Dióxido de titânio

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Dióxido de titânio
O Titanium(IV) oxide
The unit cell of rutile
Geral
Nome IUPAC
(sistemática)
Dióxido de titânio
Óxido de titânio (IV)
Outros nomes Titânia,
Rutilo
Brookita
Anatase
[[Fórmula Química TiO2
Massa molar 79,87 g•mol−1
Cor e aparência sólido branco
Número CAS 13463-67-7
Número E E171
Número HS Óxidos de titânio: 2823.00
2823.00.10.000(anatase)
2823.00.90.000(outros)
Propriedades Físicas
Densidade 4,23 g.cm–3
Ponto de fusão 1870°C
Ponto de ebulição 2972°C
Constante dielétricaεr 80-110
Capacidade térmica 298,13 J/(mol °C)
Condutibilidade térmica 6,531 W/(m K)
Solubilidade Insolúvel
Propriedades Termodinâmicas
f 249 kJ•mol−1 (gás)
879 kJ•mol−1 (líquido)
944 kJ•mol−1 (sólido)
51 J•mol-1•K−1
Unidades do SI são usadas quando possível. Salvo
quando especificado o contrário, são consideradas
condições normais de temperatura e pressão

O dióxido de titânio é particularmente útil para o tratamento de água não potável. Funcionando como um filtro, o material é eficiente e tem baixo custo — evitando incrustações —, bloqueando a passagem de quaisquer contaminantes.

Ao expor o dióxido de titânio ao sol, torna-se possível ainda separar o hidrogênio de águas não potáveis. O produto pode então ser utilizado como combustível em fábricas. De acordo com os criadores, a substância, atualmente, é capaz de gerar 1,53 milímetros de hidrogênio por litro de água, processo que toma uma hora. Trata-se de um desempenho três vezes melhor do que o dos tradicionais catalisadores de platina.O 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[editar | editar código-fonte]

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. 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.

Aplicações [1] [editar | editar código-fonte]

  • Corante industrial - É o pigmento branco mais utilizado devido ao seu brilho, alto índice de refração e à sua baixa deterioração ao longo do tempo. É ainda aplicado de forma a tornar mais brancas e opacas as tintas, revestimentos, plásticos, papéis, assim como em todos os produtos de decoração brancos.
  • Corante dentífrico - Praticamente todas as pastas de dentes levam dióxido de titânio de forma a produzir uma pasta mais branca.
  • Corante alimentar – Usado em pastilhas elásticas, rebuçados e gelados brancos, e inclusive no leite, sendo estes apenas alguns dos exemplos.
  • Corante têxtil - Tecidos sintéticos conseguem um branco perfeito devido ao dióxido de titânio.
  • Cosméticos - O dióxido de titânio é usado em cosméticos para a pele e protetores solares como um bloqueador físico, devido ao seu alto índice de refração e à sua grande capacidade de absorver a luz UV.
  • Purificação da água - O dióxido de titânio funciona como um filtro, bloqueando a passagem de qualquer contaminante. Também pode ser usado para dessalinização da água.
  • Construção civil - O cimento branco, bem como cerâmicas e revestimentos brancos têm na sua constituição dióxido de titânio.
  • Baterias - Baterias com ânodo formado por nanopartículas de dióxido de titânio podem durar até duas vezes mais que os modelos tradicionais.

Toxicidade[1] [editar | editar código-fonte]

As principais vias exposição ao dióxido de titânio são a dérmica, pulmonar e oral, podendo passar pelas barreiras celulares por fagocitose ou através do bolbo olfatório, deslocando-se pelo corpo através do sistema circulatório e linfático. Assim, estas partículas atingem diversos órgãos como o sistema nervoso central, medula óssea, fígado, coração e os gânglios linfáticos. Devido à sua elevada estabilidade, pode permanecer no corpo e ambiente por longos períodos de tempo.

Comunicação do risco[editar | editar código-fonte]

Por ser amplamente utilizado, a exposição a este composto é grande, no entanto os riscos para a saúde pública ainda não estão totalmente esclarecidos. Os estudos realizados com dióxido de titânio em modelos animais demonstraram efeitos citotóxicos em células neuronais, queratinócitos, macrófagos, células do epitélio pulmonar, entre outros. Este facto, fez com que a IARC (International Agency for Research on Cancer) lhe atribuísse a categoria 2B (possível carcinogénico humano), o que significa que ainda são necessários mais estudos que esclareçam o efeito carcinogénico em humanos.

Nanotubos[editar | editar código-fonte]

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.

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.

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. a b Dióxido de Titânio (10/06/2014). Página visitada em 10/06/2014.