Диоксид титана-физические и химические свойства

Применение Диоксида Титана
04.04.2019

Диоксид титана-физические и химические свойства

Диоксид Титана имеет следующие альтернативные названия – оксид титана, двуокись титана, краситель белого цвета, белый пигмент, титановые белила. Англоязычное название – titanium dioxide.  Является одной из самых распространенных соединений титана и основным продуктом титановой индустрии.

Оксид титана существует в виде нескольких модификаций. В природе встречаются такие кристаллы, как анатаз, рутил (тетрагональная  сингония) и брукит (ромбическая сингония). При термической обработке анатаз и брукит переходят в рутил при температурах 400 – 1000 °С и  750 °С, соответственно. Брукит промышленно почти не производится и в природе встречается редко. Анатазная форма существенно уступает производству рутильной, так как хуже рассеивает свет и менее атмосферостойка.

 

Физические свойства диоксида титана:

Диоксид титана в чистом виде представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, желтеющее при нагревании. В мелкораздробленном состоянии – белый порошок. Практически не растворяется в воде и минеральных кислотах, кроме плавиковой и концентрированной серной.

Температура плавления для рутильной формы = 1870°С

Температура кипения = 2500°С

Плотность при 20°С для рутила = 4,235 г/см кубический.

Химические свойства диоксида титана:

Двуокись титана (диоксид титана)  является амфотерным оксидом, то есть проявляет как кислотные, так и основные свойства.

Медленно реагирует с концентрированной серной кислотой, растворяясь в ней с образованием соответствующего сульфата:
TiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O

Также диоксид титана постепенно растворяется в концентрированных растворах щелочей, например, в гидроксиде натрия, образуя титанаты (производные титановой кислоты):
TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3+ H2O

При нагревании диоксида титана в атмосфере аммиака образуется нитрид титана:
4TiO2 + 4NH3 = 4TiN + 6H2O + O2

Сильными восстановителями, например, активными металлами (Ca, Mg, Na), углеродом или водородом при высокой температуре диоксид титана восстанавливается до низших оксидов. При нагревании с углеродом в атмосфере хлора образуется тетрахлорид титана TiCl4 – этот прием используется в промышленном масштабе для очистки титана от различного рода примесей.


Токсические свойства диоксида титана:

Являясь химически инертным, диоксид титана является малоопасным веществом. В организм может поступать в виде аэрозоля при вдыхании или при приеме внутрь.
ПДК в воздухе рабочей зоны – 10 мг/м3 (1998). TiO2 – это стабильное (самый стабильное из всех известных белых пигментов), нелетучее, нерастворимое в кислотах, щелочах и растворах при нормальных условиях вещество. Отличается высокой реакционной устойчивостью к различным соединениям, в том числе и к токсичным, содержащимся в воздушной среде. Из-за своей инертности, оксид титана не токсичен и, в общем, считается очень безопасным веществом. Он может контактировать с продуктами в упаковке, а в определенных концентрациях его можно использовать и как пищевой краситель.