氯化钛
氯化钛（钛 tetrachloride）又称四氯化钛，是钛的主要化合物之一，是具有刺鼻酸臭味的无色至淡黄色发烟液体，摩尔质量为189.7g/摩尔，密度为1.726g/cm3，熔点为-24℃，沸点为136.4℃。氯化钛遇水或高温发生分解，并且其很活泼，可与许多元素和化合物发生反应，如与碱金属钠、硫化氢以及甲烷等反应。
氯化钛通常是由二氧化钛和碳在高温下进行氯化的方法而制得。在工业方面，其可用于合成原料、溶剂以及催化剂，另外可用于制造虹彩膜和在皮革染色过程中做媒染剂等。由于四氯化钛生产的发展和成本的降低，在建筑工程中可把它用作装饰材料；在军事上，可用于制造烟雾剂以及照明弹等。
氯化钛属于高等毒类，具有强腐蚀性和强刺激性，可引起局部灼伤、化学性结膜炎、角膜炎、角膜混浊，亦可引起上呼吸道炎症及肺炎。
相关历史
1887年，瑞典化学家尼尔森（Lars Nilson）和彼特森（Peterson）设法制取了氯化钛，并在一个密封的钢瓶中，用钠还原四氯化钛，得到了一种含钛约95%的物质。由于四氯化钛的分子式TiCl4与英语单词“tickle”发音类似，西方人常将四氯化钛称为tickle（挠痒痒）。
1910年，美国化学家亨特（Matthew Hunter）借鉴尼尔森和彼特森的方法，在尽可能净化四氯化钛和金属钠的方法下制成了纯度高达99.9%的钛粉。后来1925年，荷兰科学家范阿克尔（A.E.Van Arkel）和德博尔（J.H.De Boer）在一根加热的钨丝上还原四氯化钛，得到了高纯度的钛。但是，在工业生产中，因四氯化钛导致的人员伤亡事件也时有发生。如1992年，英国学者奇特卡拉（DK Chitkara）和麦克尼拉（BJ McNeela）曾报道8例四氯化钛导致的烧伤病例。
理化性质
物理性质
氯化钛摩尔质量为189.7g/摩尔，是具有刺鼻酸臭味的无色至淡黄色发烟液体，密度为1.726g/cm3（液体），熔点为-24℃，沸点为136.4℃，折射率为1.61（10.5℃），蒸气压为1.33kPa（21.3℃），黏度为0.079cP，具有腐蚀性，溶于冷水，大多数有机溶剂与稀盐酸。
化学性质
氯化钛对热稳定性很好，加热到2300℃以上才部分分解，加热到4700℃以上才能完全分解。但是，TiCl4是很活泼的化合物，它可与许多元素和化合物发生反应。
水解
氯化钛的蒸汽在湿空气中水解并生成浓厚的白烟。
如果在较高温度下，氯化钛则和水生成二氧化钛。
热分解
氯化钛对热稳定性很好，加热到2300℃以上才部分分解，加热到4700℃以上才能完全分解。
与非金属单质反应
在灼热的情况下干燥的气态TiCl4可与氢气反应。
在600~1000℃下，氯化钛可被氧气氧化成氯。
与氯化钛发生取代反应。
与金属反应
将铝粉活化研磨后，在136℃的温度下雨氯化钛反应生成三氯化钛。
将氯化钛通过用电极加热的粉末钛床生成二氯化钛，二氯化钛与过量的氯化钛反应生成三氯化钛。
与氧化物及硫化物反应
氯化钛与赤热的金属氧化物发生交换反应，生成TiO2和相应的金属氯化物。
气体TiCl4与加热的TiO2反应可生成氯二氧化钛。
氯化钛与加热的金属硫化物生成TiS2。
与氢化物反应
在420℃时氢化钠可将TiCl4还原为钛粉。
液体TiCl4与液体H2S混合生成褐色2TiCl4·H2S沉淀，在低温反应生成黄色化合物TiCl4·H2S 和 TiCl4·2H2S沉淀。
沸腾的氯化钛与硫化氢反应生成硫氯化钛。
氯化钛与浓硫酸反应生成硫酸氯钛。
氯化钛与稀硫酸反应时，生成硫酸氧钛。
与有机物反应
氯化钛与甲烷（乙烷、丙）在常温下不发生反应，在800~1400℃下并有催化剂存在时，反应生成TiC。
液体氯化钛可溶解烃类化合物，但不发生反应。
TiCI4与乙烯在100℃发生聚合，也可与丙烯、丁烯、氯乙烯发生聚合反应；与1-氯丙烯开始反应生成沉淀，当TiCl4浓度提高时沉淀消失，呈黄色溶液。TiCl4与环烷烃可混合，不发生反应，但可与环戊烷发生激烈的反应。
氯化钛与醇类化合物（如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等）开始反应生成分子化合物，然后氯化钛中的三个氯原子逐渐被烷氧基所取代，其过程顺序如下：
氯化钛与甲酸发生取代反应，其中氯化钛中的三个Cl-逐渐被甲酰氧基所取代。
氯化钛也可与冰醋（食用醋酸）反应：
TiCl4与丙酸反应时，开始生成黄色溶液，然后出现油层，同时生成1-氯丙烯，并析出氯化氢。
除上述反应，氯化钛还可与苯酚发生激烈反应，生成栗色产物，并析出氯化氢；其与芳香醇也有类似反应；与二甲醚、乙醚等反应生成分子化合物TiCl4·OR和TiCl4·2OR2；与丙酮、二酮及其他发生激烈反应，生成化合产物，与芳香酮反应则生成分子化合物，如与乙苯酮生成红色化合物TiCl4·CH3COC6H5。
应用领域
工业领域
氯化钛是钛及其化合物生产过程中的重要中间产品，为钛工业生产的重要原料，并有着广泛的用途。如它是生产钛粉、二氧化钛、三氯化钛、钛酸及其衍生物等钛有机化合物的原料。其中用四氯化钛制取金属钛要比还原氧化钛制取金属钛简单，用四氯化钛可以制得杂质含量最少的可煅钛，制取方法有镁热法（用镁还原四氯化钛）、钠热法（用钠还原四氯化钛）和电化学法，在工业生产上最成熟和应用最广的是镁热还原四氯化钛的方法。
氯化钛也是溶解合成树脂、橡胶、塑料等多种有机物的良好溶剂，同时还可用作乙烯聚合催化剂的重要组分以及用于制造颜料。如在油漆颜料工业中利用四氯化钛制取二氧化钛。当四氯化钛溶液与氨和硫酸作用时生成复盐(NH4)2SO4·TiOSO4·2H2O，由此复盐能制得适于合成宝石的轻质二氧化钛。此外，其还可在纺织工业和皮革染色中作为媒染剂，以及用于制造装饰玻璃和人造珍珠用的虹彩膜等。
建筑领域
由于氯化钛生产的发展和成本的降低，在建筑工程中可把它用作装饰材料。可以采用机械抛光、阳极氧化、热浸蚀以及镀等等的方法来改进装饰物表面及造型和使色调多样化。
军事领域
氯化钛可用于制造国防上用的烟雾剂。烟雾病的生成是由于氯化钛被空气中的蒸汽水合和水解的结果，并且有氨存在时能大大强化烟雾的生成过程。其也可以用于照明弹的生产。
毒性
氯化钛属高毒类。
对动物的影响
氯化钛粉尘在潮湿空气中水解形成TiCI(OH)3和TiCl2(OH)2，能深入肺深部进一步水解为HCI而产生有害作用。小鼠吸入2小时最低致死量为10mg/m3。肺是主要滞留器官，狗吸入四氯化钛粉尘后数小时由于严重支气管炎、肺气肿而致呼吸困难，并可引起虚脱死亡。
对人类的影响
氯化钛毒性高，具有强腐蚀性和强刺激性。皮肤直接接触液态四氯化钛可引起不同程度的灼伤，其烟尘对呼吸道黏膜有强烈刺激作用。轻度中毒有喘证性支气管炎，严重者出现呼吸困难、呼吸脉搏加快、体温升高、咳嗽等，可发展成肺水肿。此外，其还可引起化学性结膜炎、角膜炎、角膜混浊，长期吸入钛及其化合物粉尘能否引起肺尘病(又称肺尘埃沉着病)，尚无定论。
制备
氯化钛通常是由二氧化钛和碳在高温下进行氯化的方法而制得。其过程为将高钛渣与石油焦按一定比例配料，粉碎，通入氯气进行反应，生成四氯化钛气体，经过冷凝，得到液化的四氯化钛液体，过滤、蒸馏，得到四氯化钛成品。
结构
氯化钛分子为正四面体结构，具有高度的对称性，其中钛原子位于正四面体的中心，顶端为氯原子。Ti-CI间距为0.219nm，Cl-CI间距为0.358nm。TiCl4呈单分子存在，偶极距为0，不导电。TiCl4不能离解为Ti4+离子，在含有CI-离子的溶液中可形成[TiCl6]2-络阴离子，这说明TiCl4是共价键化合物。
安全事宜
安全标识象形图
GHS分类
急救措施
针对不同情况应采取相应措施：若受害者不慎吸入，应使其迅速脱离现场至空气新鲜处，并保持呼吸道通畅，呼吸困难时给输氧，给予2%~4%碳酸氢钠溶液雾化吸入，然后就医；若皮肤接触，应脱去污染的衣服，并用大量水冲洗皮肤或淋浴，再涂敷氧化镁丙三醇软膏，然后就医；若眼睛接触，先用大量水冲洗几分钟，然后就医；若食入，受害者清醒时立即漱口（不要催吐），给饮牛奶或蛋清，然后立即就医。
泄漏处置
若发生泄漏，应疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，建议应急处理人员戴正压自给式呼吸器，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，在确保安全情况下堵漏，并喷水雾减慢其挥发（或扩散），但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水。将地面洒上碳酸钠灰，然后用大量水冲洗，然后将经稀释的洗水放入废水系统。如果大量泄漏，最好不用水处理，在技术人员指导下清除。
消防
氯化钛不可燃，但在火焰中释放出刺激性或有毒烟雾（或气体）。若发生火灾，不能直接用水灭火，可用二氧化碳灭火剂或沙土。
储存
氯化钛需储存在密封、干燥的条件下，可用玻璃瓶、大玻瓶或金属桶盛装，放置容器时须防破损，最好在户外存放，并与食品、饲料等分开。
参考资料
Titanium tetrachloride.pubchem.2024-05-08
四氯化钛.国际化学品安全卡.2024-05-08
四氯化钛.中国大百科全书.2024-05-09