Dioxyde de titane - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Introduction
- Cette page répertorie différents polymorphes, solides qui possèdent la même composition chimique mais une structure cristalline différente.
| Dioxyde de titane | |
|---|---|
| |
| Général | |
| Nom IUPAC | |
| Synonymes | C.I. 77891 C.I. Pigment White 6 |
| No CAS | |
| No EINECS | |
| PubChem | |
| No E | E171 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Apparence | poudre cristalline incolore a blanche. |
| Propriétés chimiques | |
| Formule brute | TiO2 |
| Masse molaire | 79,866 ± 0,002 g·mol-1 |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 1 855 °C |
| T° ébullition | 2 500 à 3 000 °C |
| Solubilité | Peu sol dans HF, HNO3 concentré, H2SO4 concentré. Insol dans l'eau, dans HCl, HNO3 dilué, H2SO4 dilué |
| Masse volumique | 3,9–4,3 g·cm-3 |
| Thermochimie | |
| S0 | 260,14 J·K-1·mol-1 |
| S0 | 72,32 J·K-1·mol-1 |
| ΔH0 | -305,43 kJ·mol-1 |
| ΔH0 | -894,05 kJ·mol-1 |
| ΔH° | 11 400 calth·mol-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 | |
| | |
| |
| | |
| Groupe 2B : Peut-être cancérogène pour l'homme | |
| | |
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. Il s'agit d'un minéral tétragonal, à groupe d'espace P 4/mnm ayant pour paramètres de maille :
- a = 4,5933 Å ;
- c = 2,9592 Å.
Il a une densité théorique de 4,250 mais la densité généralement mesurée est de 4,230.
Voir les articles détaillés sur les substances suivantes formées principalement 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 :
- a = 3,7852 Å ;
- c = 9,5139 Å.
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 similaire aux traces que l'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.
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 possible pour l'homme (catégorie 2 B).
Des discussions existent quant 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, voire 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.
Lors du nanoforum du CNAM, la représentante de l'Agence française de sécurité sanitaire des produits de santé (AFSSAPS) a dit craindre :
- des maladies auto-immunes ;
- une accumulation dans le foie (qui est un des organes de détoxication des métaux) ;
- des accidents graves avec des produits d’écho-contraste.
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 en particulier, suite à l'usure du matériaux) pour pénétrer les organismes vivants :
- Les toxicologues des industriels estiment que ce TiO2 ne serait plus présent sous sa forme nanométrique dans la structure « poreuse » du ciment contenant du TiO2, car, d'après eux, il y formerait des agglomérats.
- D'autres toxicologues (Mme Marano de l'université Paris 7 et M. Boczkowski de l'Inserm par exemples), indépendants des fabricants, considèrent que si une activité photocatalytique significative existe encore, cela implique que les nanoparticules de TiO2 soient encore accessibles aux gaz qui circulent dans le matériaux ou au contact de surfaces microporeuses. Or cette réactivité est ce qui rend ces particules pathogènes pour la cellule, éventuellement au sein d'agglomérats qui ne peuvent donc pas être denses, stables et solides.
- Se pose aussi la question de la toxicité des produits de dégradation (ex : alcool transformé en formaldéhyde, NOx en nitrates déjà trop présents dans notre environnement eutrophisé) avec des impacts immédiats et différés possibles, dans l'espace et dans le temps, via la contamination de l'eau, de l'air et des sols (via la bioturbation).
Les enfants seraient particulièrement sensible aux effets du dioxyde de titane. C'est pourquoi l'Autorité européenne pour la sécurité alimentaire (EFSA) et l'Agence Française de Sécurité Sanitaire, de l'Environnement et du Travail (AFSSET), conseillent d'éviter les crèmes solaires comprenant du dioxyde de titane chez les enfants en bas âge.
