Titan dioksid

Titan dioksid ( qida boyası E171 ) TiO ₂ tetravalent titanın amfoter oksididir. Bu titan sənayesinin əsas məhsuludur (titan filizinin yalnız 5%-i saf titan istehsalı üçün istifadə olunur).

Strukturu

Titan dioksid bir neçə modifikasiyada mövcuddur. Təbiətdə tetraqonal sinqoniya ( anataz, rutil ) və rombik sinqoniya ( brukit ) olan kristallara rast gəlinir. Daha iki yüksək təzyiq modifikasiyası isə süni şəkildə əldə edilmişdir.

Qızdırıldıqda həm anataz, həm də brukit geri dönməz şəkildə rutilə çevrilir (keçid temperaturu müvafiq olaraq 400-1000 °C və təxminən 750 °C-dir). Bu modifikasiyaların strukturlarının əsasını TiO ₆ oktaedr təşkil edir, yəni hər Ti ⁴⁺ ionu altı O ^{2 −} ionu və hər O ²⁻ ionu üç Ti ⁴⁺ ionu ilə əhatə olunmuşdur.

Oktaedrlər elə düzülmüşdür ki, hər bir oksigen ionu üç oktaedrə aid olsun. Anatazda hər oktaedrdə 4 ümumi kənar, rutildə isə 2 olur.

Təbiətdə

Saf formada təbiətdə rutil, anataz və brukit mineralları şəklində rast gəlinir (ilk ikisi tetraqonal quruluşa malikdir, sonuncusu isə rombvari sinqoniyaya malikdir), əsas hissəsi rutildir.

Dünyada üçüncü ən böyük rutil yatağı Tambov vilayətinin Rasskazovski rayonunda yerləşir. Böyük yataqlara Çilidə (Cerro Bianco), Kanadanın Kvebek əyalətində və Syerra-Leonedə də rast gəlinir.

Xüsusiyyətlər

Fiziki, termodinamik xüsusiyyətləri

Metal titanı anodlaşdırmaqla əldə edilən titan dioksid nanoborucuqlarının işlənmiş elektron görüntüsü. Borunun diametri 70 nm, uzunluğu 1000 nm

Saf titan dioksid rəngsiz kristaldır (qızdırdıqda sarıya çevrilir). Texniki məqsədlər üçün ağ toz halında istifadə olunur. Suda və durulaşdırılmış mineral turşularda ( hidrofluorik turşudan başqa) həll olunmur.

• Rutil üçün ərimə nöqtəsi 1870 °C-dir (digər məlumatlara görə - 1850 °C, 1855 °C)
• Rutil üçün qaynama nöqtəsi 2500 ° C-dir.
• 20 °C-də sıxlıq :

rutil üçün 4,235 q/sm³

anataza üçün 4,05 q/sm³ (3,95 q/sm³ )

brookit üçün 4,1 q/sm³

• Rutilin parçalanma temperaturu 2900 °C

Kimyəvi xassələri

Rutil şəklində titan dioksid



Titan atomları boz, oksigen atomları qırmızı rəngdə göstərilmişdir

Titan dioksid amfoterdir, yəni həm əsas, həm də turşu xassələri nümayiş etdirir (baxmayaraq ki, əsasən konsentratlaşdırılmış turşularla reaksiya verir).

Konsentratlı sulfat turşusunda tədricən həll olunaraq, dörd valentli titanın müvafiq duzlarını əmələ gətirir:

$𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\to }𝖳𝗂\mathsf{(}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Oksidlər, hidroksidlər və karbonatlar ilə birləşdikdə titanatlar əmələ gəlir - titan turşusunun duzları (amfoter titan hidroksid TiO(OH) ₂ )

$𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖡𝖺𝖮\mathsf{\to }𝖡𝖺𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

$𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Hidrogen peroksid ilə ortotitan turşusuna çevrilir:

$𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Ammonyakla qızdırıldıqda titan nitridi əmələ gəlir:

$\mathrm{𝟦}𝖳𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟦}𝖳𝗂𝖭\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Qızdırıldıqda, karbon və aktiv metallar ( Mg, Ca, Na ) ilə aşağı oksidlərə qədər azalır.

Azaldıcı maddələrin (karbon) iştirakı ilə xlor ilə qızdırıldığında, titan tetraxlorid əmələ gətirir.

Havada qurudulduqda sıxlığı 2,6 q/sm³ olan həcmli ağ toz əmələ gətirir. (ortotitan turşusu). Vakuumda uzun müddət qızdırıldıqda və qurudulduqda, tədricən susuzlaşır. ərkibli çöküntülər isti məhlullardan çökmə yolu ilə, metal titanın HNO ₃ ilə qarşılıqlı təsiri və s. yolu ilə əldə edilir. Onların sıxlığı ~ 3,2 q/sm³ və daha yüksəkdir. Onlar seyreltilmiş turşularda praktiki olaraq həll olunmur və peptizasiyaya qadir deyillər.

Bundan əlavə, ultrabənövşəyi şüaların təsiri altında suyu və üzvi birləşmələri parçalamağa qadirdir.

Zəhərli xüsusiyyətlər, fizioloji təsirlər, təhlükəli xüsusiyyətlər

BMT Qeydiyyat Nömrəsi : UN2546

Nəfəs aldıqda

maksimum icazə verilən konsentrasiya - 10 mq/m³

İş zonasının havasında - 10 mq/m³ (1998)

Nanohissəciklər nəfəsə çəkilərsə titan oksidini potensial kanserogen kimi təsnif edirlər.

Qida əlavəsi kimi E171

Avropa Qida Təhlükəsizliyi Təşkilatı tərəfindən qida əlavəsinin E171 (Titan dioksid) təhlükəsizliyinin qiymətləndirilməsi: 2022-ci ilə qədər qida istifadəsi üçün təsdiq edildi (fərdi formalarda), 2250 mq/kq.

2010-cu illərin sonlarında siçanlarda və ya az sayda xəstələrdə titan oksidi ilə bağlı tədqiqatlar haqqında bir neçə nəşr çıxdı. Dərc edilmiş məlumatlar əsasında riskləri yenidən qiymətləndirmək üçün heç bir səbəb tapılmadı.

ABŞ-də qida məhsullarında (çəki 1%-dən çox olmayan səviyyədə), kosmetikada və dərman məhsullarında qida əlavəsi boyası E171 (Titan dioksid) istifadəsinə icazə verilir.

2020-ci ildən Fransada qadağan edilib. 2021-ci ildə Avropa Qida Təhlükəsizliyi Təşkilatı nanohissəciklər haqqında yeni məlumatlara görə titan dioksidin artıq təhlükəsiz qida əlavəsi kimi qəbul edilə bilməyəcəyinə qərar verdi ki, onun kanserogen təsirlərə səbəb ola biləcək genotoksikliyi azaldıla bilməz və bu qida əlavəsi üçün təhlükəsiz gündəlik qəbul səviyyəsi müəyyən edilə bilmədiyi qənaətinə gəldi. Avropa Səhiyyə Komissarı onun bütün Avropa İttifaqında istifadəsini qadağan etmək planlarını açıqladı.

Rospotrebnadzor görə, qida əlavəsi E171 Rusiyada istifadə üçün təsdiq edilmişdir.

Emal və istehsal

2004-cü ilin sonunda titan dioksidin dünya istehsalı təxminən 5 milyon tona çatdı.

Titan dioksidin əsas istehsalçıları və ixracatçıları:

• Finlandiya və Almaniyanın ərazilərini əhatə edən alman şirkəti ( Şablon:Dil-de)
• Krım titanı şirkəti (Rusiya/Ukrayna, Armyansk)
• Sumıximprom (Sumı, Ukrayna)
• Kronos Titan (Nordenham, Almaniya)
• Tronoks (Oxlaxoma-Siti, ABŞ) və s.

Son illərdə Çində titan dioksid istehsalı son dərəcə sürətlə artmışdır.

Avropa Birliyində qadağası

7 fevral 2022-ci ildə Aİ qida sənayesində titan dioksidin (E171) istifadəsini qadağan etdi. Keçid dövrü 6 ay davam edəcək. Lakin əczaçılıq sənayesində istifadəsi alternativ maddələrin olmaması səbəbindən hələ də davam edəcəkdir.

Qiymətlər və bazar

Titan dioksidin qiymətləri saflıq və sinifdən asılı olaraq dəyişir. Belə ki, 2006-cı ilin sentyabrında rutil və anataz formasında olan ultra saf (99,999%) titan dioksidin qramı 0,5-1 dollara (satın almanın ölçüsündən asılı olaraq), texniki titan dioksidin isə markasından və alış həcmindən asılı olaraq kiloqramı 2,2-4,8 dollara başa gəlib.