{"id":384,"date":"2023-07-23T08:08:37","date_gmt":"2023-07-23T08:08:37","guid":{"rendered":"https:\/\/chemuza.org\/de\/tio2-titanoxid\/"},"modified":"2023-07-23T08:08:37","modified_gmt":"2023-07-23T08:08:37","slug":"tio2-titanoxid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/chemuza.org\/de\/tio2-titanoxid\/","title":{"rendered":"Titanoxid \u2013 tio2, 13463-67-7"},"content":{"rendered":"

Titanoxid, auch Titandioxid genannt, ist ein nat\u00fcrliches Wei\u00dfpigment, das h\u00e4ufig in Farben, Beschichtungen, Kunststoffen und Sonnenschutzmitteln verwendet wird. Es hat einen hohen Brechungsindex und eine hohe Opazit\u00e4t.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n
IUPAC-Name<\/td>\n Titan(IV)oxid<\/td>\n<\/tr>\n
Molekularformel<\/td>\n TiO2<\/td>\n<\/tr>\n
CAS-Nummer<\/td>\n 13463-67-7<\/td>\n<\/tr>\n
Synonyme<\/td>\n Titandioxid, Titan, Anatas, Brookit, Rutil, oktaedrisches Molekularsieb (OMS), E171<\/td>\n<\/tr>\n
InChI<\/td>\n InChI=1S\/2O.Ti<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n InChIKey=ZQIUJXQCIJLZJK-UHFFFAOYSA-N<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/figure>\n

Eigenschaften von Titandioxid<\/strong><\/h2>\n

Molmasse von Titanoxid<\/h3>\n

Die Molmasse von Titanoxid (TiO2) betr\u00e4gt etwa 79,87 g\/mol. Es ist ein wei\u00dfes, geruch- und geschmackloses Pulver, unl\u00f6slich in Wasser und organischen L\u00f6sungsmitteln. Die Molmasse wird berechnet, indem die Atommassen eines Titanatoms und zweier Sauerstoffatome addiert werden, aus denen ein einzelnes TiO2-Molek\u00fcl besteht. Dieser Wert ist wichtig f\u00fcr die Bestimmung der St\u00f6chiometrie chemischer Reaktionen mit Titanoxid.<\/p>\n

Siedepunkt von Titanoxid<\/h3>\n

Titanoxid hat keinen genau definierten Siedepunkt, da es sich zersetzt, bevor es seinen Schmelzpunkt erreicht. Die Zersetzungstemperatur von TiO2 h\u00e4ngt von der Kristallstruktur, der Partikelgr\u00f6\u00dfe und der Reinheit des Materials ab. Beispielsweise zersetzt sich Rutil-TiO2 bei etwa 1850 \u00b0C, w\u00e4hrend sich Anatas-TiO2 bei einer niedrigeren Temperatur, etwa 1600 \u00b0C, zersetzt. Bei h\u00f6heren Temperaturen wird Titanoxid zu metallischem Titan reduziert. Diese Eigenschaft macht es zu einem n\u00fctzlichen Material f\u00fcr Hochtemperaturanwendungen, beispielsweise f\u00fcr Ofenauskleidungen und feuerfeste Steine.<\/p>\n

Schmelzpunkt von Titanoxid<\/h3>\n

Der Schmelzpunkt von Titanoxid h\u00e4ngt von seiner Kristallstruktur ab. Anatas-TiO2 hat einen Schmelzpunkt von etwa 1550 \u00b0C, w\u00e4hrend Rutil-TiO2 einen h\u00f6heren Schmelzpunkt von etwa 1850 \u00b0C hat. Der Schmelzpunkt von TiO2 wird auch durch im Material vorhandene Verunreinigungen wie Eisen und andere \u00dcbergangsmetalle beeinflusst, die den Schmelzpunkt senken und die Kristallstruktur ver\u00e4ndern k\u00f6nnen. Bei hohen Temperaturen kann Titanoxid zu Titanmetall reduziert werden.<\/p>\n

Dichte von Titanoxid g\/ml<\/h3>\n

Die Dichte von Titanoxid h\u00e4ngt von der Kristallstruktur und der Partikelgr\u00f6\u00dfe ab. Anatas-TiO2 hat eine Dichte von 3,78 g\/cm3, w\u00e4hrend Rutil-TiO2 eine h\u00f6here Dichte von 4,23 g\/cm3 aufweist. Im Material vorhandene Verunreinigungen beeinflussen die Kristallstruktur von TiO2 und k\u00f6nnen die Packungsdichte seiner Partikel und damit die Dichte ver\u00e4ndern. Im Vergleich zu anderen Metalloxiden weist Titanoxid eine geringe Dichte auf, was es zu einem n\u00fctzlichen Material f\u00fcr Anwendungen macht, bei denen ein niedriges Gewicht-zu-Volumen-Verh\u00e4ltnis erw\u00fcnscht ist.<\/p>\n

Molekulargewicht von Titanoxid<\/h3>\n

Das Molekulargewicht von Titanoxid (TiO2) betr\u00e4gt etwa 79,87 g\/mol. Es ist eine Verbindung, die aus einem Titanatom und zwei Sauerstoffatomen besteht. Das Molekulargewicht ist wichtig f\u00fcr die Bestimmung der St\u00f6chiometrie chemischer Reaktionen, an denen Titanoxid beteiligt ist, sowie f\u00fcr seine physikalischen und chemischen Eigenschaften. <\/p>\n

\n
\"Titanoxid\"<\/figure>\n<\/div>\n

Struktur von Titandioxid<\/h3>\n

Titandioxid hat drei Hauptkristallstrukturen: Rutil, Anatas und Brookit. Rutil ist am stabilsten und hat eine tetragonale Kristallstruktur, w\u00e4hrend Anatas eine offenere und verzerrte tetragonale Struktur aufweist. Brookit hat eine orthorhombische Kristallstruktur. Die Kristallstruktur von Titandioxid beeinflusst seine physikalischen und chemischen Eigenschaften wie Dichte, Schmelzpunkt und Reaktivit\u00e4t. Die Struktur von Titandioxid kann durch Dotierung mit anderen Metallen oder durch \u00c4nderung der Synthesebedingungen ver\u00e4ndert werden, was zu Materialien mit einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen f\u00fchrt.<\/p>\n

Titandioxid-Formel<\/h3>\n

Die chemische Formel f\u00fcr Titandioxid lautet TiO2, was bedeutet, dass jedes TiO2-Molek\u00fcl ein Titanatom und zwei Sauerstoffatome enth\u00e4lt. Die Formel ist wichtig f\u00fcr die Bestimmung der St\u00f6chiometrie chemischer Reaktionen mit Titandioxid sowie seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften. Die Formel kann auch zur Berechnung der Menge an Titandioxid verwendet werden, die in einer bestimmten Anwendung ben\u00f6tigt wird, beispielsweise bei der Herstellung von Pigmenten, Beschichtungen und Keramik.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Aussehen<\/td>\n wei\u00dfes Puder<\/td>\n<\/tr>\n
Spezifisches Gewicht<\/td>\n 3,9 \u2013 4,25<\/td>\n<\/tr>\n
Farbe<\/td>\n Wei\u00df<\/td>\n<\/tr>\n
Geruch<\/td>\n Geruchlos<\/td>\n<\/tr>\n
Molmasse<\/td>\n 79,87 g\/Mol<\/td>\n<\/tr>\n
Dichte<\/td>\n 3,78 \u2013 4,23 g\/cm3<\/td>\n<\/tr>\n
Fusionspunkt<\/td>\n 1550\u00b0C (Anatas) \u2013 1850\u00b0C (Rutil)<\/td>\n<\/tr>\n
Siedepunkt<\/td>\n Zerf\u00e4llt vor dem Kochen<\/td>\n<\/tr>\n
Blitzpunkt<\/td>\n Unzutreffend<\/td>\n<\/tr>\n
L\u00f6slichkeit in Wasser<\/td>\n Unl\u00f6slich<\/td>\n<\/tr>\n
L\u00f6slichkeit<\/td>\n Unl\u00f6slich in Wasser und organischen L\u00f6sungsmitteln<\/td>\n<\/tr>\n
Dampfdruck<\/td>\n Unzutreffend<\/td>\n<\/tr>\n
Wasserdampfdichte<\/td>\n Unzutreffend<\/td>\n<\/tr>\n
pKa<\/td>\n Unzutreffend<\/td>\n<\/tr>\n
pH-Wert<\/td>\n 6,5 \u2013 8,5<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/figure>\n
Ist Titandioxid sicher?<\/strong><\/h5>\n

Titandioxid gilt allgemein als sicher und ungiftig. Es ist nicht brennbar, explosiv und reagiert nicht mit anderen Chemikalien. Allerdings kann es, wie jeder Feinstaub, bei Einatmen in hohen Konzentrationen die Atemwege reizen, was zu Husten, Engegef\u00fchl in der Brust und Kurzatmigkeit f\u00fchren kann. Auch eine l\u00e4ngere Exposition gegen\u00fcber hohen Staubmengen kann zu Lungensch\u00e4den f\u00fchren. Es ist wichtig, mit Titandioxid in einem gut bel\u00fcfteten Bereich umzugehen und beim Umgang mit gro\u00dfen Mengen geeignete pers\u00f6nliche Schutzausr\u00fcstung, wie z. B. eine Staubmaske, zu tragen. Dar\u00fcber hinaus sollte eine versehentliche Einnahme oder ein Augenkontakt mit Titandioxid vermieden werden.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Gefahrensymbole<\/td>\n Keiner<\/td>\n<\/tr>\n
Sicherheitsbeschreibung<\/td>\n Wird unter normalen Einsatzbedingungen nicht als gef\u00e4hrlich angesehen<\/td>\n<\/tr>\n
UN-Identifikationsnummern<\/td>\n Unzutreffend<\/td>\n<\/tr>\n
HS-Code<\/td>\n 28230000<\/td>\n<\/tr>\n
Gefahrenklasse<\/td>\n Nicht als gef\u00e4hrlich eingestuft<\/td>\n<\/tr>\n
Verpackungsgruppe<\/td>\n Unzutreffend<\/td>\n<\/tr>\n
Toxizit\u00e4t<\/td>\n Gilt im Allgemeinen als ungiftig, kann jedoch bei Einatmen in hohen Konzentrationen die Atemwege reizen.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/figure>\n


Methoden zur Synthese von Titanoxid<\/strong><\/h2>\n

Titanoxid kann auf verschiedene Weise synthetisiert werden, darunter chemische und physikalische Verfahren. Die g\u00e4ngigsten Methoden sind:<\/p>\n

    \n
  1. Beim Sulfatverfahren reagieren Titanerze mit Schwefels\u00e4ure zu einer hydratisierten Form von Titandioxid, das bei hohen Temperaturen kalziniert wird, um das Endprodukt zu erhalten.<\/li>\n
  2. Beim Chloridprozess werden Titanerze mit Chlorgas zu Titantetrachlorid umgesetzt, das dann einer Hydrolyse unterzogen wird, um Titandioxid zu erhalten.<\/li>\n
  3. Bei der Sol-Gel-Methode folgt auf die Hydrolyse von Titanalkoxiden in L\u00f6sung eine Kondensationsreaktion, bei der ein Gel entsteht. Anschlie\u00dfend wird das Gel getrocknet und kalziniert, um Titanoxid herzustellen.<\/li>\n
  4. Der Flammensyntheseprozess erzeugt Titanoxidpartikel, indem ein Brennstoff und ein Oxidationsmittel in einer Flamme verbrannt werden, um einen Gasstrom mit hoher Temperatur zu erzeugen. Der Titanvorl\u00e4ufer wird in die Flamme injiziert, wo er reagiert und die Partikel bildet.<\/li>\n
  5. Bei der hydrothermischen Synthesemethode wird ein Titanvorl\u00e4ufer in einer w\u00e4ssrigen L\u00f6sung bei hoher Temperatur und hohem Druck gel\u00f6st, was das Wachstum von Titanoxidkristallen f\u00f6rdert.<\/li>\n<\/ol>\n

    Die Wahl der Methode h\u00e4ngt von den gew\u00fcnschten Eigenschaften des Titanoxidprodukts sowie den Kosten und der Durchf\u00fchrbarkeit des Verfahrens ab. Jede Methode hat ihre eigenen Vorteile und Grenzen, und Forscher erforschen weiterhin neue Methoden zur Synthese von Titanoxid mit verbesserten Eigenschaften und Leistung.<\/p>\n

    Wof\u00fcr wird Titandioxid verwendet?<\/strong><\/h2>\n

    Titanoxid hat aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften, einschlie\u00dflich seines hohen Brechungsindex, seiner hohen Opazit\u00e4t und seiner hervorragenden UV-Best\u00e4ndigkeit, ein breites Anwendungsspektrum. Einige der h\u00e4ufigsten Anwendungen von Titanoxid sind:<\/p>\n

      \n
    1. Die Pigmentindustrie verwendet Titandioxid in gro\u00dfem Umfang in Farben, Beschichtungen, Kunststoffen und Papier, da es eine hohe Opazit\u00e4t, Helligkeit und UV-Best\u00e4ndigkeit bietet, was es zu einer beliebten Wahl f\u00fcr Au\u00dfenanwendungen macht.<\/li>\n
    2. Hersteller verwenden Titandioxid h\u00e4ufig in Sonnenschutzmitteln und anderen Kosmetikprodukten als wirksamen UV-Absorber, um die Haut vor UV-Strahlen zu sch\u00fctzen.<\/li>\n
    3. Die Herstellung keramischer Materialien, darunter Elektrokeramik, Katalysatoren und Keramikglasuren, ist in hohem Ma\u00dfe auf Titandioxid als Schl\u00fcsselkomponente angewiesen.<\/li>\n
    4. Bei verschiedenen chemischen Reaktionen, unter anderem bei der Herstellung von Polyethylen und anderen Polymeren, fungiert Titandioxid als Katalysator.<\/li>\n
    5. Die Elektronikindustrie verwendet Titandioxid aufgrund seiner hohen Dielektrizit\u00e4tskonstante und geringen elektrischen Leitf\u00e4higkeit bei der Herstellung elektronischer Ger\u00e4te wie Kondensatoren und Widerst\u00e4nde.<\/li>\n
    6. Um deren Reflexionsverm\u00f6gen und Haltbarkeit zu verbessern, tragen Hersteller eine d\u00fcnne Schicht Titandioxid auf Linsen, Spiegel und andere optische Komponenten auf, die in der optischen Beschichtungsindustrie weit verbreitet ist.<\/li>\n
    7. Aufgrund seiner hervorragenden Biokompatibilit\u00e4t und Korrosionsbest\u00e4ndigkeit wird Titandioxid in medizinischen Implantaten, wie z. B. Zahnimplantaten, in biomedizinischen Anwendungen eingesetzt.<\/li>\n<\/ol>\n

      Die Vielfalt der Anwendungen von Titanoxid unterstreicht seine Bedeutung in verschiedenen Branchen und sein Potenzial f\u00fcr zuk\u00fcnftige Innovationen.<\/p>\n

      Fragen: Titandioxid in Lebensmitteln<\/strong><\/h5>\n

      Titandioxid ist ein Lebensmittelzusatzstoff, der h\u00e4ufig zum Aufhellen und Aufhellen von Lebensmitteln verwendet wird. Auf den Zutatenetiketten von Lebensmitteln wird es oft als E171 oder \u201eTitandioxid\u201c aufgef\u00fchrt. Es ist in den Vereinigten Staaten, der Europ\u00e4ischen Union und vielen anderen L\u00e4ndern als Lebensmittelfarbstoff zugelassen. Hersteller verwenden es, um Lebensmitteln ein wei\u00dfes, gl\u00e4nzendes Aussehen zu verleihen und die Textur und Konsistenz zu verbessern, darunter S\u00fc\u00dfigkeiten, Kaugummi, Backwaren, Milchprodukte und Getr\u00e4nke. Dar\u00fcber hinaus wird es als Lichtstreumittel verwendet, um die Opazit\u00e4t bestimmter Lebensmittelprodukte zu verbessern.<\/p>\n

      Obwohl Titandioxid allgemein als lebensmittelsicher gilt, besteht die Sorge, dass der Verzehr in gro\u00dfen Mengen sch\u00e4dlich sein k\u00f6nnte. Studien deuten darauf hin, dass Titandioxid-Nanopartikel toxische Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, insbesondere auf das Verdauungssystem, haben k\u00f6nnten. Allerdings sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Sicherheit von Titandioxid in Lebensmitteln zu bestimmen.<\/p>\n

      Einige L\u00e4nder haben Ma\u00dfnahmen ergriffen, um die Verwendung von Titandioxid in Lebensmitteln einzuschr\u00e4nken. Beispielsweise hat Frankreich im Jahr 2020 die Verwendung von Titandioxid als Lebensmittelzusatzstoff verboten, und die Europ\u00e4ische Union \u00fcberpr\u00fcft derzeit die Sicherheit von Titandioxid in Lebensmitteln. Verbraucher sollten sich wie bei jedem Lebensmittelzusatzstoff der potenziellen Risiken und Vorteile von Titandioxid bewusst sein und eine fundierte Entscheidung \u00fcber die von ihnen verzehrten Lebensmittel treffen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      Titanoxid, auch Titandioxid genannt, ist ein nat\u00fcrliches Wei\u00dfpigment, das h\u00e4ufig in Farben, Beschichtungen, Kunststoffen und Sonnenschutzmitteln verwendet wird. Es hat einen hohen Brechungsindex und eine hohe Opazit\u00e4t. 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