Хотя прочная оксидная плёнка на­дёжно защищает титан от окисления, он довольно легко растворяется в плавиковой и концентрированной соляной кислотах: Ti+6HF=H₂TiF₆+2Н₂; 2Ti+6НСl=2TiCl₃+3H₂.

Схема установки для очистки титана методом иодидного рафинирования.

При восстановлении цинком соединений титана (IV) образуется фиолетовый раствор соли титана (III): 2TiOSO₄+Zn+2H₂SO₄= Ti₂(SO₄)₃+ZnSO₄+2H₂O, из которого добавлением щёлочи может быть осаждён гидроксид Ti(OH)₃ (справа).

Свойства титана удивительным об­разом изменяются при высоких тем­пературах. Нагретый до 800 — 1000 °С, он реагирует не только с галогенами и кислородом, но и с бором, серой, уг­леродом и даже азотом, образуя твёр­дые и хрупкие соединения, примеси которых сильно ухудшают механиче­ские свойства металла.

В соединениях титан проявляет, как правило, две степени окисления: +3 и +4. Белый тугоплавкий (t_пл=1870 °С) порошок оксида титана (IV) TiO₂, получается при сгорании титана в атмосфере кислорода. Про­калённый при высокой температуре ТiO₂ химически инертен и использу­ется для приготовления титановых белил. Свежеосаждённый TiO₂ прояв­ляет свойства амфотерного оксида — растворяется в концентрированных щелочах и сильных кислотах с обра­зованием бесцветных растворов титанатов и солей титанила ТiO²⁺:

ТiO₂•nH₂O+2NaOH=Na₂TiO₃ •nH₂О+Н₂О

TiO₂•nH₂О+H₂SO₄=TiOSO₄+(n+1)Н₂О.

При спекании TiO₂ с оксидом, пероксидом или карбонатом щелочно­го или щёлочноземельного металла образуются безводные титанаты:

Титанат бария BaTiO₃ (t_пл=1705°С) проявляет свойства пьезоэлектрика и используется в технике.

При производстве титана рутил ТiO₂, переводят в хлорид TiCl₄ нагре­ванием с углём в токе хлора:

Тетрахлорид титана TiO₄ — летучая бесцветная жидкость (t_пл=-24 °С, t_кип=13б°С), легко гидролизующаяся водой. Для получения металла её вос­станавливают натрием или магнием в атмосфере аргона. Такой способ про­изводства титана гораздо проще, не­жели прямое восстановление рутила. Водные растворы соединений трёхвалентного титана окрашены в фиолетовый цвет. В инертной атмо­сфере они устойчивы, но кислород воздуха медленно окисляет их до про­изводных Ti (IV). При действии щело­чей на соли Ti (III) образуется пурпур­ный осадок гидроксида Ti(OH)₃.