Titaan(IV)oxide

Titaan(IV)oxide of titaandioxide (TiO₂) is een oxide van titaan. Het komt in de natuur voor als de mineralen rutiel, anataas of brookiet. Titaan(IV)oxide wordt gebruikt als pigment en wordt dan titaanwit genoemd. Het is een goed dekkend pigment dankzij de hoge brekingsindex van de kristallen. Het heeft sterke optische eigenschappen zoals witheid en helderheid. Het wordt gemakkelijk opgenomen in water, kunststoffen en bindmiddelen en beschermt de kwaliteit van de producten tegen de schadelijke gevolgen van uv-straling.

Titaan(IV)oxide
Structuurformule en molecuulmodel
Titaan(IV)oxide-poeder
Algemeen
Chemische formule	TiO2
IUPAC-naam	titaan(IV)oxide, titaandioxide
Andere namen	titaanwit, E171, rutiel, dioxotitaan, titaniumdioxide, titanium(IV)oxide
Molaire massa	79,90 g/mol
SMILES	O=Ti=O
InChI	1/2O.Ti/rO2Ti/c1-3-2
CAS-nummer	13463-67-7
EG-nummer	236-675-5
PubChem	26042
Wikidata	Q193521
Fysische eigenschappen
Aggregatie­toestand	vast
Kleur	wit
Dichtheid	4,23 g/cm³
Smeltpunt	1855 °C
Kookpunt	2500 °C
Onoplosbaar in	water
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHog	−249 kJ/mol
ΔfHol	−879 kJ/mol
ΔfHos	−944 kJ/mol
Sos	51 J/mol·K
Nutritionele eigenschappen
Komt voor in	onder andere tandpasta
Type additief	witmaker
E-nummer	E171
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

titaan(IV)oxide wordt gewonnen uit titaanerts. 95% van het gedolven erts wordt gebruikt om titaan(IV)dioxide te maken, slechts 5% voor het metaal titaan.

Het erts komt in verschillende vormen voor, als rutiel (een zeer fijn poeder), als anataas (een vorm bestaande uit nanokristallen) en als brookiet. Zowel de anataas als de rutiel vorm worden in pigmenten gebruikt, maar anataas is de witste vorm.

Bij de productie van titaan(IV)oxide komt veel afval vrij. Teneinde te voorkomen dat dit afval in het milieu terechtkomt, is er een speciale Europese richtlijn ingevoerd: Richtlijn 78/176/EEG van de Raad van 20 februari 1978 betreffende de afvalstoffen afkomstig van de titaandioxide-industrie.

Gebruik in verf

titaan(IV)oxide heeft het oudere, ook goed dekkende maar zeer giftige, loodwit (2PbCO₃·Pb(OH)₂) geheel verdrongen. Een ander veel gebruikt wit pigment is zinkwit (ZnO).

Een ander verschil tussen titaandioxide en zinkwit is dat titaan(IV)oxide een enigszins gele gloed heeft, waardoor het wit wat warmer van kleur is. Zinkwit is een koelere kleur. De deeltjes in het pigment titaan(IV)oxide zijn relatief groot. Dit heeft tot gevolg dat onderliggende kleurlagen toch door de verf heen kunnen schemeren. Het teruggekaatste gekleurde licht kan zich namelijk voortplanten in de holtes tussen de pigmentdeeltjes. Om de reflectiecoëfficiënt verder te verhogen, zal een verffabrikant daarom door het titaan(IV)oxide een ander, minder wit, maar fijner pigment heen mengen.

Titaan(IV)oxide wordt meestal geleverd als een suspensie in lijnolie. Lijnolie heeft echter de neiging om in de loop der jaren te vergelen. Om het wit zuiver te houden wordt titaan(IV)oxide in een duurdere versie wel geleverd in saffloerolie.

De anataasversie van titaan(IV)oxide wordt door kunstschilders gebruikt sinds ongeveer 1920. Als men dit oxide aantreft in vermeend oude documenten of schilderijen, gaat het ongetwijfeld over een vervalsing. Dit was onder andere het geval bij de Vinlandkaart.

Andere toepassingen

De stof vindt naast toepassingen in verf (ook in wegenverf) gebruik als vulstof in (speciaal) papier, keramisch materiaal, inkt, cement, correctievloeistof, rubber, glas, producten voor huidverzorging en kunststof. Titaandioxde kent ook zijn toepassing in zonnecrèmes, daar het een UV-actieve stof is die ultraviolette straling absorbeert en reflecteert.

Voedingsadditief en farmaka

In levensmiddelen wordt titaan(IV)oxide gebruikt onder E-nummer E171, met name in tandpasta, kauwgom en medicijnen. Het wordt ook gebruikt om zijn fotokatalytische eigenschappen. Het kan bij belichting met ultraviolet bijna alle organische verbindingen verbreken, zowel in lucht als in water. Het wordt in farmaceutische preparaten gebruikt om geneesmiddelen te beschermen tegen degradatie door licht, zo kunnen zowel capsules als primaire verpakkingsmaterialen opaak worden gemaakt.

In 2021 adviseerde de Europese Autoriteit voor voedselveiligheid (EFSA) om de stof niet langer toe te laten als voedingsadditief vanwege mogelijke genotoxiciteit.^[1] Na een herevalutie van de wetenschappelijke evidentie kon niet worden uitgesloten dat oraal ingenomen titaan(IV)oxide zich opstapelt in het lichaam en schade toebrengt aan het genetisch materiaal, hoewel daar evenmin sluitend bewijs voor was. Bijgevolg kon het additief niet als veilig worden beschouwd en kon geen aanvaardbare dagelijkse inname worden vastgesteld.