Titandioksid er en viktig titanforbindelse som blir brukt som hvitt fargepigment i mange produkter, som blant annet maling, tannkrem og legemidler. Titandioksid ble tidligere brukt som tilsetningsstoff i mat, men i 2022 ble det forbudt å bruke titandioksid matvarer i Norge og EU.
titan(IV)oksid
TiO2
Titandioksid brukes som hvitt fargestoff i maling. Fargestoffet kalles titandioksidpigment.
Titandioksid brukes som hvitt fargestoff i flere ulike produkter og kalles titandioksidpigment. Fargestoffet blir brukt i maling, ferniss og lakk, og som tilsetning i blant annet papir, tapet, plast, gummi, linoleum, keramikk og emalje.
Titandioksid blir også brukt som elektrisk isolerende materiale i elektroindustrien, blant annet i kondensatorer og i hylstere for sveiseelektroder.
Syntetiske smykkestener kan lages av en type titandioksid kalt rutil.
Titandioksid brukes i legemidler og kosmetiske produkter, som solkrem, leppestifter, pudder, såper og tannkrem.
I august 2022 ble det forbudt å bruke titandioksid i matvarer i Norge og EU. Det hadde frem til da blitt brukt som tilsetningsstoff i blant annet godteri og kakepynt. Titandioksid har E-nummer E 171 som tilsetningsstoff i mat.
Titandioksid er et fast stoff med kraftig hvit farge. Det har smeltepunkt ved 1855 °C, høy lysbrytningsevne og dispersjon. Titandioksid har en uovertruffen dekkraft som hvitt pigment, titanhvitt, stor lysbestandighet og kjemisk reaksjonsevne. Ved oppvarming blir titandioksid gult.
I glødet tilstand løser oksidet seg verken i vann, fortynnede syrer eller alkalier. I varm konsentrert svovelsyre og flussyre løser det seg langsomt. Støkiometrisk titandioksid er en isolator med resistivitet rundt 1011 Ωm. Ikke-støkiometrisk titandioksid, for eksempel TiO1,997, er en halvleder.
Titandioksid eksisterer i tre polymorfe modifikasjoner, kjent som mineralene rutil, anatas og brookitt. De to første blir brukt som pigmenter. Alle tre er bygd opp av \(\ce{TiO_6}\)-oktaedre, men oktaedrene er bundet sammen på ulik måte hos de ulike mineralene. Ved oppvarming til over 800 °C omdannes anatas og brookitt til rutil, som er den stabile modifikasjonen. Rutil har den høyeste lysbrytningsindeksen av de tre (2,6–2,9), men alle er høyere enn for diamant (2,41).
Grenseverdien for \(\ce{TiO_2}\)-støv (finfordelt) i arbeidsmiljøet er satt til 5 mg/m3 luft.
Ilmenitt som brukes til å lage titandioksid hentes ut fra dagbruddet til Titania i Rogaland.
Storindustriell fremstilling av titandioksid foregår enten ved sulfatprosessen eller kloridprosessen. I Europa blir mye titandioksid fremstilt fra ilmenitt (titanjernstein) etter sulfatprosessen, mens kloridprosessen vanlig i USA.
Sulfatmetoden er av norsk opprinnelse og ble utarbeidet av Peder Farup og Gustav Adolf Jebsen. Verdens første fabrikk for fremstilling av titandioksid for bruk som pigment etter deres metode kom i gang i 1918 ved Titan Co. A.S. i Fredrikstad. Titandioksid blir idag produsert på samme sted ved Kronos Titan AS i Fredrikstad, som får sin malm fra Titania AS i Rogaland.
Ved sulfatprosessen blir ilmenittkonsentrat, \(\ce{FeTiO_3}\), behandlet med konsentrert svovelsyre ved 150–200 °C. Dette gir en løsning av titan(IV)- og jern(II)sulfat, som vist i følgende reaksjonsligning:
FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O
Eventuelt treverdig jern som blir dannet, reduseres til toverdig ved tilsetning av jernskrap. Ved avkjøling felles jern(II)sulfatet, FeSO4·7H2O, ut. Det fjernes ved filtrering og anvendes til dels som vannrensningsmiddel. Ved koking av titanoksidsulfatet i vann dannes fast titan(IV)oksidhydrat, som filtreres fra og glødes i roterende ovn ved ca. 1000 °C til vannfritt titandioksid:
TiOSO4 + nH2O = TiO2·aq + H2SO4
Hydrolysen fører normalt til felling av anatas, men ved tilsetning av krystallisasjonskim av rutil kan den utføres slik at rutil dannes direkte.
Kloridprosessen tar utgangspunkt i titantetraklorid fremstilt ved klorering av rutilkonsentrater. Kloridet forbrennes i dampform med luft eller oksygen ved 650–750 °C:
TiCl4 + O2 = TiO2 + 2Cl2
Ved denne metoden får man rutilmodifikasjonen direkte.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.