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Titan(IV)-oxid
Strukturformel und Molekülmodell
Titan(IV)-oxid-Pulver
Allgemeines
Molekularformel	TiO2
IUPAC-Name	Titan(IV)oxid
Andere Namen	titanweiß, E171, rutil, Dioxotitan, Titandioxid
Molmasse	79,90 G/Maulwurf
LÄCHELN	O=Ti=O
in Chile	1/2O.Ti/rO2Ti/c1-3-2
CAS-Nummer	13463-67-7
EG-Nummer	236-675-5
PubChem	26042
Physikalische Eigenschaften
Aggregatzustand	Fest
Farbe	Weiß
Dichte	4,23 g/cm²
Schmelzpunkt	1855 °C
Siedepunkt	2500 °C
Unlöslich in	Wasser
Thermodynamische Eigenschaften
ΔfhuhÖG	−249 kJ/Maulwurf
ΔfhuhÖl	−879 kJ/Maulwurf
ΔfhuhÖso	−944 kJ/Maulwurf
soÖso	51 J/Maulwurf·k
Ernährungseigenschaften
Ist gefunden in	inklusive Zahnpasta
Art Zusatzstoff	Weißmacher
E-Nummer	E171
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
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Titan(IV)-oxid oder Titandioxid (TiO₂) ist ein Oxid von Titan. Es kommt in der Natur als Mineralien vor rutil, Anatas oder Brookit. Titan(IV)-oxid wird verwendet als Pigment und wird dann Titanweiß erwähnt. Es ist ein ungiftiges Pigment mit hoher Deckkraft dank seines hohen Brechungsindex der Kristalle. Es hat starke optische Eigenschaften wie Weißheit und Klarheit. Es zieht leicht in Wasser, Kunststoffe und Bindemittel ein und schützt die Qualität der Produkte vor den schädlichen Auswirkungen von UV-Strahlung.

Titan(IV)-oxid wird aus Titanerz gewonnen. 95 % des geförderten Erzes werden zur Herstellung von Titan(IV)-dioxid verwendet, nur 5 % für das Metall Titan.

Das Erz kommt in verschiedenen Formen vor, als rutil (ein sehr feines Pulver), wenn Anatas (eine Form aus Nanokristallen) und wenn Brookit. Sowohl die Anatas- als auch die Rutil-Form werden in Pigmenten verwendet, aber Anatas ist die weißeste Form.

Die Herstellung von Titan(IV)-oxid erfordert viel Abfall kostenlos. Um zu verhindern, dass diese Abfälle in die Umwelt gelangen, wurde eine spezielle europäische Richtlinie eingeführt: Richtlinie 78/176/EWG des Rates vom 20. Februar1978 auf Abfälle aus der Titandioxid-Industrie.

Verwendung in Farbe

Titan(IV)-oxid hat die ältere, ebenfalls gut deckende aber sehr giftige, Bleiweiß (2PbCO₃Pb(OH)₂) vollständig unterdrückt. Ein weiteres häufig verwendetes Weißpigment ist Zinkweiß (ZnO).

Ein weiterer Unterschied zwischen Titandioxid und Zinkweiß besteht darin, dass Titan(IV)-Oxid leicht gelblich leuchtet, wodurch das Weiß etwas wärmer wird. Zinkweiß ist eine kühlere Farbe. Die Partikel im Pigment Titan(IV)-oxid sind relativ groß. Das bedeutet, dass darunterliegende Farbschichten noch durch die Farbe hindurchscheinen können. Die reflektierte Farbe Licht können sich in den Hohlräumen zwischen den Pigmentpartikeln vermehren. Um den Reflexionskoeffizienten weiter zu erhöhen, wird ein Lackhersteller daher dem Titan(IV)-Oxid ein anderes, weniger weißes, aber feineres Pigment beimischen.

Titan(IV)-oxid wird üblicherweise als a . geliefert Suspension im Leinsamenöl. Leinöl neigt jedoch im Laufe der Jahre zur Vergilbung. Um das Weiß rein zu halten, wird Titan(IV)-Oxid in einer teureren Version in . geliefert Distelöl.

Die Anatas-Version von Titan(IV)-Oxid wird seit etwa 1920 von Malern verwendet. Wenn dieses Oxid in vermeintlich alten Dokumenten oder Gemälden gefunden wird, handelt es sich zweifellos um eine Fälschung. Dies war zum Beispiel bei der Vinland-Karte.

Andere Anwendungen

Neben Anwendungen in Lacken (auch in Straßenfarbe) wird der Stoff als Füllstoff im Besonderen) Papier-, Keramik, Tinte, Zement, Korrekturflüssigkeit, Gummi, Glas, Hautpflegemittel und Kunststoffe Titandioxid wird auch in Sonnencremes verwendet, da es als UV-Wirkstoff ultraviolette Strahlung absorbiert und reflektiert.

Titan(IV)oxid wird in Lebensmitteln unter E-Nummer E171, besonders in Zahnpasta, Kaugummi und Medikamente. Es wird auch verwendet, um zu sein photokatalytisch Eigenschaften. Es ist möglich mit Beleuchtung mit ultraviolett fast alles organische Verbindungen brechen, sowohl in der Luft als auch in Wasser. Es wird in pharmazeutischen Präparaten verwendet, um Arzneimittel vor dem Abbau durch Licht zu schützen, wodurch sowohl Kapseln als auch Primärpackmittel opak gemacht werden können.

Produktion

Es gibt zwei Herstellungsverfahren für Titan(IV)-oxid:

• Sulfatprozess
• Chloridprozess

Im Sulfatverfahren konzentriert Schwefelsäure interagieren mit dem eisenhaltigen Titanerz und wandeln die Metalle in Sulfate. Da sich die Leute hauptsächlich für die Titansulfat werden die anderen Sulfate entfernt durch Klärung, Kristallisation und Hydrolyse. Bei der Hydrolyse entsteht Titandioxid-Monohydrat, das Kalzinierung wird in Titan(IV)-oxid umgewandelt. Abschließend erfolgt je nach Anwendung des Pigments eine entsprechende Nachbehandlung. Sofern die Dünnsäure (verdünnte Schwefelsäure nach Reaktion mit den Erzen) im Sulfatverfahren zurückgewonnen und wiederaufbereitet wird, ist das Sulfatverfahren umweltfreundlicher geworden.

Das Chloridverfahren ersetzt jedoch zunehmend das Sulfatverfahren. Beim Chloridprozess wird das Titanerz Chlorgas konvertiert zu Titan(IV)-chlorid (TiCl₄). Trotzdem sind die Mächtigen oxidierend Wirkung von Chlor a Temperatur von 950 bis 1100 °C, die mit Koks erreicht wird. Das Titan(IV)-Chlorid wird dann gereinigt und mit Sauerstoff oxidiert, wodurch reines Titan(IV)-Oxid als Endprodukt erhalten wird.

Der weltweit größte Produzent von Titan(IV)-oxid ist DuPont de Nemours (nur durch das Chloridverfahren) zu den wichtigsten Herstellern gehören The National Titanium Dioxide Company Ltd. (Kristall), Tronox (KerrMcGee), Apollo/Tioxide, Kronos und Ishihara. Die Gesamtproduktion von Titan(IV)-Oxid betrug im Jahr 2007 mehr als fünf Millionen Tonnen (ca. 10 Milliarden US-Dollar). Um 2005 gingen 59,5 % an Kunden aus der Lackindustrie, 22,9 % an die Kunststoffindustrie und 9,2 % der Gesamtproduktion an die Papierindustrie.^[1]Laut European Coating Journal (Juli 2015) beträgt die geschätzte Produktion nun rund 6,5 Millionen Tonnen/Jahr. Du Pont ist mit 1,2 Millionen Tonnen der größte, gefolgt von Huntsman (900.000 Tonnen), Cristal (800.000 Tonnen) und Kronos (550.000 Tonnen). Die Gesamtproduktion in China beträgt rund 2,2 Millionen Tonnen.