Tlenek tytanu(IV)


Tlenek tytanu(IV) w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Tlenek tytanu(IV), biel tytanowa, TiO
2 – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek tytanu na IV stopniu utlenienia.

Spis treści

Otrzymywanie | edytuj kod

Otrzymywany może być metodą siarczanową lub chlorkową[6].

W metodzie siarczanowej surowcem był pierwotnie ilmenit; obecnie zwykle wykorzystuje się żużel bogaty w tytan. W obu przypadkach stosuje się działanie kwasem siarkowym w celu uzyskania siarczanu tytanylu (TiOSO
4), np. [6]:

FeTiO
3
+ 2H
2SO
4 → TiOSO
4 + FeSO
4
+ H
2O

TiOSO
4 oddziela się i poddaje hydrolizie do uwodnionego tlenku, który następnie wypraża się w temp. ok. 1000 °C w celu uzyskania produktu o odpowiedniej wielkości ziaren[6].

W metodzie chlorkowej poza ilmenitem i żużlem wykorzystuje się też inne minerały bogate w tytan, leukoksen i rutyl. Surowiec miesza się ze źródłem węgla i praży w obecności chloru, uzyskując gazowy TiCl
4
. Produkt ten izoluje się w czystej formie i poddaje utlenieniu tlenem do końcowego produktu. Powstający równocześnie chlor jest zawracany do pierwszego etapu[6]:

TiCl
4 + O
2 → TiO
2↓ + 2Cl
2

Właściwości | edytuj kod

Dwutlenek tytanu występuje naturalnie w trzech odmianach polimorficznych: jako minerały rutyl i anataz o strukturze tetragonalnej oraz rombowy brukit. Dwie ostatnie przechodzą w najtrwalszy rutyl powyżej temperatury 800–900 °C.

Dwutlenek tytanu jest najpowszechniejszym i najtrwalszym tlenkiem tytanu. Jest to biały proszek o temperaturze topnienia ok. 1830 °C i temperaturze wrzenia ok. 2500 °C. Ma właściwości amfoteryczne – reaguje ze stężonym kwasem siarkowym, a stapiany z wodorotlenkami, węglanami lub tlenkami innych metali przechodzi w tytaniany. Nie jest rozpuszczalny w wodzie.

W układzie tytan-tlen istnieje szereg niższych tlenków o ogólnym wzorze TinO2n–1 dla n = 4–10 (fazy Mangnèliego).

TiO2 charakteryzuje się:

Zastosowanie | edytuj kod

W Unii Europejskiej TiO
2 jest dopuszczony jako dodatek do żywności o numerze E171[7]. W 2021 r. eksperci z European Food Safety Authority (EFSA) orzekli jednak, że nie jest on już uznawany za bezpieczny[8].

W nowoczesnych technologiach znajduje on zastosowanie do wytwarzania:

Jest również stosowany w tradycyjny już sposób jako pigment (biel tytanowa) do produkcji papieru, żywności, tworzyw sztucznych, kosmetyków, farmaceutyków, porcelany, farb i emalii oraz jako stabilizator koloru szkliw.

Charakterystyka fotochemiczna | edytuj kod

Właściwości fotoelektrochemiczne TiO2 związane są z absorpcją promieniowania. Dwutlenek tytanu charakteryzuje się wysoką absorpcją w zakresie UV i dochodzącą do zaledwie kilku procent absorpcją promieniowania w zakresie widzialnym ViS. Aby zwiększyć zakres absorpcji światła w zakresie widzialnym, co ma zasadnicze znaczenie w ogniwach słonecznych oraz w fotorozkładzie wody, trwają nieustanne prace nad modyfikacją jego właściwości.

Zagrożenia | edytuj kod

W 2019 r. rząd francuski podjął decyzję o zakazie jego stosowania od 2020 r. jako dodatku do żywności ze względu na brak wystarczających dowodów, że jego spożywanie jest bezpieczne dla zdrowia[9].

TiO
2 w formie nanocząstek może powodować zagrożenia dla zdrowia osób przewlekle narażonych na jego wdychanie. W badaniach na zwierzętach stwierdzono wzrost ryzyka wystąpienia nowotworów oraz negatywny wpływ na rozwój płodu i funkcjonowanie układu rozrodczego u osobników narażonych na nano-TiO
2. Nie ma jednak dowodów naukowych potwierdzających występowanie tego typu negatywnych efektów u ludzi[10].

Przypisy | edytuj kod

  1. a b Encyklopedia popularna. Wyd. XVII. Warszawa: PWN, 1982, s. 815. ISBN 83-01-01750-3.
  2. a b c d Encyklopedia popularna, Tom IV. Wyd. II. Warszawa: PWN, 1989, s. 571. ISBN 83-01-00000-7.
  3. Podręczny słownik chemiczny, RomualdR. Hassa (red.), JanuszJ. Mrzigod (red.), JanuszJ. Nowakowski (red.), Katowice: Videograf II, 2004, s. 55, ISBN 83-7183-240-0 .
  4. a b Titanium(IV) oxide (nr 718467) w katalogu produktów Sigma-Aldrich (Merck KGaA). [dostęp 2011-02-21].
  5. Tlenek tytanu(IV) (nr 718467) w katalogu produktów Sigma-Aldrich (Merck KGaA). [dostęp 2011-06-24].
  6. a b c d FrançoisF. Cardarelli FrançoisF., Materials Handbook. A Concise Desktop Reference, wyd. 2, London: Springer, 2008, s. 286–288, DOI/10.1007/978-1-84628-669-8, ISBN 978-1-84628-669-8, OCLC 261324602 .
  7. E171: Titanium dioxide (ang.). [dostęp 2019-05-09].
  8. Titanium dioxide: E171 no longer considered safe when used as a food additive, www.efsa.europa.eu [dostęp 2021-11-06]  (ang.).
  9. France to ban titanium dioxide whitener in food from 2020, Reuters, 17 kwietnia 2019 [dostęp 2019-05-09]  (ang.).
  10. Anna MariaA.M. Świdwińska-Gajewska Anna MariaA.M., SławomirS. Czerczak SławomirS., Nanocząstki ditlenku tytanu – działanie biologiczne, „Medycyna Pracy”, 2015, DOI10.13075/mp.5893.00096, PMID25812394 .
Barwniki spożywcze (numery E: E100–E199) Kontrola autorytatywna (związek chemiczny):Encyklopedia internetowa:
Na podstawie artykułu: "Tlenek tytanu(IV)" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy