Titanoxid (IV) struktur, egenskaper, användningar

han Titanoxid (IV) Det är ett kristallint vitt oorganiskt fast ämne vars kemiska formel är farbror₂, Så det är också känt som titandioxid. Finns i tre kristallina former: Rutilo, Anatasa och Brookita. Även i naturen är det vanligtvis färgat på grund av närvaron av föroreningar som järn, krom eller vanadin, farbror₂ Ren används som ett vitt pigment.

Bland dess egenskaper kan vi lyfta fram att farbrors löslighet₂ Det beror avsevärt på dess kemiska och termiska historia. Liksom att när den värms upp till höga temperaturer (900 ºC) blir den kemiskt inert. Dess viktigaste källor är ilmenit (järn och titanoxid), rutilo och anatas.

Titandioxiddamm. Den ursprungliga uppladdaren var Walkerma på engelska Wikipedia. [Allmängods]

Det förekommer främst i adekvat grad för användning som pigment, vilket garanterar dess utmärkta lätt spridningsegenskaper i applikationer som kräver vit opacitet och ljusstyrka.

Det förekommer också som ultrafint material, för applikationer där transparens och maximal absorption av ultravioletta strålar (UV) krävs. Till exempel som en del av solskyddsmedel för huden. I dessa, farbror₂ Det fungerar som ett filter och blockerar därmed absorptionen av dessa strålar.

På grund av dess kemiska tröghet är det det föredragna vita pigmentet. USA: s livsmedels- och drogadministration, eller FDA (akronym för engelska ELLER.S. Food and Drug Administration), har etablerat parametrarna för säker användning i mat och kosmetika.

Det finns också en gräns för exponering för titanoxiddamm, eftersom när dammet inandas kan det deponeras i lungorna.

Det kan tjäna dig: calcogens eller amfumos

[TOC]

Strukturera

Farbror₂ Den har tre kristallina modifieringar: Rutilo, Anatasa och Brookita. Dessa kristallina sorter är alla i naturen.

Rutilo

Rutho kristalliseras i det tetragonala systemet med två enheter Tio₂ för varje cell. Titan samordnas octaéconiskt. Det har visats av kalorimetriska studier att Rutilo är den mest stabila kristallina formen.

Rutilo kristallinstruktur. Grå bollar: titan, rosa bollar: syre. Fast tillstånd [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)] Källa: Wikipedia Commons

Anatasa

Denna form kristalliseras i det tetragonala systemet, men anataset presenteras i form av mycket förvrängda oktomer av syreatomer med avseende på varje titanatom, två av dem är relativt närmaste. Har 4 enheter av farbror₂ För varje kristallin cell.

Anatasens kristallina struktur. Benjah-Bmm27 [Public Domain] Källa: Wikipedia Commons

Brookita

Kristalliserar i det ortorrombiska systemet, med 8 enheter Tio₂ För varje kristallin cell.

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Kristallt fast.

Mohs hårdhet

Rutilo: 7-7.5.

Anatasa: 5.5-6.

Molekylvikt

79,87 g/mol.

Smältpunkt

Rutilo: 1830-1850 ºC.

Anatasa: När uppvärmningen blir rutilo.

Densitet

Rutilo: 4 250 g/cm³

Anatasa: 4,133 g/cm³

Brookita: 3 895 g/cm³

Löslighet

Olöslig i vatten och organiska lösningsmedel. Det löses långsamt i HF och h₂Sw₄ Hett koncentrat. Olöslig i HCl och HNO₃.

pH

7.5.

Brytningsindex

Rutilo: 2,75 till 550 nm.

Anatasa: 2,54 till 550 nm.

Den har det högsta brytningsindexet för alla oorganiska pigment.

Andra egenskaper

Anatas transformeras snabbt till Rutilo vid temperaturer över 700 ºC. Farbror₂ som har kalcinerats vid 900 ° C upplöstes svagt i baser, fluorhorisk syra och varm svavelsyra. Det attackeras inte av svaga oorganiska syror eller organiska syror. Det är inte lätt att reduceras eller oxideras.

Det kan tjäna dig: Skandio: Historia, egenskaper, reaktioner, risker och användningar

Anatas och rutil.

Nomenklatur

-Titandioxid

-Rutilo

-Anatasa

-Brookita

-Titan

Ansökningar

Vita pigment

Den viktigaste användningen av titanoxid (IV) är som vitt pigment i en mängd olika produkter, som inkluderar färger, lackar, lim, plast, pappers- och tryckfärger. Detta beror på dess höga brytningsindex och dess kemiska tröghet.

Källa: Pexels.com

Titandioxid som används som vitt pigment måste ha hög renhet. Dess opacitet och ljusstyrka härstammar från dess förmåga att sprida ljuset. Är ljusare än diamanten. Endast Rutilo och Anatase har goda pigmenteringsegenskaper. 

Plast

I plasten är farbror₂ Minimerar bräcklighet och sprickor som kan uppstå till följd av ljus exponering.

Det är det viktigaste pigmentet i tillverkningen av yttre PVC -plastföremål, eftersom det ger UV -skydd för materialet.

Den optimala kristallina formen i detta fall är rutilo. I denna applikation måste Rutilo ha en ytbeläggning av zirkonium, kiseldioxid eller aluminium för att minimera den fotokatalytiska effekten av farbror₂ Vid PVC -nedbrytning.

Andra användningsområden

Andra användningsområden inkluderar vitre emaljer som används i smält stål och järn, som ger opacitet och syremotstånd.

I textilindustrin används den i trådguiderna, så att de lätt glider under garnet. Friktion mellan trådar och guider genererar statisk elektricitet. Att sprida det, farbror₂ Det måste brännas vid 1300 ºC för att få större elektrisk konduktivitet.

Kan tjäna dig: litiumfluorid: struktur, egenskaper, erhållning, användning

Andra applikationer inkluderar bläckpigmentering för tryck. Som pappersbeläggning, farbror₂ Det gör den vitare, ljus och mer ogenomskinlig.

Det används i kosmetika för att täcka hudens brister samt för att ge vit tandkräm och tvål.

Det gör det möjligt att skydda mat, dryck, kosttillskott och läkemedelsprodukter från för tidig nedbrytning som produceras av effekten av ljus, förlängande produktlivslängd.

Det är en komponent i produktionen av glas, keramik och elektroceramik. Det används i elektriska kretselement. Det används också i syresensorn för avgassystemet för motorfordon.

Farbror₂ Ultrafino används som en del av solblockare, eftersom det är ett starkt absorberande av ultravioletta strålar (UV), både UV-A och UV-B. UV-A-strålar orsakar rynkor och åldrande av huden, och UV-B orsakar brännskador och erytem.

Nanopartiklarna i farbror₂ De används som kemiska reaktioner Catalyst Support Material.

Anatas är en fotokatiserande effektiv som oxiderar organiska föreningar. Medan minderåriga är dess partiklar, desto effektivare är det.

Referenser

1. Bomull, f. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. John Wiley & Sons.
2. Kirk-THERMER (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volym 19 och 24. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
3. Kemiska säkerhetsfakta. (2019). Titandioxid. Återställt från: ChemicalSafetyfacts.org
4. Wypych, George. (2015). PVC -tillsatser. I PVC -formulär (andra upplagan). Återhämtat sig från Scientedirect.com
5. Denning, r. (2009). Förbättra ullprodukter som använder nanoteknologi. I framsteg inom ullteknologi. Återhämtat sig från Scientedirect.com
6. National Library of Medicine. (2019). Titandioxid. Återhämtat sig från: pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov