Titanium oksida (IV) Struktur, sifat, penggunaan

Dia Titanium oksida (IV) Ini adalah padatan anorganik putih kristal yang formula kimianya adalah paman₂, Jadi juga dikenal sebagai titanium dioksida. Ada dalam tiga bentuk kristal: rutilo, anataa dan brookita. Meskipun di alam biasanya diwarnai karena adanya kotoran seperti besi, krom atau vanadium, sang paman₂ murni digunakan sebagai pigmen putih.

Di antara karakteristiknya kita dapat menyoroti bahwa kelarutan paman₂ Itu sangat tergantung pada sejarah kimianya dan termal. Dan juga saat dipanaskan hingga suhu tinggi (900 ºC) itu menjadi inert secara kimia. Sumber terpentingnya adalah ilmenite (besi dan titanium oksida), rutilo dan anatase.

Debu titanium dioksida. Pengunggah asli adalah Walkerma di Wikipedia Inggris. [Area publik]

Ini terjadi terutama pada tingkat yang memadai untuk digunakan sebagai pigmen, yang menjamin sifat dispersi cahaya yang sangat baik dalam aplikasi yang membutuhkan opacity dan kecerahan putih.

Ini juga terjadi sebagai bahan ultrafine, untuk aplikasi di mana transparansi dan penyerapan maksimum sinar ultraviolet (UV) diperlukan. Misalnya, sebagai komponen tabir surya untuk kulit. Dalam hal ini, sang paman₂ Itu bertindak sebagai filter, sehingga menghalangi penyerapan sinar ini.

Karena inersia kimianya, itu adalah pigmen putih yang disukai. Namun, Administrasi Makanan dan Obat Amerika Serikat, atau FDA (akronim untuk bahasa Inggris ATAU.S. Administrasi Makanan dan Obat -obatan), telah menetapkan parameter untuk digunakan dengan aman dalam makanan dan kosmetik.

Ada juga batas paparan debu titanium oksida, karena ketika debu dihirup, itu dapat diendapkan di paru -paru.

Itu dapat melayani Anda: calcogens atau amfumos

[TOC]

Struktur

Paman₂ Ini memiliki tiga modifikasi kristal: Rutilo, Anataa dan Brookita. Varietas kristal ini semuanya bersifat alami.

Rutilo

Rutho mengkristal dalam sistem tetragonal dengan dua unit tio₂ untuk setiap sel. Titanium dikoordinasikan secara octaéconical. Telah ditunjukkan oleh studi kalorimetri bahwa rutilo adalah bentuk kristal yang paling stabil.

Struktur kristal rutilo. Bola abu -abu: titanium, bola merah muda: oksigen. Solid State [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)] Sumber: Wikipedia Commons

Anataa

Bentuk ini mengkristal dalam sistem tetragonal, tetapi anatase disajikan dalam bentuk oktom atom oksigen yang sangat terdistorsi sehubungan dengan masing -masing atom titanium, dua di antaranya relatif terdekat. Memiliki 4 unit paman₂ Untuk setiap sel kristal.

Struktur kristal anatase. Benjah-BMM27 [Domain Publik] Sumber: Wikipedia Commons

Brookita

Mengkristal dalam sistem ortorombik, dengan 8 unit tio₂ Untuk setiap sel kristal.

Properti

Keadaan fisik

Kristal padat.

Kekerasan Mohs

Rutilo: 7-7.5.

Anataa: 5.5-6.

Berat molekul

79.87 g/mol.

Titik lebur

Rutilo: 1830-1850 ºC.

Anataa: saat pemanasan menjadi rutilo.

Kepadatan

Rutilo: 4.250 g/cm³

Anataa: 4.133 g/cm³

Brookita: 3.895 g/cm³

Kelarutan

Tidak larut dalam pelarut air dan organik. Itu larut perlahan di HF dan h₂Sw₄ Konsentrat panas. Tidak larut dalam hcl dan hno₃.

ph

7.5.

Indeks bias

Rutilo: 2.75 hingga 550 nm.

Anataa: 2.54 hingga 550 nm.

Ini memiliki indeks bias tertinggi dari semua pigmen anorganik.

Properti lainnya

Anatase dengan cepat diubah menjadi rutilo pada suhu di atas 700 ºC. Paman₂ yang telah dikalsinasi pada 900 ° C dilarutkan dengan lemah dalam basa, asam fluorhororical dan asam sulfat panas. Itu tidak diserang oleh asam anorganat yang lemah atau asam organik. Itu tidak mudah dikurangi atau dioksidasi.

Itu dapat melayani Anda: skandio: sejarah, sifat, reaksi, risiko dan penggunaan

Anatase dan rutil.

Tata nama

-Titanium dioksida

-Rutilo

-Anataa

-Brookita

-Titania

Aplikasi

Pigmen putih

Penggunaan titanium oksida (IV) yang paling penting adalah seperti pigmen putih dalam berbagai macam produk, yang meliputi cat, pernis, perekat, plastik, kertas dan tinta cetak. Ini karena indeks refraksi yang tinggi dan inersia kimianya.

Sumber: Pexels.com

Titanium dioksida yang digunakan sebagai pigmen putih harus memiliki kemurnian tinggi. Opacity dan kecerahannya berasal dari kemampuannya untuk membubarkan cahaya. Lebih terang dari berlian. Hanya rutilo dan anatase yang memiliki sifat pigmentasi yang baik. 

Plastik

Di plastik sang paman₂ Meminimalkan kerapuhan dan retak yang dapat terjadi sebagai akibat dari paparan cahaya.

Ini adalah pigmen terpenting dalam pembuatan item plastik PVC eksterior, karena memberikan perlindungan UV terhadap material.

Bentuk kristal yang optimal dalam hal ini adalah rutilo. Dalam aplikasi ini, rutilo harus memiliki lapisan permukaan zirkonium, silika atau aluminium, untuk meminimalkan efek fotokatalitik paman₂ Dalam degradasi PVC.

Penggunaan lainnya

Penggunaan lain termasuk enamel vitreous yang digunakan dalam baja cair dan zat besi, yang memberikan opacity dan resistensi asam.

Dalam industri tekstil digunakan dalam panduan utas, sehingga mudah meluncur selama benang. Gesekan antara benang dan pemandu menghasilkan listrik statis. Untuk menghilangkannya, pamannya₂ Itu harus dibakar pada 1300 ºC, untuk memiliki konduktivitas listrik yang lebih besar.

Dapat melayani Anda: lithium fluoride: struktur, sifat, mendapatkan, menggunakan

Aplikasi lain termasuk pigmentasi tinta untuk dicetak. Sebagai pelapis kertas, sang paman₂ Itu membuatnya lebih putih, cerah dan lebih buram.

Ini digunakan dalam kosmetik untuk membantu menutupi ketidaksempurnaan kulit, serta memberikan pasta gigi putih dan sabun.

Ini memungkinkan untuk melindungi makanan, minuman, suplemen, dan produk farmasi dari degradasi dini yang dihasilkan oleh efek cahaya, memperpanjang masa pakai produk.

Ini adalah komponen dalam produksi kaca, keramik dan elektrokeramik. Ini digunakan dalam elemen sirkuit listrik. Ini juga digunakan dalam sensor oksigen dari sistem knalpot kendaraan bermotor.

Paman₂ Ultrafino digunakan sebagai komponen blocker matahari, karena merupakan penyerap yang kuat dari sinar ultraviolet (UV), baik UV-A dan UV-B. Sinar UV-A menyebabkan kerutan dan penuaan kulit, dan UV-B menyebabkan luka bakar dan eritema.

Nanopartikel paman₂ Mereka digunakan sebagai bahan pendukung reaksi kimia.

Anatase adalah fotokatisasi efektif yang mengoksidasi senyawa organik. Sementara anak di bawah umur adalah partikelnya, semakin efektif.

Referensi

1. Kapas, f. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia anorganik canggih. John Wiley & Sons.
2. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volume 19 dan 24. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
3. Fakta Keselamatan Kimia. (2019). Titanium dioksida. Pulih dari: chemicalsafetyfacts.org
4. Wypych, George. (2015). Aditif PVC. Dalam formularium PVC (edisi kedua). Pulih dari scientedirect.com
5. Denning, r. (2009). Meningkatkan produk wol menggunakan nanoteknologi. Dalam kemajuan teknologi wol. Pulih dari scientedirect.com
6. Perpustakaan Kedokteran Nasional. (2019). Titanium dioksida. Pulih dari: pubchem.NCBI.Nlm.Nih.Pemerintah