Titanylsulfat

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.

$\mathrm{T}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\cdot }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

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

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.

$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

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.

Eigenschaften

Titanylsulfat ist ein feuchtigkeitsempfindlicher weißer geruchloser Feststoff, der praktisch unlöslich in Wasser ist. 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. Titanylsulfat hat eine orthorhombische Kristallstruktur mit der Vorlage:Raumgruppe. Das Monohydrat hat ebenfalls eine orthorhombische Kristallstruktur jedoch mit der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe und wandelt sich bei 350 °C in die wasserfreie Form um. Diese zersetzt sich bei 500 °C.

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. Es entsteht auch als Zwischenprodukt beim Sulfatverfahren zur Herstellung von Titandioxid.