Titanylsulfat

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Titanylsulfat
Vorlage:Farbe Ti 0 Vorlage:Farbe O 0 Vorlage:Farbe S
Allgemeines
Name	Titanylsulfat
Andere Namen	Titanoxidsulfat Titanoxysulfat Titan(IV)-oxidsulfat
Verhältnisformel	TiO(SO4)
Kurzbeschreibung	weißer geruchloser Feststoff<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN Vorlage:CASRN Vorlage:CASRN (Monohydrat) Vorlage:CASRN (Dihydrat) EG-Nummer 237-523-0 ECHA-InfoCard 100.034.098 PubChem 10866624 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	159,93 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,05 g·cm−3<ref name="GESTIS" /> 2,71 g·cm−3 (Monohydrat)<ref name="Jean D'Ans, Ellen Lax" />
Schmelzpunkt	500 °C (Zersetzung)<ref name="Jean D'Ans, Ellen Lax" />
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser<ref name="GESTIS" /> gut löslich in Wasser (Dihydrat)<ref name="brauer" />
Brechungsindex	1,8<ref name="Jean D'Ans, Ellen Lax" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 290​‐​314 P: 260​‐​280​‐​303+361+353​‐​304+340+310​‐​305+351+338<ref name="GESTIS" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Titanylsulfat ist eine chemische Verbindung des Titans aus der Gruppe der Sulfate.

Gewinnung und Darstellung

Titanylsulfat Monohydrat kann durch Reaktion von Titan(IV)-oxid mit konzentrierter Schwefelsäure gewonnen werden.<ref name="Hans Peter Latscha,Martin Mutz">Hans Peter Latscha, Martin Mutz: Chemie Der Elemente: Chemie. Springer, 2011, ISBN 3-642-16914-7, S. 215 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

<math>\mathrm{TiO_2 + 2 \ H_2SO_4 \longrightarrow Ti(SO_4)_2 + 2 \ H_2O}</math>

<math>\mathrm{Ti(SO_4)_2 + 2 \ H_2O \longrightarrow TiOSO_4 \cdot H_2O + H_2SO_4}</math>

Das Monohydrat erhält man bei der Einwirkung von Schwefelsäuresalzen von Titan(IV)-Verbindungen wie Titan(IV)-sulfat Ti(SO₄)₂ mit Wasser.<ref name="Egon Wiberg, A. F. Holleman, Nils Wiberg">Egon Wiberg, A. F. Holleman, Nils Wiberg: Inorganic Chemistry. Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5, S. 1331 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

Die wasserfreie Form erhält man bei der Reaktion von Titan(IV)-chlorid mit konzentrierter Schwefelsäure, wobei die so erhaltene noch stark HCl-haltige Lösung im Vakuum von HCl befreit und getrocknet werden muss, da beim Eindampfen noch HCl-haltiger Lösungen gelbliche gelatinöse bzw. harzartige Massen ausfallen.<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1375.</ref>

<math>\mathrm{TiCl_4 + H_2SO_4 + H_2O \longrightarrow TiOSO_4 + 4 \ HCl}</math>

Bei Reaktion von Titan(IV)-oxid oder seinen Hydraten bildet sich mit konzentrierter Schwefelsäure ebenfalls Titanylsulfat. Bei Verwendung von 70 % Schwefelsäure bildet sich das leicht in Wasser lösliche Dihydrat.<ref name="brauer" />

Eigenschaften

Titanylsulfat ist ein feuchtigkeitsempfindlicher weißer geruchloser Feststoff, der praktisch unlöslich in Wasser ist.<ref name="GESTIS" /> Im Titanylsulfat liegen endlose Ti-O-Ti-O-Zickzack-Ketten vor, bei denen durch das Sulfat und (beim Hydrat) durch Wassermoleküle die Struktur vervollständigt wird.<ref name="Hans Peter Latscha,Martin Mutz" /> Titanylsulfat hat eine orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe P2₁2₁2₁ (Raumgruppen-Nr. 19)Vorlage:Raumgruppe/19. Das Monohydrat hat ebenfalls eine orthorhombische Kristallstruktur jedoch mit der Raumgruppe Pmn2₁ (Nr. 31)Vorlage:Raumgruppe/31 und wandelt sich bei 350 °C in die wasserfreie Form um. Diese zersetzt sich bei 500 °C.<ref name="Jean D'Ans, Ellen Lax">Jean D’Ans, Ellen Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Springer, 1997, ISBN 3-540-60035-3, S. 770 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

Verwendung

Titanylsulfat wird als Nachweisreagenz für Wasserstoffperoxid und Titan verwendet, da sich bei dessen Anwesenheit das intensiv orangegelb gefärbte Peroxotitanyl-Ion (TiO₂)²⁺ bildet. Dieser Nachweis ist sehr empfindlich und es lassen sich schon Spuren von Wasserstoffperoxid nachweisen.<ref>Professor Blumes Bildungsserver [1]</ref> Es entsteht auch als Zwischenprodukt beim Sulfatverfahren zur Herstellung von Titandioxid.

Einzelnachweise

<references />