Titanium dioksida

Titanium dioksida atau titanium(IV) dioksida serta titania merupakan sebuah sebatian kimia oksida titanium semula jadi dengan formula kimia TiO₂. Titanium dioksida biasanya digunakan sebagai pigmen dengan nama titanium white ("putih titanium"). Selain itu, sebatian ini digunakan dalam cat, pelindung cahaya matahari dan pewarna makanan dengan kod nombor E E171.

Titanium dioksida

Nama
Nama IUPAC Titanium dioksida Titanium(IV) oksida
Nama lain Titania
Pengecam
No. Pendaftaran CAS	13463-67-7 Y
Imej model 3D Jmol	Imej berinteraktif
ChEBI	CHEBI:32234 Y
ChEMBL	ChEMBL1201136 N
ChemSpider	24256 Y
ECHA InfoCard	100.033.327
Nombor E	E171 (pewarna)
KEGG	C13409 N
PubChem CID	26042
Nombor RTECS	XR2775000
UNII	15FIX9V2JP Y
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID3021352
InChI InChI=1S/2O.Ti Y Key: GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Y InChI=1/2O.Ti/rO2Ti/c1-3-2 Key: GWEVSGVZZGPLCZ-TYTSCOISAW
SMILES O=[Ti]=O
Sifat
Formula kimia	TiO2
Jisim molar	79.866 g/mol
Rupa bentuk	Pepejal putih
Bau	Tidak berbau
Ketumpatan	4.23 g/cm3 (rutil) 3.78 g/cm3 (anatase)
Takat lebur	1,843 °C (3,349 °F; 2,116 K)
Takat didih	2,972 °C (5,382 °F; 3,245 K)
Keterlarutan dalam air	Tidak dapat larut
Luang jalur	3.05 eV (rutil)[1]
Kerentanan magnet (χ)	+5.9·10−6 cm3/mol
Indeks biasan (nD)	2.488 (anatase) 2.583 (brukit) 2.609 (rutil)
Termokimia
Entropi molar piawai So298	50 J·mol−1·K−1[2]
Entalpi pembentukan piawai (ΔfH⦵298)	−945 kJ·mol−1[2]
Bahaya
MSDS	ICSC 0338
Pengelasan EU	{{{value}}}
NFPA 704 (berlian api)	0 1 0
Takat kilat	Tidak mudah terbakar
NIOSH (Had pendedahan kesihatan AS):
PEL (Dibenarkan)	TWA 15 mg/m3[3]
REL (Disyorkan)	Ca[3]
IDLH (Bahaya serta-merta)	Ca [5000 mg/m3][3]
Sebatian berkaitan
Kation lain	Zirkonium dioksida Hafnium dioksida
Oksida titanium lain berkaitan	Titanium(II) oksida Titanium(III) oksida Titanium(III,IV) oksida
Sebatian berkaitan	Asid titanik
Kecuali jika dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan-bahan dalam keadaan piawainya (pada 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Y pengesahan (apa yang perlu: Y/N?)
Rujukan kotak info

Secara umumnya, titanium dioksida boleh dijumpai dalam bentuk mineral rutil, anatase dan brukit. Penghasilan titanium dioksida global melebihi 9 juta tan pada 2014.^[4][5] Kawasan-kawasan pengguna titanium dioksida utama termasuk Eropah (1.72 juta tan), China (1.42 juta tan) dan Amerika Utara (0.89 juta tan).^[6]

Penghasilan dan pemerolehan

Di makmal, titanium dioksida boleh dihasilkan melalui hidrolisis sebatian-sebatian titanium(IV) seperti titanil sulfat, TiO(SO₄) dan titanium tetraklorida, TiCl₄ seperti di bawah:

${\displaystyle \mathrm {TiO(SO_{4})+2\ H_{2}O\longrightarrow \ TiO_{2}\cdot xH_{2}O+H_{2}SO_{4}} }$

${\displaystyle \mathrm {TiCl_{4}+3\ H_{2}O\longrightarrow \ TiOCl_{2}+2\ HCl+2\ H_{2}O\longrightarrow \ \ TiO_{2}\cdot xH_{2}O+4\ HCl} }$

Titanium dioksida tulen boleh diperoleh sekiranya TiCl₄ yang tulen digunakan dalam hidrolisis.^[7]

Bidang industri

Dalam industri pula, titanium dioksida biasanya diperoleh daripada ilmenit dan rutil. Bagi ilmenit, proses sulfat atau proses klorida digunakan untuk mengekstrak sebatian daripada mineral manakala pemerolehan daripada rutil lebih lazim menggunakan proses klorida. Kedua-dua proses membawa kepada hablur TiO₂ dalam bentuk rutil, tetapi bentuk anatase boleh diperoleh melalui sedikit penyesuaian terhadap proses sulfat. Proses sulfat dilaksanakan sebagai proses kelompok manakala proses klorida ialah proses selanjar.^[8]

Kegunaan

Titanium dioksida paling lazim digunakan dalam cat dan varnis serta bahan-bahan kertas dan plastik, dengan jumlah penggunaan mencapai kira-kira 80%. Kegunaan-kegunaan lain termasuk kegunaan kosmetik dan makanan, serta perkara-perkara industri seperti penghasilan titanium tulen, mangkin, dan seramik.

Sebatian ini biasanya digunakan sebagai pigmen bagi warna putih disebabkan oleh kecerahan dan indeks biasan sebatian yang tinggi. Kira-kira 4.6 juta tan TiO₂ pigmen digunakan setiap tahun di seluruh dunia dengan ramalan peningkatan penggunaan saban tahun tatkala permintaan terhadap TiO₂ kian meningkat.^[9]

Keselamatan

Titanium dioksida menunjukkan tindak-tindak balas yang ganas dengan kehadiran logam lebur elektropositif.^[10] Habuk-habuk sebatian ini dikelaskan sebagai karsinogen (penyebab kanser) yang mungkin terhadap badan manusia.^[11] Perancis pada Mac 2019 mengeluarkan perintah untuk mengharamkan sebatian ini digunakan dalam bahan-bahan makanan serta sebarang bahan ditelan mulai 2020 disebabkan oleh kebimbangan ini.^[12]