Oxid de titan (IV) | |
---|---|
General | |
Nume sistematic |
Dioxid de titan |
Chim. formulă | TiO2 _ |
Proprietăți fizice | |
Stat | solid |
Masă molară | 79.866 g/ mol |
Densitate |
(Р) 4,235 г/см³ (А) 4,05 г/см³ (Б) 4,1 г/см³ |
Proprietati termice | |
Temperatura | |
• topirea | 1843 ° C. |
• fierbere | 2972 ° C. |
• descompunere | 2900 ° C. |
Presiunea aburului | [unu] |
Clasificare | |
Reg. numar CAS | 13463-67-7 |
PubChem | 26042 |
Reg. numărul EINECS | 236-675-5 |
ZÂMBETE | O=[Ti]=O |
InChI | InChI=1S/2O.TiGWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N |
Codex Alimentarius | E171 |
RTECS | XR2775000 |
CHEBI | 32234 |
ChemSpider | 24256 |
Siguranță | |
NFPA 704 | 0 unu 0 |
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel. | |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
Оксид титана (iv ) ( диоксид титана , двvormisись титана , титановые белила , пиыевой краситеacь e171 ) . Является основным продуктом титановой индустрии (на производство чистого титана идёт литана идёт литана идёт литана идёт литодь 5 ондустрии )
Оксид титана существует в виде нескольких модификаций. В природе встречаются кристаллы с тетрагональной сингонией ( анатаз , рутил ) и ромбитил и ромбичес нгобичес . Искусственно получены ещё две модификации высокого давления — ромбическая IV и гексагона Vль.
Модификация/Параметр | Рутил | Анатаз | Брукит | Ромбическая IV | Гексагональная V | |
---|---|---|---|---|---|---|
Параметры элементарной решётки, нм | A | 0,45929 | 0,3785 | 0,51447 | 0,4531 | 0,922 |
b | — | — | 0,9184 | 0,5498 | — | |
c | 0,29591 | 0,9486 | 0,5145 | 0,4900 | 0,5685 | |
Число формульных единиц в ячейке | 2 | patru | opt | |||
grup spațial | P4/mnm | I4/amd | Pbca | Pbcn |
При нагревании и анатаз , и брукит необратимо превращаются в рутил (температуры перетературы перетературы перетературы перетевании необратимо необратимо). Основой структур этих модификаций являются октаэдры TiO 6 , то есть каждый ион Ti 4+ окружён шестью ионами O 2 − , а каждый ион O 2− окружён тремя ионами Ti 4+ .
Октаэдры расположены таким образом, что каждый ион кислорода принадлежит трём октаэдрам. В анатазе на один октаэдр приходятся 4 общих ребра, в рутиле — 2.
В чистом виде в природе встречается в виде минералов рутила , анатаза и брукита (по строению первые два имеют тетрагональную, а последний — ромбическую сингонию), причём основную часть составляет рутил.
Третье в мире по запасам рутила месторождение находится в Рассказовском районе Тамском районе Тамстовб . Крупные месторождения находятся также в Чили (Cerro Bianco), канадской провинции Квебек , Сьерора .
Чистый диоксид титана — бесцветные кристаллы (желтеют при нагревании). Для технических целей применяется в раздроблённом состоянии, представляя собой белый покорошоп. Не растворяется в воде и разбавленных минеральных кислотах (за исключением плавиковой ).
Prezea теckcerратprezeра плавления, кипения р разложения для дрnun niciodată модификацийий не кзата рпананакmet (ка altceva .
Modificare | Interval de temperatură, K | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
298—500 | 298—600 | 298-700 | 298—800 | 298-900 | 298—1000 | |
rutil | 60.71 | 62,39 | 63,76 | 64,92 | 65,95 | 66,89 |
anatază | 63.21 | 65.18 | 66,59 | 67,64 | 68,47 | 69.12 |
Modificare | ΔH ° F, 298 , кдж/моль [7] | S° 298 , J/mol/K [8] | ΔG ° F, 298 , кдж/моль [9] | C ° P, 298 , дж/моль/k [10] | , kj/mol [11] |
---|---|---|---|---|---|
rutil | -944,75 (-943,9 [4] ) | 50,33 | -889,49 (-888,6 [4] ) | 55.04 (55.02 [4] ) | 67 |
anatază | -933,03 (938,6 [4] ) | 49,92 | -877,65 (-888,3 [4] ) | 55,21 (55,48 [4] ) | 58 |
Datorită împachetării mai dense a ionilor într-un cristal de rutil, atracția lor reciprocă crește, activitatea fotochimică scade, duritatea (abrazivitatea), creșterea indicelui de refracție (2,55 pentru anatază și 2,7 pentru rutil), constantă dielectrică .
Dioxidul de titan este amfoter , adică prezintă atât proprietăți bazice, cât și acide (deși reacționează în principal cu acizii concentrați).
Медленно растворяется концентрированной серной кислоте, ообразуя сответстcurs ющие соли че…
Când se topesc cu oxizi, hidroxizi, carbonați, titanați se formează - săruri ale acidului titanic ( hidroxid de titan amfoter TiO (OH) 2 )
C пероксидо§ водорода даёё ортотитановую кислоту :
При нагревании с аммиаком даёт нитрид титана :
Când este încălzit, este redus de carbon și metale active ( Mg , Ca , Na ) pentru a reduce oxizi.
При нагревании с хлором в присутствии восстановителей (углерода) образует тетрахлорид титана .
Încălzirea la 2200 °C conduce mai întâi la eliminarea oxigenului cu formarea de Ti 3 O 5 albastru (adică TiO 2 Ti 2 O 3 ), apoi Ti 2 O 3 violet închis .
Dioxidul hidratat TiO 2 n H 2 O [hidroxid de titan(IV), oxohidrat de titan, oxohidroxid de titan], în funcție de condițiile de preparare, poate conține cantități variabile de grupări OH legate Ti, apă structurală, reziduuri acide și cationi adsorbiți. TiO 2 n H 2 O proaspăt precipitat obținut la rece este ușor solubil în minerale diluate și acizi organici puternici, dar aproape insolubil în soluții alcaline. Ușor peptizat cu formarea de soluții coloidale stabile .
п. Их плотность ~ 3,2 г/см³ и выше.
Odată cu îmbătrânirea precipitatului, TiO 2 n H 2 O se transformă treptat în dioxid anhidru, care reține cationii și anionii adsorbiți în stare legată. Îmbătrânirea este accelerată prin fierberea suspensiei cu apă. Structura TiO 2 formată în timpul îmbătrânirii este determinată de condițiile de depunere. Precipitarea cu amoniac din soluții de acid clorhidric la pH < 2 are ca rezultat eșantioane cu structură rutilă, la pH 2–5 cu structură anatazică și dintr-un mediu alcalin, amorf cu raze X. Produsele cu o structură rutilă nu sunt formate din soluții de sulfat.
Кроме того, под воздействием ультрафиолетовых лучей способен разлагать воду и органие ничесокинич.
Реëистрационный номер о — - un2546
Prin inhalareTLV (concentrație maximă admisă): ca TWA (concentrație medie ponderată în timp, SUA) - 10 mg/m³ A4 (ACGIH 2001).
ПДК в воздухе рабочей зоны — 10 мг/м³ (1998)
IARC (IARC) clasifică oxidul de titan ca grupa 2B (potenţial cancerigen) dacă nanoparticulele sunt inhalate [12] .
Оценки безопасности пищевой добавки E171 (Оксид титана) со стороны EFSA (European Food Safety Authority): был разрешён к пищевому применению до 2022 года директивой 94/36/EEC (в отдельных формах) [13] , ADI не установлен, MoS 2250 мг/ кг [14] .
Воонце 2010-х появилось несколько публикаций inra о milise
Interzis în Franța din 2020 [20] . În 2021, Autoritatea europeană de siguranță alimentară a decis că, din cauza datelor noi despre nanoparticule , dioxidul de titan „nu mai poate fi considerat ca un aditiv alimentar sigur”, genotoxicitatea sa , care poate duce la efecte cancerigene, nu poate fi redusă și „o sigură Aportul zilnic al acestui supliment alimentar nu poate fi stabilit. " Comisarul european de sănătate a anunțat planurile de interzicere a utilizării sale în Uniunea Europeană [21]
Potrivit lui Rospotrebnadzor , aditivul alimentar E171 este aprobat pentru utilizare în Rusia [22]
Producția mondială de dioxid de titan la sfârșitul anului 2004 a atins aproximativ 5 milioane de tone [23] .
Основные производители и экспортёры диоксида титана:
В последние годы чрезвычайно ыыстро растёт производство диоксида титана витае .
Сумской государственный институт минеральных удобрений и пигментов (МИНДИП) в своих научно-исследовательских работах особое место уделяет технологиям получения оксида титана (IV) сульфатным способом: исследование, разработка новых марок, модернизация технологии и аппаратурного оформления процесса.
Există două metode industriale principale pentru obținerea TiO2 : din concentrat de ilmenit (FeTiO3 ) și din tetraclorura de titan . Deoarece rezervele ilmenitului nu sunt în mod clar suficiente pentru a răspunde nevoilor industriei, o parte semnificativă a TIO 2 este produsă din tetraclorură de titan.
Первый завод по производству титановых белил из природного титанового минерала ильменита FeTiO 3 был построен в Норвегии в 1918 г., однако первые промышленные партии белил имели жёлтый цвет из-за примесей соединений железа и плохо подходили для живописи , так что фактически белые титановые белила стали использоваться художниками лиш в 1922—1925 г. При этом следprezeт уазать, что до 1925 г. ыыли дост deose л лиш композитные титановые пи extremменты на базе барита или калцита .
Până în anii ’40 dioxidul de titan a fost produs într-o modificare cristalină - anataza (β-TiO 2 ) a sistemului tetragonal cu un indice de refracție de ~2,5
Технология производства состоит из трёх этапов:
1938—1939 г. способ производства изменился — появился так называемый хлорный метод производства белил из тетрахлорида титана , благодаря чему титановые белила стали выпускаться в кристаллической модификации рутил (α-TiO 2 ) — также тетрагональной сингонии , но с другими параметрами решётки и несколько бо́льшим по сравнению с анатазом показателем преломления 2,61.
Există trei metode principale pentru obținerea dioxidului de titan din tetraclorura sa:
Основные применения диоксида титана:
2001 | 2002 | 2003 | 2004 | |
---|---|---|---|---|
America | 1730 | 1730 | 1730 | 1680 |
Europa de Vest | 1440 | 1470 | 1480 | 1480 |
Japonia | 340 | 340 | 320 | 320 |
Australia | 180 | 200 | 200 | 200 |
Alte țări | 690 | 740 | 1200 | 1400 |
Total | 4380 | 4480 | 4930 | 5080 |
Alte aplicații sunt în fabricarea de produse din cauciuc, industria sticlei (sticlă termorezistentă și optică), ca refractare (acoperirea electrozilor de sudură și acoperirea matrițelor), în cosmetică (săpun etc.), în industria farmacologică ca pigment și umplutură pentru unele forme de dozare ( tablete , etc.), în industria alimentară ( aditiv alimentar E171 ) [27] .
Folosit în procesele de purificare a aerului prin fotocataliză .
Sunt în desfășurare cercetări privind utilizarea dioxidului de titan în bateriile fotochimice - celule Grätzel , în care dioxidul de titan, care este un semiconductor cu o bandă interzisă largă de 3-3,2 eV (în funcție de faza cristalină) și o suprafață dezvoltată, este sensibilizat de către coloranți organici [28] .
La 7 februarie 2022, UE a introdus o interdicție privind utilizarea dioxidului de titan (E171) în industria alimentară. Perioada de tranziție va dura 6 luni. Utilizarea dioxidului de titan în industria farmaceutică va continua deocamdată din cauza lipsei de substanțe alternative. [29]
Prețurile pentru dioxid de titan diferă în funcție de gradul de puritate și de marcă. Astfel, dioxidul de titan mai ales pur (99,999%) sub formă de rutil și anatază a costat în septembrie 2006 0,5-1 dolar pe gram (în funcție de mărimea achiziției), iar dioxidul de titan tehnic - 2,2-4,8 dolari pe gram.kg în funcție de marca și volumul achiziției.
Dicționare și enciclopedii | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |
|
Suplimente nutritive | |
---|---|
|