Anatase - Anatase
| Anatase | |
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| Em geral | |
| Categoria | Minerais de óxido |
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Fórmula (unidade de repetição) |
TiO 2 |
| Classificação de Strunz | 4.DD.05 |
| Sistema de cristal | Tetragonal |
| Classe de cristal | Ditetragonal dipiramidal (4 / mmm) Símbolo HM : (4 / m 2 / m 2 / m) |
| Grupo espacial | I 4 1 / amd |
| Célula unitária | a = 3,7845, c = 9,5143 [Å]; Z = 4 |
| Identificação | |
| Massa da fórmula | 79,88 g / mol |
| Cor | Preto, avermelhado a marrom amarelado, azul escuro, cinza |
| Hábito de cristal | Piramidal (os cristais têm a forma de pirâmides), tabulares (as dimensões das formas são finas em uma direção). |
| Geminação | Raro em {112} |
| Decote | Perfeito em [001] e [011] |
| Fratura | Subconcoidal |
| Tenacidade | Frágil |
| Dureza da escala de Mohs | 5,5-6 |
| Brilho | Adamantino a esplêndido, metálico |
| Onda | branco amarelado pálido |
| Diafaneidade | Transparente a quase opaco |
| Gravidade Específica | 3,79-3,97 |
| Propriedades ópticas | Uniaxial (-), anomalamente biaxial em cristais profundamente coloridos |
| Índice de refração | n ω = 2,561, n ε = 2,488 |
| Birrefringência | δ = 0,073 |
| Pleocroísmo | Fraco |
| Referências | |
Anatase é uma forma mineral metaestável de dióxido de titânio (TiO 2 ). O mineral em formas naturais é encontrado principalmente como um sólido preto, embora o material puro seja incolor ou branco. Duas outras formas minerais naturais de TiO 2 são conhecidas, brookita e rutilo .
Anatase é sempre encontrado como cristais pequenos, isolados e bem desenvolvidos e, como o rutilo termodinamicamente estável (o polimorfo do dióxido de titânio que ocorre mais comumente), ele se cristaliza no sistema tetragonal . Anatase é metaestável em todas as temperaturas e pressões, com rutilo sendo o polimorfo de equilíbrio. No entanto, anatase é frequentemente a primeira fase de dióxido de titânio a se formar em muitos processos, devido à sua menor energia de superfície , com uma transformação em rutilo ocorrendo em temperaturas elevadas. Embora o grau de simetria seja o mesmo para as fases anatásio e rutilo, não há relação entre os ângulos interfaciais dos dois minerais, exceto na zona do prisma de 45 ° e 90 °. A pirâmide comum de anatásio, paralela às faces das quais há clivagens perfeitas, tem um ângulo sobre a borda polar de 82 ° 9 ', sendo o ângulo de rutilo correspondente de 56 ° 52½'. Devido a essa pirâmide mais íngreme, em 1801, René Just Haüy nomeou o mineral anatase - do grego anatasis ("extensão"), o eixo vertical dos cristais sendo mais longo do que no rutilo. Existem diferenças adicionais importantes entre os caracteres físicos de anatase e rutilo: o primeiro é menos duro (5,5–6 vs. 6–6,5 Mohs ) e denso ( gravidade específica cerca de 3,9 vs. 4,2); anatase é opticamente negativo, enquanto rutilo é positivo; e seu brilho é ainda mais fortemente adamantino ou metálico adamantino do que o do rutilo. Anatase é um polimorfo de TiO 2 formado em baixa temperatura e está em concentrações menores em rochas ígneas e metamórficas. Filmes finos de vidro revestido com TiO 2 apresentam propriedades anti-embaciamento e autolimpantes sob radiação ultravioleta.
Hábito de cristal
Dois hábitos de crescimento de cristais de anatásio podem ser distinguidos. O mais comum ocorre como pirâmides duplas agudas simples com uma cor azul-índigo a preta e brilho de aço. Os cristais deste tipo são abundantes em Le Bourg-d'Oisans em Dauphiné , onde eles são associados com o cristal de rocha, feldspato , e axinite em fendas em granito e de mica - xisto . Cristais semelhantes, mas de tamanho microscópico, são amplamente distribuídos em rochas sedimentares , como arenitos , argilas e ardósias , das quais podem ser separados por lavagem dos constituintes mais leves da rocha em pó. O plano (101) do anatase é a superfície termodinamicamente mais estável e, portanto, a faceta mais amplamente exposta no anatase natural e sintético.
Os cristais do segundo tipo têm numerosas faces piramidais desenvolvidas e são geralmente mais achatados ou às vezes prismáticos no hábito; a cor é amarelo mel a marrom. Esses cristais se assemelham muito ao xenotime na aparência e, na verdade, por muito tempo foram considerados pertencentes a essa espécie, o nome especial wiserine foi aplicado a eles. Eles ocorrem presos às paredes de fendas nos gnaisse dos Alpes , sendo o Binnenthal próximo a Brig no cantão de Valais , na Suíça , uma localidade bem conhecida. Pseudomorfos de rutilo de ocorrência natural após anatase também são conhecidos.
Embora o anatase não seja uma fase de equilíbrio do TiO 2 , ele é estável próximo à temperatura ambiente. Em temperaturas entre 550 e cerca de 1000 ° C, o anatase se converte em rutilo. A temperatura desta transformação depende fortemente das impurezas ou dopantes, bem como da morfologia da amostra.
Anatase sintética
Devido à sua potencial aplicação como semicondutor, o anatase é frequentemente preparado sinteticamente. A anatase cristalina pode ser preparada em laboratórios por métodos químicos, como o método sol-gel . Os exemplos incluem a hidrólise controlada de tetracloreto de titânio (TiCl 4 ) ou etóxido de titânio . Freqüentemente, os dopantes são incluídos em tais processos de síntese para controlar a morfologia, a estrutura eletrônica e a química da superfície do anatase.
Nomes alternativos e obsoletos
Outro nome comumente usado para este mineral é octaedrita , um nome que, de fato, é anterior a anatase, e dado por causa do hábito octaédrico (agudo) comum dos cristais. Outros nomes, agora obsoletos, são oisanita e dauphinita, da conhecida localidade francesa.
