Dioxyde de titane

Le dioxyde de titane est une substance composée d'oxygène et de titane.



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  • Surfaces monocristallines de dioxyde de titane : contrôle et importance des défauts dans la... Des expériences de diffraction de photoélectrons résonnante, ... (source : icb.u-bourgogne)

Dioxyde de titane
Oxyde de Titane
Oxyde de Titane
Général
Nom IUPAC Dioxyde de titane
Synonymes C. I. 77891
C. I. Pigment White 6
No CAS 13463-67-7
No EINECS 236-675-5
PubChem 26042
No E E171
SMILES
InChI
Apparence poudre cristalline incolore a blanche[1].
Propriétés chimiques
Formule brute O2TiTiO2
Masse molaire 79, 866 ± 0, 002 g·mol⁻¹
O 40, 07 %, Ti 59, 93 %,
Propriétés physiques
T° fusion 1 855 °C[1]
T° ébullition 2 500 à 3 000 °C[1]
Solubilité Peu sol dans HF,
HNO3 concentré,
H2SO4 concentré.
Insol dans l'eau,
dans HCl, HNO3 dilué,
H2SO4 dilué
Masse volumique 3, 94, 3 g·cm-3[1]
Cristallographie
Système cristallin tétragonal
Classe cristalline ou groupe d'espace P 42/mnm (rutile)
Paramètres de maille a = 4, 5933 Å
c = 2, 9592 Å.
Précautions
SIMDUT[3]
D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques
D2A,
Classification du CIRC
Groupe 2B : Peut-être cancérogène pour l'homme[2]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le dioxyde de titane est une substance composée d'oxygène et de titane.

Dans la nature, le titane est présent sous la forme de rutile. C'est un minéral tétragonal, à groupe d'espace P 4/mnm ayant pour paramètres de maille[4], [5] :

Il a une densité théorique de 4, 250 mais la densité le plus souvent mesurée est de 4, 230.

Voir les articles détaillés sur les substances suivantes constituées essentiellement de dioxyde de titane : Anatase Brookite et Rutile.

Anatase

L'anatase est un minéral tétragonal, à groupe d'espace I 41/amd, ayant pour paramètres de maille[6], [7] :

Elle a une densité théorique de 3, 893. Chauffée au-delà de 700 °C, elle se transforme en rutile.

L'anatase fut isolé pour la première fois en 1791 par le révérend William Gregor dans le sable noir du Devon (Angleterre). En 1795, Martin Klaproth remarqua que ce produit était identique aux traces qu'on trouvait dans le rutile. Le brevet de fabrication industrielle fut déposé en 1917. La présence d'anatase est un des éléments qui permit à Walter Mac Crone de prouver que la «carte du Vinland» était un faux document.

Usages

L'anatase est essentiellement utilisé comme pigment et opacifiant pour toutes sortes de substances :

Toxicité et écotoxicité

Sous forme micrométrique, les poussières de dioxyde de titane sont source d'irritation oculaire et des voies respiratoires (irritation mécanique).

Le 10 mars 2006, le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé le dioxyde de titane cancérogène envisageable pour l'homme (catégorie 2 B) [8]. [9], [10], [11]

Des discussion existent lorsque à l'éventuelle toxicité du TiO2 nanométrique. Sous cette forme, les tests in vitro montrent une toxicité cellulaire de type inflammatoire (stress oxydant) due - comme cela semble être toujours le cas chez les nanoparticules intéressantes comme catalyseur - à une réactivité de surface augmentée.

Les toxicologues craignent que ce TiO2 puisse passer les barrières biologiques, ou alors s'accumuler dans certains organes (cytoplasme cellulaire) faute d'élimination suffisante par le rein. Ils craignent que le TiO2 ayant pénétré les cellules ne lèse leur ADN (observé in vitro) avec des effets à long terme sur l'individu et les générations suivantes [12].

Lors du nanoforum du CNAM, la représentante de l'AFSSAPS[13] a dit craindre :

Des industriels (cimenteries, fabricants d'enduits et peintures) proposent d'utiliser des particules nanométriques de dioxyde de titane comme catalyseur épurateur des COV et NOx émis par les véhicules dans l'air. Ces particules seraient ajoutés lors de leur fabrication dans les murs de béton ou dans certains matériaux routiers (enrobé, mur anti-bruit... ).

Une polémique existe sur le risque que ces nanoparticules (TiO2) puissent quitter le substrat (routier surtout, suite à l'usure du matériaux) pour pénétrer les organismes vivants :

Autres polymorphes

Brookite
de structure orthorhombique, groupe d'espace Pcab ses paramètres de maille sont[14], [15] :
  • a = 5, 4558 Å ;
  • b = 9, 1819 Å ;
  • c = 5, 1429 Å.
Elle a une densité théorique de 4, 120 et une densité le plus souvent mesurée de 4, 140.
TiO2 α
de structure rhomboédrique, ses paramètres de maille sont[16], [17] :
  • a = 5, 133 Å ;
  • c = 13, 61 Å ;
Elle a une densité théorique de 3, 757 et une densité le plus souvent mesurée de 3, 640.
TiO2 β
de structure monoclinique, ses paramètres de maille sont[18], [19] :
  • a = 12, 163 Å ;
  • b = 3, 735 Å ;
  • c = 6, 513 Å ;
  • β = 107, 29 °
Elle a une densité théorique de 1, 538 et une densité le plus souvent mesurée de 4, 6.

Autres applications

Catalyse : Le dioxyde de titane est envisagé pour

Annexes

Bibliographie

Liens externes

Références

  1. DIOXYDE DE TITANE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, «Evaluations Globales de la Cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 2B : Peut-être cancérogènes pour l'homme» sur http ://monographs. iarc. fr, 16 janvier 2009, CIRC. Consulté le 22 août 2009
  3. «Dioxyde de titane» dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme canadien responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
  4. Base de donnée PDF (powder diffraction file) de l'ICDD (International Center for Diffraction Data) , fiche 00-021-1276
  5. Natl. Bur. Stand. (U. S. ) Monogr. 25, volume 7, (1969), p83
  6. Base de donnée PDF (powder diffraction file) de l'ICDD (International Center for Diffraction Data) , fiche 00-021-1272
  7. Natl. Bur. Stand. (U. S. ) Monogr. 25, volume 7, (1969), p82
  8. http ://www. inrs. fr/actus/tio2. html
  9. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, Carbon Black, Titanium Dioxide and Non-Asbestiform Talc. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, Vol. 93. Lyon : International Agency for Research on Cancer. (2006). (Ressource électronique) [1]
  10. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, Documentation of the TLVs and BEIs with other worldwide occupational exposure values, CD-ROM 2005. Cincinnati, OH : ACGIH. (2005). Publication 0105DiskCD. [CD-120001] (CD-ROM) ACGIH
  11. National Institute for Occupational Safety and Health., Evaluation of health hazard and recommendations for occupational exposure of titanium dioxide (DRAFT). NIOSH current intelligence bulletin. NIOSH. (2005). (Ressource électronique) Document CDC
  12. [Voir page 10/19 du document «NANOFORUM DU CNAM : Bilan et perspectives / Rapport d'évaluation de la convention signée entre la DGS et le Cnam-IHIE en 2007»]
  13. Lors de la séance du 6 décembre 2007 (où l'AFSSAPS a aussi évoqué un projet de guide pour les industriels)  : Nanotechnologies et produits cosmétiques. Voir page 11/19 de la version PDF du rapport
  14. Base de donnée PDF (powder diffraction file) de l'ICDD (International Center for Diffraction Data) , fiche 00-029-1360
  15. Natl. Bur. Stand. (U. S. ) Monogr. 25, volume 3, page 57 (1964)
  16. Base de donnée PDF (powder diffraction file) de l'ICDD (International Center for Diffraction Data) , fiche 00-035-0088
  17. Halla, F., Z. Anorg. Chem., volume 184, page 423 (1929)
  18. Base de donnée PDF (powder diffraction file) de l'ICDD (International Center for Diffraction Data) , fiche 00-002-1359
  19. Marchand, R., Brohan, L., Tournoux, M., Mater. Res. Bull., volume 15, page 1129 (1980)
  20. W. S. Kuo, Photocatalytic oxidation of pesticide rinsate. , J À peu près Sci Health B., janvier 2002, vol. 37 (1), pp65–74

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