Tetrafluoruro di titanio

Tetrafluoruro di titanio
Nome IUPAC
tetrafluoruro di titanio, fluoruro di titanio(IV)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareF4Ti
Peso formula (u)123,86
Aspettopolvere bianca igroscopica[1][2]
Numero CAS7783-63-3
Numero EINECS232-017-6
PubChem121824 e 9812778
SMILES
F[Ti](F)(F)F
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)2,798[2]
Solubilità in acquareagisce[2]
Temperatura di fusione>400 °C (673 K)[3]
Temperatura di ebollizione285 °C (558 K) sublima[3]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)-1549[4]
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)1100 mg/kg dermico[5]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
corrosivo irritante
pericolo
Frasi H302+312+332 [5]
Consigli P260 - 280 - 301+312 [5]
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Il tetrafluoruro di titanio o fluoruro di titanio(IV) è il composto inorganico di formula TiF4, dove il titanio ha stato di ossidazione +4. A temperatura ambiente si presenta in forma di polvere bianca igroscopica.[1]

Sintesi

TiF4 fu preparato per la prima volta da Otto Ruff e Richard Ipsen nel 1903.[6] Il composto si ottiene trattando tetracloruro di titanio con fluoruro di idrogeno anidro. Il TiF4 grezzo così ottenuto viene quindi purificato per sublimazione.[7]

TiCl 4 + 4 HF ⟶ TiF 4 + 4 HCl {\displaystyle {\ce {TiCl4 + 4HF -> TiF4 + 4HCl}}}

Struttura e proprietà

Allo stato solido TiF3 cristallizza nel sistema ortorombico, gruppo spaziale Pnma (n. 62), con costanti di reticolo a = 2281,1 pm, b = 384,8 pm, c = 956,8 pm, dodici unità di formula per cella elementare.[8] La struttura risulta polimerica, con unità triangolari Ti3F15 impilate come mostrato in figura.[1]

Allo stato gassoso sono presenti singole molecole TiF4 tetraedriche (simmetria Td); la distanza Ti–F è 175,6 pm.[2][1]

TiF4 è un composto stabile, ma in presenza di acqua o umidità idrolizza rilasciando HF.[1]

Soluzioni di TiF4 in acqua per riscaldamento idrolizzano e si forma TiOF2 con rilascio di HF. Soluzioni in HF formano acido esafluorotitanico, H2TiF6, che risulta stabile solo in presenza di un eccesso di HF.[3]

Usi

TiF4 è usato nella preparazione di vetri trasparenti nell'infrarosso e per la sintesi di fluorotitanati. Viene anche studiato per possibili applicazioni nella prevenzione delle carie dentali.[3][9]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza

TiF4 è disponibile in commercio. Il composto provoca gravi ustioni cutanee e gravi lesioni oculari. È nocivo se inalato o ingerito. A contatto con acqua, umidità o acidi rilascia acido fluoridrico. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene.[5]

Note

Bibliografia

  • (DE) H. Bialowons, M. Müller e B.G. Müller, Titantetrafluorid – Eine überraschend einfache Kolumnarstruktur, in Z. anorg. allg. Chem., vol. 621, n. 7, 1995, pp. 1227-1231, DOI:10.1002/zaac.19956210720.
  • (EN) G. Brauer, Handbook of preparative inorganic chemistry, vol. 1, 2ª ed., New York, Academic Press, 1963, ISBN 0323161278.
  • (EN) A. B. Chevitarese, K. L. de Franca Leite, G. A. Marañón-Vásquez, D. Masterson e altri, What is the effectiveness of titanium tetrafluoride to prevent or treat dental caries and tooth erosion? A systematic review, in Acta Odontologica Scandinavica, vol. 80, n. 6, 2022, pp. 441-456, DOI:10.1080/00016357.2022.2032329.
  • (EN) W. M. Haynes (a cura di), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 96ª ed., Boca Raton, CRC Press, 2015, ISBN 978-1-4822-6097-7.
  • (DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
  • (EN) C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 5ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2018, ISBN 978-1-292-13414-7.
  • (EN) D.T. Meshri, Fluorine Compounds, Inorganic, Titanium, in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, 2000, DOI:10.1002/0471238961.2009200113051908.a01.
  • (DE) O. Ruff e R. Ipsen, Ueber das Titantetrafluorid, in Ber. deutsch. chem. Ges., vol. 36, n. 2, 1903, pp. 1777-1783, DOI:10.1002/cber.19030360275.
  • Sigma-Aldrich, Scheda di dati di sicurezza di Titanium(IV) fluoride, su sigmaaldrich.com, 2024. URL consultato il 28 maggio 2024.

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