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二酸化チタンは硝酸とどのように反応しますか?

二酸化チタン(TIO₂)は特定の条件下で硝酸(HNO₃)と反応しますが、反応は単純な酸塩基反応ほど簡単ではありません。これが何が起こるかの内訳です:

反応条件:

* 濃縮硝酸: 反応は、濃縮硝酸(通常は60%を超えて)および温度(約100°C)で発生します。

* 触媒の存在: 反応はしばしばフッ化物イオン(F⁻)の存在によって触媒されます。

反応製品:

* チタン(IV)硝酸(Ti(no₃)₄): これは、ソリューションで形成された主要製品です。 水中で容易に加水分解する無色またはわずかに黄色の液体です。

* 水(h₂o): 水は反応の副産物として生成されます。

* 他の可能な製品: 条件に応じて、少量のチタン酸素硝酸塩または他のチタン種が形成される場合があります。

反応方程式:

全体的な反応は、次の方程式で表すことができます。

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tio₂ + 4hno₃→ti(no₃)₄ + 2h₂o

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メカニズム:

正確なメカニズムは複雑ですが、次の手順が含まれます。

1。プロトン化: Tio₂表面は硝酸によってプロトン化され、Ti-OH種を形成します。

2。酸化: 硝酸は酸化剤として作用し、Ti(IV)種を酸化してチタン(IV)種を形成します。

3。溶解: チタン(IV)硝酸塩は硝酸溶液に溶解します。

キーポイント:

* 溶解度: 二酸化チタンは一般に、水に不溶性であり、硝酸を希釈しています。 反応は、上記の特定の条件下でのみ効率的に進行します。

* 産業用途: この反応は、さまざまなチタン化合物や材料の前駆体であるチタン(IV)硝酸の生産で活用されています。

* 安全性: 濃縮硝酸は非常に腐食性であり、適切な安全上の注意事項で処理する必要があります。

要約: 二酸化チタンと硝酸の間の反応は、特定の条件を必要とする複雑なプロセスです。他のチタン化合物の重要な中間体であるチタン(IV)硝酸塩を生産し、重要な産業用途を持っています。

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