durch Reduktion von Titan(IV)-oxid durch Wasserstoff bei 2000 °C und einem Druck von 130 atm.[9]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Titan(II)-oxid ist ein goldgelbes Pulver und besitzt einen beträchtlichen Homogenitätsbereich (TiO1,2–TiO0,85). Es löst sich in verdünnter Salzsäure oder Schwefelsäure unter teilweiser Oxidation gemäß Ti2+ + H+ = Ti3+ + 1/2 H2.[1] Es ist ein starkes Reduktionsmittel, da es sich leicht zu Titan(IV)-oxid umsetzt. So reduziert es Wasser unter Wasserstoffbildung.[4]

\mathrm{TiO + H_2O \longrightarrow TiO_2 + H_2}

Die Verbindung hat eine Kristallstruktur vom Natriumchlorid-Typ (a = 418,2 pm).[1] Dabei bleiben auch bei stöchiometrischer Zusammensetzung etwa 15 % der Gitterplätze unbesetzt und erst bei Erwärmung im Vakuum auf 990 °C beginnen die Leerstellen zufällig ihre Plätze zu tauschen, so das Röntgenstrukturanalysen das typische Streumuster von Natriumchlorid zeugen. Bei Normaltemperatur ist die stöchiometrische Verbindung ein metallischer Leiter mit monokliner Kristallstruktur. Durch Überlappung der d-Orbitale der Titan-Ionen entsteht ein Metallband mit delokalisierten d-Elektronen.[10][11] Wahrscheinlich begünstigen die Sauerstoffleerstellen die Überlappung. Bei Erhitzung an Luft wandelt sich die Verbindung abhängig von der Temperatur zu anderen Titanoxiden um. So entsteht bei 200–250 °C Titan(III)-oxid und ab 350 °C Titan(IV)-oxid.[9]

Verwendung[Bearbeiten]

Titan(II)-oxid wird in elektrochromen Systemen verwendet.[12]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d  Georg Brauer (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band II, Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1366.
  2. a b c Datenblatt Titanium(II) oxide, coating quality, granular, 99.5% bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 19. Mai 2013 (PDF).
  3. a b c  W. M. Haynes, Ph.D., David R. Lide, Ph.D., Thomas J. Bruno: CRC Handbook of Chemistry and Physics 2012–2013. CRC Press, 2012, ISBN 1-4398-8049-2, S. 4-96 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  4. a b  G. Singh: Chemistry Of D-Block Elements. Discovery Publishing House, 2007, ISBN 978-818356242-3, S. 107 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  5.  Dale L. Perry: Handbook of Inorganic Compounds, Second Edition. Taylor & Francis US, 2011, ISBN 1-4398-1462-7, S. 434 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  6. Mindat: Hongquiite: Hongquiite mineral information and data.
  7. H. M. Dyck, Tyler E. Nordgren: The Effect of T[CLC]i[/CLC]O Absorption on Optical and Infrared Angular Diameters of Cool Stars. In: The Astronomical Journal. 124, , S. 541–545, doi:10.1086/341039.
  8. Neill Reid's Homepage: Spectral classification of late-type dwarfs
  9. a b  François Cardarelli: Materials Handbook: A Concise Desktop Reference. Springer, 2008, ISBN 978-1-84628-669-8, S. 617 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  10.  Zhong Lin Wang, Zhen Chuan Kang: Functional and Smart Materials: Structural Evolution and Structure Analysis. ISBN 978-0-306-45651-0, S. 74 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  11.  Erwin Riedel, Christoph Janiak: Anorganische Chemie. Walter de Gruyter, 2011, ISBN 3-11-022566-2, S. 792.
  12.  Catherine E. Housecroft: Inorganic chemistry. [Hauptbd.]. Pearson Education, 2005, ISBN 978-0-13-039913-7, S. 601 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).