by

Titanium Dioksida: Sifat dan Kegunaan

Titanium Dioksida: Sifat dan Kegunaan

Titanium dioksida adalah oksida titanium sederhana yang diekstraksi dari mineral alami, yaitu ilmenit, rutile, dan anatase. Ketika dimurnikan dari bentuk mineral alaminya, titanium dioksida berwarna putih bubuk. Senyawa ini terutama digunakan sebagai pigmen dalam cat, dan juga merupakan bahan umum dalam tinta, tabir surya, dan pewarna makanan.

Rumus Kimia Titanium Dioksida

Titanium dioksida memiliki rumus kimia TiO2. Senyawa ini tidak benar-benar terjadi secara alami dalam bentuk murni. Sebaliknya, biasanya ditemukan dalam kombinasi dengan senyawa lain, seperti batuan beku. Misalnya, dalam bentuk rutil, biasanya ditemukan dalam kristal kuarsa. Mineral rutil yang terbentuk secara alami dapat mengandung hingga 10% besi serta sejumlah besar niobium dan tantalum.

Titanium Dioksida: Sifat dan Kegunaan

Rutile adalah sumber paling umum dari titanium dioksida di alam. Polimorf senyawa yang lebih jarang adalah anatase, akaogiite, dan brookite. Polimorf memiliki rumus kimia yang sama tetapi struktur kristalnya berbeda. Misalnya, rutil memiliki bentuk kristal tetragonal, sedangkan brookite memiliki struktur ortorombik.

Ortorombik adalah struktur kristal dengan tiga sumbu yang tidak sama di sudut kanan. Sementara itu, bentuk tetragonal memiliki kisi kristal yang terbentuk dari peregangan kisi kubik di sepanjang salah satu vektor kisinya. Susunan ini membuat kubus menjadi prisma persegi panjang dengan alas dan tinggi sebagai persegi.

Penggunaan dari Titanium Dioksida

Titanium dioksida telah digunakan selama lebih dari satu abad dalam berbagai aplikasi industri dan rumah tangga. Secara kimia, nama IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) adalah titanium(IV) oksida, tetapi juga secara informal dikenal sebagai titania.

Ini adalah zat alami yang memiliki formula yang relatif sederhana, TiO2. Ini paling sering digunakan sebagai pigmen, yang mungkin kita kenali sebagai titanium putih, meskipun nama teknis untuk warnanya adalah Pigment White 6 (PW6) dan CI 77891.

Permintaan ekonomi untuk titanium dioksida terutama didasarkan pada sifat-sifatnya sebagai pigmen dan penghambat UV. Senyawa ini diekstraksi dan diproses sebagai bahan untuk berbagai produk, terutama terkait dengan aplikasi berikut:

Produk Dengan Titanium Dioksida Titanium dioksida adalah bahan kimia anorganik yang sangat stabil dan tidak reaktif, bahkan pada suhu tinggi. Ini berarti dapat digunakan dalam pembuatan berbagai produk, mulai dari cat dan bahan tambahan makanan hingga keramik, perekat, dan bahkan pasta gigi.

Dalam produk ini, digunakan baik sebagai salah satu bahan utama, sebagai prekursor, atau sebagai katalis.

1. Cat

Titanium dioksida digunakan sebagai pigmen warna putih yang memberikan cakupan buram. Titanium putih, pigmen, adalah warna putih yang paling populer untuk dicat karena efek buram dan berawan ini.

Titanium Dioksida: Sifat dan Kegunaan
Titanium dioksida biasanya digunakan untuk membuat cat putih titanium

2. Aditif makanan

Sebagai aditif makanan, TiO2 terutama digunakan sebagai pewarna makanan, dan sering digunakan dalam kembang gula, kue, dan saus.

3. Tabir surya

Bersama dengan seng oksida, titanium dioksida sangat efektif menghalangi sinar ultraviolet dari matahari, bertindak sebagai tabir surya mineral yang secara fisik menghalangi dan membelokkan sinar matahari. Ini karena nanopartikelnya bertindak sebagai cermin yang sangat kecil yang memantulkan sinar matahari.

4. Pelapis

Karena senyawa ini secara alami dapat memblokir sinar UV, ini juga merupakan lapisan kimia yang efektif yang dapat melindungi permukaan yang dicat dari kerusakan akibat sinar UV. Dengan cara ini, ini membantu dalam umur panjang permukaan.

5. Perekat

Titanium dioksida meminimalkan potensi retak atau pudarnya warna pada plastik. Demikian pula, ini mencegah kerapuhan pada karet saat terkena sinar matahari, dan ditambahkan ke perekat untuk bahan karet dan plastik karena alasan ini.

6. Penutup lantai

TiO2 dapat diterapkan pada papan lantai atau jenis lantai lainnya untuk meningkatkan kilau, serta membuat lantai lebih keras terhadap tindakan abrasif lalu lintas pejalan kaki.

7. Kosmetik

Indeks bias kristal TiO2 yang tinggi juga memberikan tampilan mengkilap pada riasan dan lipstik. TiO2 juga digunakan untuk menambahkan warna putih pada bedak dan highlighter, sekaligus menambahkan sedikit perlindungan terhadap sinar matahari.

8. Pasta gigi

Meskipun senyawa ini tidak memiliki manfaat mulut atau gigi, senyawa ini sering ditambahkan ke pasta gigi untuk meningkatkan keputihan produk.

9. Sabun

TiO2 memberikan warna putih buram pada sabun, yang sulit dicapai dengan menggunakan pigmen jenis lain

10. Pigmen

TiO2 pertama kali diproduksi secara massal pada tahun 1916 untuk membuat pigmen. Mengingat warnanya yang putih, ini berguna untuk membuat produk buram, dan digunakan dalam cat, pelapis, plastik, kertas, tinta, makanan, dan bahkan obat-obatan. Sebagai pigmen cat, ia menghasilkan warna putih sempurna karena struktur kristal dari partikel titanium dioksida.

11. Glasir keramik

Struktur kristal TiO2 bertanggung jawab atas indeks biasnya yang tinggi dan warna putih mengkilapnya. Ini membuatnya ideal untuk glasir keramik.

Titanium Dioksida: Sifat dan Kegunaan
TiO2 sering digunakan dalam glasir keramik karena indeks biasnya yang tinggi

Apakah Titanium Dioksida Aman?

Badan Internasional untuk Penelitian Kanker telah menandai titanium dioksida sebagai kemungkinan karsinogenik bagi manusia. Akibatnya, beberapa negara mulai mempertimbangkan larangan penggunaan senyawa dalam banyak produk, terutama pewarna makanan, kosmetik, dan pasta gigi.

Namun, penting untuk menunjukkan bahwa kesimpulan IARC didasarkan pada bukti yang sangat spesifik yang berkaitan dengan model hewan. Tikus percobaan yang terkena partikel pigmen tingkat senyawa mengakibatkan tikus mengembangkan kanker pernapasan. Sementara ini menunjukkan bahwa pasti ada potensi TiO2 untuk bertindak sebagai karsinogen, belum ada studi meta konklusif pada manusia.

Apakah Titanium Dioksida Berbahaya?

Titanium dioksida umumnya aman dalam jumlah kecil dan bila tidak tertelan atau terhirup. Cat dan zat lain yang padat saat dikeringkan menimbulkan risiko yang sangat rendah. Studi jangka panjang menunjukkan bahwa tidak ada bahaya terkait pekerjaan yang terkait dengan zat tersebut.

Salah satu bahaya yang lebih besar dari TiO2 dianggap ketika partikel berukuran nano. Makanan dan produk lain seperti kosmetik mengandung sejumlah kecil partikel TiO2 berukuran nano. Dalam keadaan ini, partikel cenderung mengikat bersama untuk membentuk partikel berukuran lebih besar, memberi mereka kesempatan untuk terakumulasi. Namun, Otoritas Keamanan Makanan Eropa (EFSA) telah menyatakan titanium dioksida aman bila digunakan sebagai bahan tambahan makanan.

Bagaimana Titanium Dioksida Diproduksi?

Titanium dioksida pertama kali diproduksi secara massal sebagai pigmen pada tahun 1916. Sumber mineral yang paling umum adalah ilmenit. Pasir mineral rutil juga dapat diolah untuk menghasilkan bentuk senyawa yang murni. Metode pembuatan yang paling umum digunakan adalah proses klorida, yang digunakan untuk memisahkan titanium dari bijihnya:
Proses sulfat juga digunakan oleh beberapa pabrik pengolahan untuk menghasilkan pigmen dalam bentuk kristal. Proses yang sama juga dapat mengekstraksi senyawa dan menghasilkan bentuk anatase dari titanium dioksida. Anatase adalah bentuk mineral metastabil dari TiO2, biasanya digunakan dalam kertas untuk membuat warna lebih putih.
Beberapa langkah diperlukan untuk proses sulfat pembuatan titanium dioksida:
1. Bijih titanium, biasanya ilmenit, dilarutkan dalam asam sulfat untuk membentuk titanil sulfat (TiOSO4)
2. Titanil sulfat kemudian mengalami hidrolisis, menghasilkan material tidak larut dan terhidrasi dari TiO2
3. TiO2 padat dipanaskan dalam kalsiner untuk menguapkan air apa pun dan menguraikan banyak asam sulfat 
4. Setelah didinginkan, produk padat kemudian dibentuk menjadi kristal putih
Pabrik pengolahan yang menggunakan proses sulfat untuk pembuatan TiO2 membutuhkan konsentrat mineral ilmenit. Jika ini tidak tersedia, sumber titanium lain yang sesuai dapat diolah terlebih dahulu. Besi pertama kali diekstraksi dari ilmenit dengan mengolahnya dengan asam sulfat. Ini menghasilkan mineral rutil, yang diproses lebih lanjut berdasarkan tujuan penggunaan seperti zat tingkat pigmen. Ilmenit juga dapat diproses menggunakan proses Becher. Proses ini melibatkan pengoksidasi mineral untuk memisahkan komponen besi.
Ilmenit juga, sebagai sumber titanium lainnya, dapat diolah dengan unsur klorin untuk menghasilkan tetraklorida. Oksigen kemudian dimasukkan untuk meregenerasi klorin dan akhirnya membentuk senyawa titanium dioksida. Perkiraan produksi global TiO2 terutama didorong oleh permintaan pigmen putih. Produksi global titanium dioksida tingkat pigmen diperkirakan rata-rata 5,3 metrik ton per tahun. Pada tahun 2014, produksi senyawa dunia dalam berbagai tingkatan dan aplikasinya melebihi sembilan miliar ton.
Titanium Dioksida: Sifat dan Kegunaan
Metode pembuatan titanium dioksida yang paling umum adalah proses klorida

Apakah Titanium Dioksida Sebuah Logam?

Meskipun titanium dioksida mengandung logam, itu bukan logam. Ini sebenarnya adalah jenis mineral dengan berbagai bentuk, terjadi secara alami di batuan beku dan metamorf bersama dengan mineral lainnya. Hal utama yang menunjukkan bahwa zat ini bukan logam adalah tidak memiliki karakteristik umum dari logam lain, seperti konduktivitas listrik atau kelenturan. Selain itu, logam selalu dalam bentuk unsur, sedangkan titanium dioksida tidak terbentuk secara alami sebagai unsur, senyawa ini harus diekstraksi dari mineral seperti ilmenit dan rutil.

Sebelumnya Toulena: Sifat dan Kegunaan

Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.