Μετάβαση στο περιεχόμενο

Ανατάσης

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Ανατάσης
Γενικά
ΚατηγορίαΟξείδια
Χημικός τύποςTiO2
Ορυκτολογικά χαρακτηριστικά
Πυκνότητα3,79 έως 3,97 gr/cm3
ΧρώμαΜαύρο, σκούρο ερυθρό έως κιτρινόφαιο, σκούρο μπλε, γκριζόμαυρο
Σύστημα κρυστάλλωσηςΤετραγωνικό
ΚρύσταλλοιΠυραμιδικοί, πλακοειδείς
ΔιδυμίαΣπάνια, στο επίπεδο {112}
Σκληρότητα5,5 έως 6
ΣχισμόςΤέλειος κατά {001} και {011}
ΘραύσηΥποκογχοειδής
ΛάμψηΑδαμάντινη έως στιλπνή, μεταλλική
Γραμμή κόνεωςΧλωμή κιτρινόλευκη
ΠλεοχρωισμόςΑσθενής
ΔιαφάνειαΔιαφανής έως σχεδόν αδιαφανής
ΠαρατηρήσειςΕύθρυπτο

Ο ανατάσης (αγγλ. anatase) είναι μετασταθές ορυκτό, που από χημικής απόψεως είναι διοξείδιο του τιτανίου (TiO2) κρυσταλλωμένο στο τετραγωνικό κρυσταλλικό σύστημα, με λιγοστές προσμίξεις, κυρίως οξειδίου του τρισθενούς σιδήρου (Fe2O3). Παρά το ότι σε καθαρή μορφή θα ήταν άχρωμο ή λευκό υλικό, η ύπαρξη των προσμίξεων του δίνει πολύ σκούρο χρώμα στη μορφή που συναντάται στη φύση. Τρεις άλλες πολυμορφικές ποικιλίες του διοξειδίου του τιτανίου συναντώνται στη φύση: ο μπρουκίτης, ο ακαοτζιίτης και το (γνωστότερο) ρουτίλιο, που είναι και το σταθερότερο όλων. Ο ανατάσης δημιουργείται σε σχετικώς χαμηλές θερμοκρασίες και βρίσκεται σε μικρές συγκεντρώσεις σε εκρηξιγενή and μεταμορφωσιγενή πετρώματα.[1] Γυαλί καλυμμένο με λεπτή επίστρωση διοξειδίου του τιτανίου παρουσιάζει αντιθολωτικές και αυτοκαθαριστικές ιδιότητες υπό την επίδραση υπεριώδους ακτινοβολίας.[2]

Ο ανατάσης βρίσκεται πάντοτε με τη μορφή μικρών, απομονωμένων και καλώς καθορισμένων κρυστάλλων, και, όπως το ρουτίλιο, κρυσταλλώνεται στο τετραγωνικό σύστημα. Ο ανατάσης είναι μετασταθής σε όλες τις θερμοκρασίες και πιέσεις, με το ρουτίλιο να αποτελεί την πολυμορφική μορφή ισορροπίας. Ωστόσο, ο ανατάσης είναι συχνά η πρώτη φάση διοξειδίου του τιτανίου που παράγεται σε πολλές φυσικές διαδικασίες, εξαιτίας της μικρότερης επιφανειακής του ενέργειας, και σε υψηλότερες θερμοκρασίες μετασχηματίζεται σε ρουτίλιο.[3] Παρά το ότι ο βαθμός συμμετρίας είναι ο ίδιος για τον ανατάση και το ρουτίλιο, δεν υπάρχει σχέση ανάμεσα στις γωνίες μεταξύ των εδρών στους κρυστάλλους των δύο ορυκτών, εκτός από την πρισματική ζώνη των 45° και 90°. Οι συνήθως οκταεδρικοί κρύσταλλοι του ανατάση, με 4 επίπεδα τέλειου σχισμού, έχουν γωνία πάνω από το πολικό άκρο τους 82° 09΄, ενώ οι επίσης οκταεδρικοί κρύσταλλοι του ρουτιλίου έχουν την αντίστοιχη γωνία ίση με μόνο 56° 52,5΄. Η μεγαλύτερη γωνία δίνει στους κρυστάλλους του ανατάση μακρύτερους κάθετους άξονες και λεπτότερη εμφάνιση από τους κρυστάλλους του ρουτιλίου, χαρακτηριστικό που οδήγησε τον Γάλλο ορυκτολόγο Ρενέ Ζυστ Αΰ να ονομάσει το ορυκτό ανατάση (anatase) το 1801, από την αρχαία ελληνική λέξη ανάτασις (= «επέκταση»). Πρόσθετες διαφορές υπάρχουν και μεταξύ των φυσικών χαρακτηριστικών του ανατάση και του ρουτιλίου. Για παράδειγμα, ο ανατάσης είναι λιγότερο σκληρός (5,5 έως 6 έναντι 6 έως 6,5 στην κλίμακα Μος) και ελαφρότερος (ειδικό βάρος έως 3,9 έναντι 4,2) από το ρουτίλιο.[4][5][6] Επίσης είναι διπλοθλαστικό υλικό οπτικώς αρνητικό (με δείκτες διαθλάσεως nω = 2,561 και nε = 2,488), ενώ το ρουτίλιο είναι οπτικώς θετικό. Ο ανατάσης έχει ισχυρότερα αδαμάντινη ή μεταλλική-αδαμάντινη λάμψη από εκείνη του ρουτιλίου.[7]

Εμφάνιση των κρυστάλλων

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Το κρυσταλλικό πλέγμα του ανατάση

Μπορούμε να διακρίνουμε δύο μορφές αναπτύξεως των κρυστάλλων του ανατάση. Η συνηθέστερη μορφή συναντάται ως απλά, οξυκόρυφα οκτάεδρα με μπλε-μοβ έως μαύρο χρώμα και μεταλλική λάμψη. Κρύσταλλοι αυτού του είδους αφθονούν στο Λε Μπουρ-ντουαζάν στην περιοχή Ντωφινέ της Γαλλίας, όπου συνδέονται με ορεία κρύσταλλο, άστριους και αξινίτες σε ρωγμές σε γρανιτικούς και μαρμαρυγικούς σχίστες. Παρόμοιοι κρύσταλλοι με μικροσκοπικά μεγέθη είναι ευρύτατα κατανεμημένοι σε ιζηματογενή πετρώματα, όπως σε ψαμμίτες, αργίλους και πλάκες σχιστολίθου, από τα οποία μπορούν να διαχωρισθούν με έκπλυση των ελαφρότερων συστατικών των κονιορτοποιημένων πετρωμάτων.[7] Το επίπεδο (101) του ανατάση είναι η σταθερότερη θερμοδυναμικώς επιφάνεια και συνεπώς η ευρύτερα εκτεθειμένη, τόσο στον φυσικό όσο και στον συνθετικό ανατάση.[8]

Η δεύτερη μορφή της κρυσταλλικής αναπτύξεως του ανατάση χαρακτηρίζεται από πολυάριθμες πυραμιδικές έδρες, με εμφάνιση που είναι συνήθως πεπλατυσμένη και κάποτε πρισματική. Το χρώμα τους είναι πιο ανοικτό, από μελί-κίτρινο μέχρι καφετί. Αυτοί οι κρύσταλλοι μοιάζουν πολύ με εκείνους του ορυκτού ξενότιμο στην εμφάνιση και ιστορικώς πιστευόταν από τους πρώτους ορυκτολόγους ότι ήταν μια ειδική μορφή του ξενότιμου, αποκαλούμενη wiserine. Αυτός ο ανατάσης συναντάται προσκολλημένος στις πλευρές ρωγμών πετρωμάτων γνευσίου στις Άλπεις, με μια γνωστή τοποθεσία να είναι η κοιλάδα Μπίννταλ ή Μπίννενταλ, κοντά στο Μπριγκ του Καντονίου του Βαλαί, στην Ελβετία.[7]

Ενώ ο ανατάσης δεν αποτελεί μια φάση ισορροπίας του TiO2, είναι μετασταθής κοντά στη θερμοκρασία δωματίου. Σε θερμοκρασίες μεταξύ 550 και περίπου 1.000 °C, ο ανατάσης μετατρέπεται σε ρουτίλιο. Η θερμοκρασία αυτού του μετασχηματισμού εξαρτάται πολύ από τις προσμίξεις, καθώς και από τη μορφολογία του δείγματος.[9]

Συνθετικός ανατάσης

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Εξαιτίας της δυνητικής χρήσεώς του ως ημιαγωγού, ο ανατάσης παρασκευάζεται συχνά συνθετικά από τον άνθρωπο. Αυτό γίνεται σε εργαστήρια με χημικές με χημικές μεθόδους, όπως η μέθοδος σολ-τζελ. Αυτό θα μπορούσε επίσης να επιτευχθεί δια της ελεγχόμενης υδρολύσεως του τετραχλωριούχου τιτανίου (TiCl4) ή του τετρααιθυλοξειδίου του τιτανίου. Συχνά προστίθενται προσμίξεις σε αυτές τις διεργασίες προκειμένου να ελεγχθεί η μορφολογία, η ηλεκτρονιακή δομή και η χημεία επιφανείας ενός δείγματος συνθετικού ανατάση.[10]

Παλαιότερες και άλλες ονομασίες

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μια άλλη ονομασία σε κοινή χρήση για τον ανατάση είναι οκταεδρίτης, που προχρονολογείται της ονομασίας «ανατάσης» και δόθηκε εξαιτίας της συνηθισμένης οξείας οκταεδρικής εμφανίσεως των κρυστάλλων του ορυκτού. Δύο άλλες ονομασίες, που σχεδόν δεν χρησιμοποιούνται πλέον, είναι ουαζανίτης and ντωφινίτης, από τη γνωστή γαλλική τοποθεσία και ευρύτερη περιοχή αντιστοίχως όπου απαντάται σε αφθονία.[7]

Δείτε επίσης

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]


Παραπομπές

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  1. ↑ Deer, Howie & Zussman: An Introduction to the Rock Forming Minerals, ISBN 0-582-44210-9, σελ. 419
  2. ↑ Wang, Rong; Hashimoto, Kazuhito; Fujishima, Akira; Chikuni, Makota; Kojima, Eiichi; Kitamura, Atsushi; Shimohigoshi, Mitsuhide; Watanabe, Toshiya (Ιούλιος 1997). «Light-induced amphiphilic surfaces». Nature 388 (6641): 431-432. doi:10.1038/41233. Bibcode: 1997Natur.388..431W. 
  3. ↑ Hanaor, Dorian A.H.; Sorrell, Charles C. (2011). «Review of the anatase to rutile phase transformation». Journal of Materials Science 46 (4): 855-874. doi:10.1007/s10853-010-5113-0. Bibcode: 2011JMatS..46..855H. https://hal.science/hal-02308408. 
  4. ↑ «Anatase» (PDF). Handbook of Mineralogy – μέσω geo.arizona.edu. 
  5. ↑ «Anatase». Mindat.org. 
  6. ↑ «Anatase». Webmineral.com. Ανακτήθηκε στις 6 Ιουνίου 2009. 
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3
     
    Μία ή περισσότερες προτάσεις από το προηγούμενο κείμενο ενσωματώνει κείμενο από έκδοση που είναι πλέον κοινό κτήμα: Spencer, Leonard James (1911) «Anatase» στο: Chisholm, Hugh, επιμ. Εγκυκλοπαίδεια Μπριτάννικα 1 (11η έκδοση) Cambridge University Press, σσ. 919–920 
  8. ↑ Assadi, M.H.N.; Hanaor, D.A.H. (2016). «The effects of copper doping on photocatalytic activity at (101) planes of anatase TiO 2: A theoretical study». Applied Surface Science 387: 682-689. doi:10.1016/j.apsusc.2016.06.178. Bibcode: 2016ApSS..387..682A. https://www.researchgate.net/publication/304714130. 
  9. ↑ Hanaor, Dorian A.H.; Sorrell, Charles C. (Φεβρουάριος 2011). «Review of the anatase to rutile phase transformation». Journal of Materials Science 46 (4): 855-874. doi:10.1007/s10853-010-5113-0. Bibcode: 2011JMatS..46..855H. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02308408/file/Hanaor%20Sorrell%20-%20JMatSci-Review%20of%20the%20Anatase%20to%20Rutile%20Phase%20Transformation.pdf. 
  10. ↑ Jeantelot, Gabriel; Ould-Chikh, Samy; Sofack-Kreutzer, Julien; Abou-Hamad, Edy; Anjum, Dalaver H.; Lopatin, Sergei; Harb, Moussab; Cavallo, Luigi και άλλοι. (2018). «Morphology control of anatase TiO2 for well-defined surface chemistry». Physical Chemistry Chemical Physics 20 (21): 14362-14373. doi:10.1039/C8CP01983E. PMID 29767182. Bibcode: 2018PCCP...2014362J. 

Πηγές

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  • Το ομώνυμο λήμμα στη Νέα Ελληνική Εγκυκλοπαίδεια «Χάρη Πάτση», τόμος 5, σελ. 489


Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Ανατάσης&oldid=10377007"