Titanoxid (iv) Struktur, Eigenschaften, verwendet, verwendet

Er Titanoxid (IV) Es ist ein kristalliner weißer anorganischer Feststoff, dessen chemische Formel Onkel ist₂, Es ist also auch als Titan -Dioxid bekannt. Existiert in drei kristallinen Formen: Rutilo, Anatasa und Brookita. Obwohl es in der Natur in der Regel aufgrund des Vorhandenseins von Verunreinigungen wie Eisen, Chrom oder Vanadium gefärbt wird, der Onkel₂ rein wird als weißes Pigment verwendet.

Zu seinen Eigenschaften können wir hervorheben, dass die Löslichkeit des Onkels₂ Es hängt beträchtlich von seiner chemischen und thermischen Vorgeschichte ab. Sowie das, wenn es auf hohe Temperaturen (900 ºC) erhitzt wird, wird chemisch inert. Seine wichtigsten Quellen sind Ilmenit (Eisen- und Titanoxid), Rutilo und Anatase.

Titan -Dioxidstaub. Der ursprüngliche Uploader war Walkerma in englischer Wikipedia. [Public Domain]

Es tritt hauptsächlich in einem angemessenen Grad für die Verwendung als Pigment auf, das seine hervorragenden leichten Dispersionseigenschaften in Anwendungen garantiert, die weiße Deckkraft und Helligkeit erfordern.

Es tritt auch als ultrafeines Material für Anwendungen auf, bei denen Transparenz und maximale Absorption von Ultravioletten Strahlen (UV) erforderlich sind. Zum Beispiel als Bestandteil von Sonnenschutzmitteln für die Haut. In diesen den Onkel₂ Es wirkt als Filter und blockiert so die Absorption dieser Strahlen.

Aufgrund seiner chemischen Trägheit ist es das bevorzugte weiße Pigment. Die United States Food and Drug Administration oder FDA (Akronym für Englisch ODER.S. Food and Drug Administration), hat die Parameter für einen sicheren Einsatz in Lebensmitteln und Kosmetika festgelegt.

Es gibt auch eine Grenze der Exposition gegenüber Titanoxidstaub, da er beim Einatmen des Staubes in den Lungen abgelagert werden kann.

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Struktur

Der Onkel₂ Es hat drei kristalline Modifikationen: Rutilo, Anatasa und Brookita. Diese kristallinen Sorten sind alle in der Natur.

Rutilo

Der Rutho kristallisiert im tetragonalen System mit zwei Einheiten tio₂ Für jede Zelle. Titan wird octaéconical koordiniert. Es wurde durch kalorimetrische Studien gezeigt, dass Rutilo die stabilste kristalline Form ist.

Kristallstruktur von Rutilo. Graue Kugeln: Titan, rosa Kugeln: Sauerstoff. Festkörper [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)] Quelle: Wikipedia Commons

Anatasa

Diese Form kristallisiert im tetragonalen System, aber die Anatase wird in Form von sehr verzerrten Oktomen von Sauerstoffatomen in Bezug auf jedes Titanatom dargestellt, von denen zwei relativ am nächsten sind. Hat 4 Einheiten von Onkel₂ Für jede kristalline Zelle.

Kristalline Struktur der Anatase. Benjah-BMM27 [Public Domain] Quelle: Wikipedia Commons

Brookita

Kristallisiert im ortorrombischen System mit 8 Einheiten tio₂ Für jede kristalline Zelle.

Eigenschaften

Körperlicher Status

Kristalline Feststoff.

Mohs Härte

Rutilo: 7-7,5.

Anatasa: 5.5-6.

Molekulargewicht

79,87 g/mol.

Schmelzpunkt

Rutilo: 1830-1850 ºC.

Anatasa: Wenn Erhitzen Rutilo wird.

Dichte

Rutilo: 4.250 g/cm³

Anatasa: 4,133 g/cm³

Brookita: 3.895 g/cm³

Löslichkeit

Unlöslich in Wasser und organischen Lösungsmitteln. Es löst sich langsam in HF und H auf₂SW₄ Heißes Konzentrat. Unlöslich in HCl und HNO₃.

pH

7.5.

Brechungsindex

Rutilo: 2,75 bis 550 nm.

Anatasa: 2,54 bis 550 nm.

Es hat den höchsten Brechungsindex aller anorganischen Pigmente.

Andere Eigenschaften

Die Anatase wird bei Temperaturen über 700 ºC schnell in Rutilo umgewandelt. Der Onkel₂ Das bei 900 ° C kalkiniert wurde, wird in Basen schwach gelöst, fluorhorhorische Säure und heiße Schwefelsäure. Es wird nicht durch schwache Anorganinsäuren oder organische Säuren angegriffen. Es wird nicht leicht reduziert oder oxidiert.

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Anatase und Rutil.

Nomenklatur

-Titandioxid

-Rutilo

-Anatasa

-Brookita

-Titania

Anwendungen

Weiße Pigmente

Die wichtigste Verwendung von Titanoxid (IV) ist wie weißes Pigment in einer Vielzahl von Produkten, darunter Farben, Lackier, Klebstoffe, Kunststoffe, Papier und Drucktinten. Dies liegt an seinem hohen Brechungsindex und seiner chemischen Trägheit.

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Titandioxid, das als weißes Pigment verwendet wird, muss eine hohe Reinheit haben. Seine Depazität und Helligkeit stammen aus seiner Fähigkeit, das Licht zu zerstreuen. Ist heller als der Diamant. Nur Rutilo und Anatase haben gute Pigmentierungseigenschaften. 

Kunststoff

In den Kunststoffen der Onkel₂ Minimiert die Zerbrechlichkeit und Risse, die aufgrund der Lichtbelastung auftreten können.

Es ist das wichtigste Pigment bei der Herstellung von PVC -Plastikgegenständen von außen, da es UV -Schutz für das Material bietet.

Die optimale kristalline Form in diesem Fall ist Rutilo. In dieser Anwendung muss der Rutilo eine Oberflächenbeschichtung aus Zirkonium, Silica oder Aluminium haben, um die photokatalytische Wirkung des Onkels zu minimieren₂ Im PVC -Abbau.

Andere Verwendungen

Andere Verwendungszwecke sind Glaskörper -Emaille, die in geschmolzenem Stahl und Eisen verwendet werden, was die Opazität und Säurebeständigkeit verleiht.

In der Textilindustrie wird es in den Fadenführern verwendet, damit sie während des Garns leicht rutschen können. Die Reibung zwischen Fäden und Führern erzeugt statische Elektrizität. Den Onkel auflösen, den Onkel₂ Es muss bei 1300 ° C verbrannt werden, um eine größere elektrische Leitfähigkeit zu haben.

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Andere Anwendungen sind Tintenpigmentierung für den Druck. Als Papierbeschichtung der Onkel₂ Es macht es weißer, hell und undurchsichtiger.

Es wird in Kosmetik verwendet, um Hautunflexionen zu bedecken und weiße Zahnpasta und Seife zu verleihen.

Es ermöglicht den Schutz von Lebensmitteln, Getränken, Nahrungsergänzungsmitteln und pharmazeutischen Produkten vor vorzeitiger Verschlechterung, die durch die Auswirkung von Licht und Verlängerung der Produktlebensdauer erzeugt werden.

Es ist eine Komponente bei der Herstellung von Glas, Keramik und Elektroceramic. Es wird in elektrischen Schaltungselementen verwendet. Es wird auch im Sauerstoffsensor der Abgasanlage von Kraftfahrzeugen verwendet.

Der Onkel₂ Ultrafino wird als Bestandteil von Sonnenblockern verwendet, da es ein starker Absorption von ultravioletten Strahlen (UV) ist, sowohl UV-A als auch UV-B. UV-A-Strahlen verursachen Falten und Hautalterung, und UV-B verursachen Verbrennungen und Erytheme.

Die Nanopartikel von Onkel₂ Sie werden als chemische Reaktionen Katalysator -Stützmaterial verwendet.

Anatase ist eine photokatisierende Wirksamkeit, die organische Verbindungen oxidiert. Während Minderjährige ihre Partikel sind, ist es effektiver, je effektiver es ist.

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