Titanylsulfat

Kristallstruktur
Allgemeines
Name	Titanylsulfat
Andere Namen	Titanoxidsulfat Titanoxysulfat Titan(IV)-oxidsulfat
Verhältnisformel	TiO(SO4)
Kurzbeschreibung	weißer geruchloser Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 13825-74-6 34354-86-4 16425-76-6 (Monohydrat) 64514-49-4 (Dihydrat) EG-Nummer 237-523-0 ECHA-InfoCard 100.034.098 PubChem 10866624 Wikidata Q1319162
Eigenschaften
Molare Masse	159,93 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,05 g·cm−3[1] 2,71 g·cm−3 (Monohydrat)[2]
Schmelzpunkt	500 °C (Zersetzung)[2]
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser[1] gut löslich in Wasser (Dihydrat)[3]
Brechungsindex	1,8[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 290​‐​314 P: 260​‐​280​‐​303+361+353​‐​304+340+310​‐​305+351+338[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. 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.^[4]

${\displaystyle \mathrm {TiO_{2}+2\ H_{2}SO_{4}\longrightarrow Ti(SO_{4})_{2}+2\ H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {Ti(SO_{4})_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow TiOSO_{4}\cdot H_{2}O+H_{2}SO_{4}} }$

Das Monohydrat erhält man bei der Einwirkung von Schwefelsäuresalzen von Titan(IV)-Verbindungen wie Titan(IV)-sulfat Ti(SO₄)₂ mit Wasser.^[5]

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.^[3]

${\displaystyle \mathrm {TiCl_{4}+H_{2}SO_{4}+H_{2}O\longrightarrow TiOSO_{4}+4\ HCl} }$

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.^[3]

Eigenschaften

Titanylsulfat ist ein feuchtigkeitsempfindlicher weißer geruchloser Feststoff, der praktisch unlöslich in Wasser ist.^[1] 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.^[4] 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.^[2]

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.^[6] Es entsteht auch als Zwischenprodukt beim Sulfatverfahren zur Herstellung von Titandioxid.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f} Eintrag zu Titanylsulfat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. Januar 2017. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b c d} 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). 
3. ↑ ^{a b c} 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.
4. ↑ ^{a b} Hans Peter Latscha, Martin Mutz: Chemie Der Elemente: Chemie. Springer, 2011, ISBN 3-642-16914-7, S. 215 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
5. ↑ 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). 
6. ↑ Professor Blumes Bildungsserver [1]