Põhierinevus anataasi rutiili ja brookiidi vahel on see, et anataasil on nelja TiO2 ühikuga tetragonaalne rakk ja rutiilil on tetragonaalne ühikrakk kahe TiO2 ühikuga, samas kui brookiidil on ortorombiline ühikrakk, milles on kaheksa TiO2 ühikut.
Titaandioksiid ehk TiO2 on oluline looduslikult esinev mineraal. Titaandioksiidi mineraalidel on neli erinevat struktuuri: anataas, rutiil, brookiit ja akaogiit.
Mis on Anatase?
Anataas on TiO2 (titaandioksiidi) vorm, mille värvus on sinine kuni kollane. Sellel mineraalil on lisandite olemasolu tõttu tume värv. Vastasel juhul on see värvitu või valge.
Joonis 01: Anataas
Anataas esineb tetragonaalse kristallisüsteemiga, kuid see ei sarnane rutiili aatomite paigutusega (neil on erinev paigutus). Anataas on optiliselt negatiivne (rutiil aga optiliselt positiivne). Sellel on rutiili välimusega võrreldes metalliline välimus. Mõnikord toodavad tootjad seda mineraali sünteetilise ühendina, kuna sellel on pooljuhtide tootmisel palju rakendusi. Näiteks sool-geel meetod hõlmab TiO2 tüüpi anataasi tootmist. Seal toimub titaantetrakloriidi (TiCl4) hüdrolüüs.
Mis on rutiil?
Rutiil on mineraal, milles on peamiselt sügavpunase värvusega TiO2 (titaandioksiid). Tänu oma kõrgele stabiilsusele on see titaandioksiidi kõige levinum looduslikult esinev vorm. Rutiilil on polümorfe, nagu anataas, brookiit jne. Rutiili esineb peamiselt tardkivimites ja moondekivimites, mis on kõrgel temperatuuril ja kõrge rõhu all.
Joonis 02: Rutiil
Rutiili kristallstruktuuri arvestades on sellel tetragonaalne ühikrakk, mis koosneb titaani katioonidest ja hapnikuanioonidest. Titaani katioonide (Ti+4) nendes rakkudes on koordinatsiooniarv 6. Hapnikuaniooni (O2-) koordinatsiooniarv on 3. Rutiili kõige olulisemad omadused on järgmised:
- Kõrge murdumisnäitaja nähtavatel lainepikkustel
- Suur kaksikmurdumine
- Kõrge dispersioon
Rutiili kolm peamist kasutusala on tulekindla keraamika tootmine, titaandioksiidi pigmentide tootmine ja titaanmetalli tootmine. Lisaks on peeneks pulbristatud rutiil oluline värvide, plastide ja paberi tootmisel. Selle põhjuseks on asjaolu, et peeneks pulbristatud rutiilil on särav valge värv. Lisaks kasutatakse nao-TiO2 osakesi kosmeetikatööstuses, kuna need osakesed on nähtavale valgusele läbipaistvad ja võivad samal ajal neelata UV-valgust.
Mis on Brookite?
Brookite on TiO2 (titaandioksiid) tüüp, millel on sügavpunakaspruun värvus. See on titaandioksiidi ortorombiline struktuur. See esineb neljas looduslikult esinevas polümorfses struktuuris. Polümorfsed struktuurid on mineraalid, millel on sama koostis, kuid erinev struktuur. Tavaliselt peetakse brookiiti teiste polümorfsete struktuuridega võrreldes haruldaseks ühendiks. Sellel on ka suhteliselt suurem rakumaht. Selle mineraali kõige levinumad lisandid on raud, tantaal ja nioobium.
Joonis 03: Brookite
Brookiidi kristallide harjumus on tabelikujuline ja triibuline; mõnikord võib see olla püramiidne. Selle mineraali murd on subkonhoidne kuni ebakorrapärane ja aine on tavaliselt rabe. Selle mineraali läige võib kirjeldada kui submetallist. Brookiidi mineraalsete triipude värvus on valge ja see võib olla läbipaistmatu või poolläbipaistev.
Mis vahe on Anatase Rutile'il ja Brookite'il?
Titaandioksiid ehk TiO2 on oluline looduslikult esinev mineraal. Titaandioksiidi mineraale on nelja erineva struktuuriga: anataas, rutiil, brookiit ja akaogiit. Peamine erinevus anataasi rutiili ja brookiidi vahel on see, et anataasil on nelja TiO2 ühikuga tetragonaalne rakk ja rutiilil on tetragonaalne ühikrakk kahe TiO2 ühikuga, samas kui brookiidil on ortorombiline ühikrakk, milles on kaheksa TiO2 ühikut.
Allpool olev infograafik esitab anataasi rutiili ja brookiidi erinevused tabeli kujul, et neid kõrvuti võrrelda.
Kokkuvõte – Anatase vs Rutile vs Brookite
Anataas, rutiil ja brookiit on titaandioksiidi mineraalide kolm erinevat struktuuri. Peamine erinevus anataasi rutiili ja brookiidi vahel on see, et anataasil on nelja TiO2 ühikuga tetragonaalne ühikrakk ja rutiilil on tetragonaalne ühikrakk kahe TiO2 ühikuga, samas kui brookiidil on kaheksa TiO2 ühikuga ortorombiline rakk.
