Cấu tạo TiO2 có mạng lưới tứ phương trong đó mỗi ion Ti4+ được ion O2- bao quanh kiểu bát diện, đây là kiến trúc điển hình của hợp chất có công thức MX2.. Tính chất vật lý TiO2 gồm có 4
Trang 1Nhóm 25 – Lớp L03
GVHD:Trần Minh Hương
Thành viên:
1) Phùng Thị Thùy Linh - MSSV: 61001728
2) Huỳnh Tuyết Phương - MSSV: 61002514
3) Đinh Thị Hồng - MSSV: V1001176
4) Hoàng Thị Ngọc Trâm - MSSV: 61003515
1. Cấu tạo
TiO2 có mạng lưới tứ phương trong đó mỗi ion Ti4+ được
ion O2- bao quanh kiểu bát diện, đây là kiến trúc điển hình
của hợp chất có công thức MX2
=> Hình khối bát diện của tinh thể.
2. Tính chất vật lý
TiO2 gồm có 4 dang thù hình: vô định hình, anatase
(tetragonal), rutile (tetragonal) và brookite (orthorhombic)
Trong đó dạng phổ biến nhất là rutile
Titan đioxit là chất rắn màu trắng, khi đun nóng có màu vàng, khi làm lạnh thì trở lại màu trắng Tinh thể TiO2 có độ cứng cao, khó nóng chảy (Tnc0 = 18700C)
TiO2 bền về mặt hoá học (nhất là dạng đã nung), không phản ứng với nước, dung dịch axit vô cơ loãng(trừ HF), kiềm, amoniac, các axit hữu cơ TiO2 chỉ tác dụng với axit đun nóng lâu, kiềm nóng chảy: TiO2+2NaOH→Na TiO2 3+H O2
0
100 200 C
TiO2 tan rõ rệt trong borac và trong photphat nóng chảy
TiO2 + 6 HF H2TiF6 + 2H2O
Trang 2Ở nhiệt độ cao TiO2 có thể phản ứng với cacbonat và oxit kim loại để tạo thành các muối
titanat:
o
800 1100 C
(M là Ca, Mg, Ba, Sr)
o
1200 1300 C
(M là Pb, Mn, Fe, Co)
TiO2 dễ bị hidro, cacbon monooxit và titan kim loại khử về các oxit thấp hơn
0
100 200 C
0
4
1000 C
2 2 TiCl 2 3 2
o
800 C
o
900 1000 C
`
Tính chất đặc trưng và quan trọng nhất của TiO2 là tính quang hóa xúc tác Dưới tác dụng của tia cực tím, TiO2 phân hủy H2O thành gốc tự do HO Gốc tự do
này có thời gian sống rất ngắn nhưng hiệu lực oxy hóa thì rất mạnh và không chọn lọc, có thể oxy hóa được hầu hết các chất hữu cơ trong nước
Một ưu điểm nữa là gốc hydroxyl oxy hóa các chất hữu cơ với một tốc độ cực kỳ nhanh
• Trong công nghiệp TiO2 được điều chế bằng cách đốt cháy TiCl4 trong khí oxi ở nhiệt độ 900oC – 1000oC : TiCl4 + O2 TiO2 + 2Cl2
Hoặc bằng cách thủy phân titanyl sunfat
Sơ đồ sản xuất TiO2 từ quặng ilmenit:
Ilmenit (FeTiO3) TiOSO4+FeSO4 ddTiOSO4
TiO2H2TiO3↓
• Trong phòng thí nghiệm, để TiO2 có chất lượng cao người ta thường đi từ TiCl4
Phản ứng pha khí: đốt TiCl4 trong không khí
Phản ứng pha lỏng: Cho TiCl4 tác dụng với dung dịch kiềm rồi lọc lấy kết tủa
và nung ở nhiệt độ cao
Do trơ về mặt hóa học nên TiO2 được dùng làm chất độn cho cao su, nó cũng được dùng trong sản xuất các loại sơn để tăng độ sáng, tăng tính phản chiếu màu và tạo màu trắng bền
Trang 3TiO2 là chất thay thế chì trắng (Pb(OH)2.PbCO3) vì không độc hại và không bị xám khi để ngoài không khí
TiO2 cũng được sử dụng trong nhiều sản phẩm ứng dụng hàng ngày như chất dẻo, kem đánh răng, mỹ phẩm và kem chống nắng vì nó có khả năng chống lại tia UV