Ossido di titanio (IV) Struttura, proprietà, usi
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Lui ossido di titanio (IV) È un solido inorganico bianco cristallino la cui formula chimica è zio2, Quindi è anche noto come biossido di titanio. Esiste in tre forme cristalline: Rutilo, Anatasa e Brookita. Sebbene in natura sia di solito colorato a causa della presenza di impurità come ferro, cromo o vanadio, lo zio2 Pure è usato come pigmento bianco.
Tra le sue caratteristiche possiamo evidenziare che la solubilità dello zio2 Dipende considerevolmente dalla sua storia chimica e termica. Così come questo quando viene riscaldato a temperature elevate (900 ºC) diventa chimicamente inerte. Le sue fonti più importanti sono ilmenite (ferro e ossido di titanio), rutilo e anatasi.
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Si verifica principalmente a un grado adeguato per l'uso come pigmento, che garantisce le sue eccellenti proprietà di dispersione della luce in applicazioni che richiedono opinibilità bianca e luminosità.
Si verifica inoltre come materiale ultrafino, per le applicazioni in cui è richiesta la trasparenza e il massimo assorbimento dei raggi ultravioletti (UV). Ad esempio, come componente di filtri solari per la pelle. In questi, lo zio2 Agisce da filtro, bloccando così l'assorbimento di questi raggi.
A causa della sua inerzia chimica, è il pigmento bianco preferito. Tuttavia, la Food and Drug Administration degli Stati Uniti, o FDA (acronimo di inglese O.S. Food and Drug Administration), ha stabilito i parametri per un uso sicuro in cibo e cosmetici.
C'è anche un limite di esposizione alla polvere di ossido di titanio, poiché quando viene inalata la polvere, può essere depositata nei polmoni.
Può servirti: calcogeni o anfumo[TOC]
Struttura
Lo zio2 Ha tre modifiche cristalline: Rutilo, Anatasa e Brookita. Queste varietà cristalline sono tutte in natura.
Rutilo
Rutho si cristallizza nel sistema tetragonale con due unità TIO2 per ogni cella. Il titanio è coordinato ottaéconico. È stato dimostrato dagli studi calorimetrici che Rutilo è la forma cristallina più stabile.
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Anatasa
Questa forma si cristallizza nel sistema tetragonale, ma l'anatasi è presentata sotto forma di otti di atomi di ossigeno molto distorti rispetto ad ogni atomo di titanio, due dei quali sono relativamente più vicini. Ha 4 unità di zio2 Per ogni cellula cristallina.
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Brookita
Cristallizza nel sistema ortorrombico, con 8 unità TIO2 Per ogni cellula cristallina.
Proprietà
Stato fisico
Solido cristallino.
Durezza MOHS
Rutilo: 7-7.5.
Anatasa: 5.5-6.
Peso molecolare
79,87 g/mol.
Punto di fusione
Rutilo: 1830-1850 ºC.
Anatasa: quando il riscaldamento diventa Rutilo.
Densità
Rutilo: 4.250 g/cm3
Anatasa: 4.133 g/cm3
Brookita: 3.895 g/cm3
Solubilità
Insolubile in acqua e solventi organici. Si dissolve lentamente in HF e H2SW4 Concentrato caldo. Insolubile in hcl e hno3.
ph
7.5.
Indice di rifrazione
Rutilo: da 2,75 a 550 nm.
Anatasa: da 2,54 a 550 nm.
Ha il più alto indice di rifrazione di tutti i pigmenti inorganici.
Altre proprietà
L'anatasi viene rapidamente trasformata in rutilo a temperature superiori a 700 ºC. Lo zio2 che è stato calcinato a 900 ° C è disciolto debolmente in basi, acido fluororico e acido solforico caldo. Non viene attaccato da acidi inorganici deboli o acidi organici. Non è facilmente ridotto o ossidato.
Può servirti: scandio: storia, proprietà, reazioni, rischi e usiAnatase e Rutil.
Nomenclatura
-Diossido di titanio
-Rutilo
-Anatasa
-Brookita
-Titania
Applicazioni
Pigmenti bianchi
L'uso più importante dell'ossido di titanio (IV) è come il pigmento bianco in un'ampia varietà di prodotti, che includono vernici, laccati, adesivi, materie plastiche, carta e inchiostri. Ciò è dovuto al suo alto indice di rifrazione e alla sua inerzia chimica.
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Il biossido di titanio usato come pigmento bianco deve avere un'alta purezza. La sua opacità e luminosità derivano dalla sua capacità di disperdere la luce. È più luminoso del diamante. Solo Rutilo e Anatase hanno buone proprietà di pigmentazione.
Plastica
Nella plastica lo zio2 Riduce al minimo la fragilità e il cracking che possono verificarsi a causa dell'esposizione alla luce.
È il pigmento più importante nella produzione di articoli in plastica in PVC esterni, perché fornisce protezione UV al materiale.
La forma cristallina ottimale in questo caso è Rutilo. In questa applicazione, il rutilo deve avere un rivestimento superficiale di zirconio, silice o alluminio, per ridurre al minimo l'effetto fotocatalitico dello zio2 Nel degrado del PVC.
Altri usi
Altri usi includono smalti vitrei usati in acciaio fuso e ferro, che conferiscono opacità e resistenza all'acido.
Nel settore tessile viene utilizzato nelle guide del thread, in modo che siano facilmente scivolati durante il filo. L'attrito tra fili e guide genera elettricità statica. Per dissiparlo, lo zio2 Deve essere bruciato a 1300 ºC, per avere una maggiore conducibilità elettrica.
Può servirti: fluoruro di litio: struttura, proprietà, ottenimento, usiAltre applicazioni includono la pigmentazione dell'inchiostro per la stampa. Come rivestimento di carta, lo zio2 Lo rende più bianco, luminoso e più opaco.
È usato nei cosmetici per aiutare a coprire le imperfezioni della pelle, nonché per dare un dentifricio bianco e un sapone.
Permette di proteggere cibo, bevande, integratori e prodotti farmaceutici dal degrado prematuro prodotto dall'effetto della luce, estendendo la durata del prodotto.
È un componente nella produzione di vetro, ceramica ed elettroceramica. È usato negli elementi del circuito elettrico. Viene anche utilizzato nel sensore di ossigeno del sistema di scarico dei veicoli a motore.
Lo zio2 Ultrafino è usato come componente dei bloccanti del sole, poiché è un forte assorbente dei raggi ultravioletti (UV), sia UV-A che UV-B. I raggi UV-A causano rughe e invecchiamento della pelle e UV-B causano ustioni ed eritema.
Le nanoparticelle di zio2 Sono usati come materiale di supporto del catalizzatore di reazioni chimiche.
L'anatasi è un'efficace fotocatizzazione che ossida i composti organici. Mentre i minori sono le sue particelle, più è efficace.
Riferimenti
- Cotone, f. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimica inorganica avanzata. John Wiley & Sons.
- Kirk-Othmer (1994). Enciclopedia della tecnologia chimica. Volume 19 e 24. Quarta edizione. John Wiley & Sons.
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- Denning, r. (2009). Miglioramento dei prodotti di lana usando la nanotecnologia. In progressi nella tecnologia della lana. Recuperato da ScienceDirect.com
- Biblioteca nazionale di medicina. (2019). Diossido di titanio. Recuperato da: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
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