Dióxido de titânio

O dióxido de titânio, também conhecido como o titânio (IV) ou óxido de titânia, é o óxido natural de titânio, coO dióxido de titânio, também conhecido como o titânio (IV) ou óxido de titânia, é o óxido natural de titânio, com a fórmula química TiO2. Quando usado como pigmento, é chamado de titânio branco, pigmento branco 6 ou CI 77891. Tem uma vasta gama de aplicações, da pintura ao protetor solar, para o corante. Quando usado como um corante alimentar, tem o número E E171.

Presença

O dióxido de titânio aparece na natureza como os minerais conhecidos: anatase, rutilo e brookita. Além disso, como duas formas de alta pressão, uma forma monoclínica “baddeleita” e como uma forma ortorrômbica α-PbO2, ambas encontradas recentemente na cratera de Ries, na Bavária. A forma mais comum é o rutilo, que é também a fase de equilíbrio em todas as temperaturas. As fases metaestáveis e anatase da brookita, se convertem para o rutilo, após aquecimento. O rutilo, o anatásio e a brookita, contêm seis titânios coordenados.

O dióxido de titânio tem oito alterações - além do rutilo, anatásio e brookita há três formas metaestáveis produzidas sinteticamente (monoclínica, tetragonal e ortorrômbica) e cinco formas de alta pressão.

Com o aparecimento natural dos óxidos, pode-se extraí-los para servirem como uma fonte de titânio de uso comercial. O metal também pode ser extraído de outros minerais, como ilmenita, minérios leucoxênicos, ou uma das formas mais puras, “areia de praia” de rutilo. Safiras e rubis tem seu asterismo, a partir das impurezas presentes, do rutilo.

O dióxido de titânio (B) é encontrado como um mineral em bordas desgastadas de “tektites” e “perovskita” e como lamelas em anatase, em veias hidrotermais, com uma densidade relativamente baixa.

Linhas espectrais de óxido de titânio são proeminentes nas estrelas de classe M, que são permissíveis o suficiente para a formação de moléculas do composto químico.

Produção

O dióxido de titânio em bruto é purificado através de conversão do tetracloreto de titânio no processo de cloreto. Neste processo, o minério bruto (TiO2 contendo pelo menos 70%) é reduzido com carbono, oxidado com o cloro para dar tetracloreto de titânio; ex: cloração carbotérmica.Este tetracloreto de titânio é destilado, e re-oxidado em uma chama de oxigênio puro ou plasma entre 1500-2000K, para dar dióxido de titânio puro, ao mesmo tempo regenerando o cloro. O cloreto de alumínio é freqüentemente adicionado ao processo como um fornecedor de rutilo; o produto é principalmente anatásio em sua ausência.

Outro processo amplamente utilizado é o da ilmenita como fonte de dióxido de titânio, que é digerido em ácido sulfúrico. O subproduto sulfato de ferro (II) é cristalizado e filtrado fora, par se chegar apenas a ceder o sal de titânio na solução de digestão, que é processado ainda para dar dióxido de titânio puro. Outro método para aperfeiçoar a ilmenita é chamado de processo Becher. Um método para a produção de dióxido de titânio com relevância para a nanotecnologia, é a síntese solvotérmica do dióxido de titânio.

Nanotubos

O anatase pode ser convertido por síntese hidrotérmica para nanotubos inorgânicos de anatase delaminado e nanofitas de “titanato”, os quais são de interesse potencial como suporte catalítico e foto catalisador. Em síntese, o anatase é misturado com hidróxido de sódio 10 M e aquecido a 130 ° C por 72 horas. O produto da reação é lavado com ácido clorídrico diluído e aquecido a 400 ° C por mais 15 horas. O rendimento dos nanotubos é quantitativo, os quais têm um diâmetro exterior de 10 a 20 nm, um diâmetro interno de 5 a 8 nm e tem um comprimento de 1 ìm. Numa temperatura maior de reação (170 ° C) e volume menor, aparecem os nanofios correspondentes.

Aplicações

Pigmento

O dióxido de titânio é o pigmento branco mais utilizado, devido ao seu brilho e alto índice de refração (n = 2,7), onde é superado apenas por outros materiais. Cerca de 4 milhões de toneladas de TiO2 pigmentares são consumidas anualmente em todo o mundo. Quando depositado como uma película fina, o seu índice de refração e cores, o tornam um excelente revestimento refletor ótico de espelhos dielétricos e algumas pedras preciosas como o "topázio de fogo místico". O TiO2 é também um opacificante eficaz na forma de pó, onde é empregado como pigmento para proporcionar brancura e opacidade aos produtos como tintas, revestimentos, plásticos, papéis, tintas, alimentos, medicamentos (ou seja, comprimidos e pastilhas), assim como a maioria dos cremes dentais . Na pintura, é muitas vezes referido no jargão, como "o branco perfeito", "o branco mais branco" ou termos similares. A opacidade é melhorada pelo dimensionamento ideal das partículas de dióxido de titânio.

Em esmaltes cerâmicos de dióxido de titânio, atua como um opacificante na formação de cristais sementes.

O dióxido de titânio é usado freqüentemente para branquear o leite desnatado, o que foi demonstrado estatisticamente e para aumentar o sabor do leite desnatado.

O dióxido de titânio é usado para marcar as linhas brancas nas quadras de tênis do All England Lawn Tennis e Croquet Club, mais conhecido como o palco para o torneio anual de tênis do, Campeonato Grand Slam, em Wimbledon.

O exterior do foguete Saturno V foi pintado com dióxido de titânio, o que os astrônomos posteriormente permitiram determinar que J002E3 foi o estágio S-IVB da Apollo 12 e não um asteróide.

Protetor solar e absorvência de UV em cosméticos

Os protetores solares, bloqueadores de UV e produtos cosméticos para pele, usam o dióxido de titânio como um pigmento, protetor solar e espessante. Ele também é usado como pigmento de tatuagem e em lápis hemostático. O dióxido de titânio é produzido em diferentes tamanhos de partículas, dispersíveis em óleo e água, com diferentes revestimentos para a indústria cosmética. Este pigmento é usado extensivamente em plásticos e outros aplicativos pelas suas propriedades de resistência à radiação UV, onde ele atua como um absorvedor de UV, transformando eficientemente a energia destrutiva da luz UV, em calor.

O dióxido de titânio é encontrado em quase todos os protetores solares, como um bloqueador físico por causa de seu alto índice de refração, sua grande capacidade de absorver a luz UV e a sua resistência à descoloração sob esta luz. Esta vantagem