¿Qué es el Dióxido de Titanio?
El dióxido de titanio es un óxido de titanio insoluble que se obtiene moliendo finamente la titanita, un tipo de mineral oxidado.
Se utiliza a menudo como pigmento blanco debido a su altísima estabilidad química y a su excelente blancura y poder colorante. Existen tres tipos de dióxido de titanio, en función del número de oxidación.
De ellos, el dióxido de titanio es el más estable y puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones. El dióxido de titanio también se conoce como óxido de titanio o titania.
Usos del Dióxido de Titanio
El dióxido de titanio se utiliza ampliamente como pigmento blanco en pinturas, pigmentos, esmaltes, tintas de impresión, fibras compuestas y otras aplicaciones debido a su excelente blancura, poder cubriente, poder colorante y altísima estabilidad química. Otras sustancias persistentes en la industria se descomponen gracias a la acción fotocatalítica del dióxido de titanio.
El dióxido de titanio también se utiliza en productos de protección solar, cosméticos, limpiadores faciales y jabones, productos para las uñas, etc., por su uso como colorante seguro y por sus propiedades de protección contra los rayos UV.
Propiedades del Dióxido de Titanio
El dióxido de titanio es soluble en ácido sulfúrico concentrado caliente, ácido fluorhídrico y sales alcalinas fundidas, pero insoluble en ácidos como el ácido nítrico. También es insoluble en álcalis, agua y disolventes orgánicos.
El índice de refracción del dióxido de titanio es superior al del diamante. Es fotocatalítico y produce una fuerte fuerza oxidante en su superficie cuando se expone a la luz.
Estructura del Dióxido de Titanio
El dióxido de titanio (IV) tiene estructuras cristalinas de anatasa, rutilo y brookita. Los tipos anatasa y rutilo son tetragonales, mientras que el tipo brookita es ortorrómbico.
Cuando el tipo anatasa se calienta por encima de 900 °C y el tipo brookita por encima de 650 °C, el tipo rutilo se transforma en el tipo rutilo. La estructura más estable es la de tipo rutilo. Por lo tanto, una vez que se ha pasado al tipo rutilo, la estructura se mantiene incluso cuando la temperatura vuelve a ser baja.
Las estructuras cristalinas utilizadas en la industria son los tipos rutilo y anatasa. Difieren en cuanto al índice de refracción y otras propiedades y aplicaciones. En la naturaleza, el dióxido de titanio (IV) se presenta como constituyente principal de la jinguangita, la pirita ac y la titanita en placa. La estructura cristalina de la jinguangita y la acopirita es tetragonal, mientras que la de la titanita es ortorrómbica.
Otros Datos sobre el Dióxido de Titanio
1. Producción de Dióxido de Titanio
Como materias primas se utilizan el mineral de rutilo y el mineral de ilmenita (FeTiO3). Los principales métodos de producción industrial son el método del cloro y el método del ácido sulfúrico.
El método del cloro implica la reacción del mineral de rutilo con coque y cloro para obtener tetracloruro de titanio gaseoso. Luego, se elimina el cloro gaseoso mediante reacción con oxígeno a altas temperaturas, obteniendo dióxido de titanio.
El método del ácido sulfúrico también se denomina método en fase líquida. El mineral de ilmenita se disuelve en ácido sulfúrico concentrado y las impurezas se separan como sulfato de hierro para formar oxititanato de titanio. La hidrólisis precipita el oxihidróxido de titanio, que puede lavarse, secarse y calcinarse para obtener dióxido de titanio.
2. Reducción del Dióxido de Titanio por el Hidrógeno
Por encima de 600 °C, el dióxido de titanio (IV) se reduce parcialmente por el gas hidrógeno para producir un óxido con titanio azul (III). Sin embargo, revierte rápidamente a óxido de titanio (IV) en contacto con el oxígeno.
Cuando los catalizadores de metales preciosos soportados sobre dióxido de titanio (IV) se reducen a altas temperaturas, son propensos a SMSI (en inglés: Strong Metal Support Interaction), un fenómeno en el que la actividad del catalizador cambia significativamente cuando las nanopartículas metálicas sobre el soporte de óxido se exponen al gas de reacción. SMSI.
La reducción de hidrógeno a temperaturas superiores a 900 °C produce TiOx (x = 1,85-1,94), de color azul oscuro y composición indeterminada. Esta composición es estable cuando se expone al oxígeno a temperatura y presión ambiente.