Оксид олова (IV) - Tin(IV) oxide
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК
Оксид олова (IV)
|
|
Другие имена
Оксид олова, Оксид олова (IV), Цветки олова, Касситерит
|
|
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol )
|
|
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.038.311 |
Номер ЕС | |
PubChem CID
|
|
Номер RTECS | |
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Характеристики | |
O 2 Sn | |
Молярная масса | 150,708 г · моль -1 |
Появление | Желтоватый или светло-серый порошок |
Запах | Без запаха |
Плотность | 6,95 г / см 3 (20 ° C) 6,85 г / см 3 (24 ° C) |
Температура плавления | 1630 ° С (2970 ° F, 1900 К) |
Точка кипения | 1,800–1900 ° C (3,270–3,450 ° F; 2,070–2,170 K) сублимации |
Нерастворимый | |
Растворимость | Растворим в горячих концентрированных щелочах , концентрированных кислотах. Не растворим в спирте. |
−4,1 · 10 −5 см 3 / моль | |
Показатель преломления ( n D )
|
2,006 |
Структура | |
Рутил тетрагональный , tP6 | |
P4 2 / мм, № 136 | |
4 / м 2 / м 2 / м | |
а = 4,737 Å, с = 3,185 Å
α = 90 °, β = 90 °, γ = 90 °
|
|
Октаэдрический (Sn 4+ ) Тригональный плоский (O 2- ) |
|
Термохимия | |
Теплоемкость ( C )
|
52,6 Дж / моль · К |
Стандартная мольная
энтропия ( S |
49,04 Дж / моль · К |
Std энтальпия
формации (Δ F H ⦵ 298 ) |
−577,63 кДж / моль |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
|
−515,8 кДж / моль |
Опасности | |
Паспорт безопасности | ICSC 0954 |
NFPA 704 (огненный алмаз) | |
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза )
|
> 20 г / кг (крысы, перорально) |
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
PEL (Допустимо)
|
никто |
REL (рекомендуется)
|
TWA 2 мг / м 3 |
IDLH (Непосредственная опасность)
|
ND |
Родственные соединения | |
Оксид олова (II) | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Оксид олова (IV) , также известный как оксид олова , представляет собой неорганическое соединение с формулой SnO 2 . Минеральная форма SnO 2 называется касситеритом , и это основная руда олова . Этот оксид олова, имеющий множество других названий, является важным материалом в химии олова. Это бесцветный, диамагнитный , амфотерная твердое вещество.
Структура
Оксид олова (IV) кристаллизуется со структурой рутила . Таким образом, атомы олова имеют шесть координат, а атомы кислорода - трехкоординатные. SnO 2 обычно рассматривается как полупроводник n-типа с дефицитом кислорода .
Водные формы SnO 2 были описаны как оловянная кислота . Такие материалы представляют собой гидратированные частицы SnO 2, состав которых отражает размер частиц.
Подготовка
Оксид олова (IV) встречается в природе. Синтетический оксид олова (IV) получают путем сжигания металлического олова на воздухе. Годовое производство находится в пределах 10 килотонн. В промышленных условиях SnO 2 восстанавливается до металла с углеродом в отражательной печи при температуре 1200–1300 ° C.
Амфотеризм
Хотя SnO 2 нерастворим в воде, он амфотерный , растворяется в основании и кислоте. «Оловянная кислота» относится к гидратированному оксиду олова (IV), SnO 2 , который также называют «гидроксидом олова».
Оксиды олова растворяются в кислотах. Галогеновые кислоты атакуют SnO 2 с образованием гексагалостаннатов, таких как [SnI 6 ] 2- . В одном докладе описывается взаимодействие образца в кипячении с обратным холодильником HI в течение многих часов.
- SnO 2 + 6 HI → H 2 SnI 6 + 2 H 2 O
Аналогичным образом SnO 2 растворяется в серной кислоте с образованием сульфата:
- SnO 2 + 2 H 2 SO 4 → Sn (SO 4 ) 2 + 2 H 2 O
SnO 2 растворяется в сильных основаниях с образованием « станнатов » с номинальной формулой Na 2 SnO 3 . Растворение затвердевшего расплава SnO 2 / NaOH в воде дает Na 2 [Sn (OH) 6 ], «готовящую соль», которая используется в красильной промышленности.
Использует
В сочетании с оксидом ванадия он используется в качестве катализатора окисления ароматических соединений при синтезе карбоновых кислот и ангидридов кислот.
Керамические глазури
Оксид олова (IV) долгое время использовался в качестве глушителя и белого красителя в керамической глазури. «Книга стекольщика» - 2-е издание. ABSearle. Technical Press Limited. Лондон. 1935. Это, вероятно, привело к открытию свинцово-оловянно-желтого пигмента , который был получен с использованием оксида олова (IV) в качестве соединения. Оксид олова (IV) был особенно распространен в глазури для фаянса , сантехники и настенной плитки; см. статьи Глазурь и Глиняная посуда . Оксид олова остается во взвешенном состоянии в стекловидной матрице обожженных глазурей, и, поскольку его высокий показатель преломления существенно отличается от матрицы, свет рассеивается и, следовательно, увеличивает непрозрачность глазури. Степень растворения увеличивается с увеличением температуры обжига, и, следовательно, степень непрозрачности уменьшается. Хотя растворимость оксида олова в расплавах глазури зависит от других составляющих, как правило, низкая. Его растворимость увеличивается за счет Na 2 O, K 2 O и B 2 O 3 и снижается за счет CaO, BaO, ZnO, Al 2 O 3 и в ограниченной степени PbO.
SnO 2 использовался в качестве пигмента при производстве стекол, эмалей и керамических глазурей. Чистый SnO 2 дает молочно-белый цвет; другие цвета достигаются при смешивании с другими оксидами металлов, например, V 2 O 5 желтый; Cr 2 O 3 розовый; и Sb 2 O 5 серо-синий.
Красители
Этот оксид олова использовался в качестве протравы в процессе окрашивания еще в Древнем Египте. Немец по имени Кустер впервые представил его в Лондоне в 1533 году, и только с его помощью здесь производили алый цвет.
Полировка
Оксид олова (IV) можно использовать в качестве полировального порошка, иногда в смесях с оксидом свинца, для полировки стекла, ювелирных изделий, мрамора и серебра. Оксид олова (IV) для этого использования иногда называют «шпатлевкой» или «ювелирной шпатлевкой».
Покрытия для стекла
Покрытия SnO 2 можно наносить с использованием методов химического осаждения из паровой фазы, методов осаждения из паровой фазы, в которых в качестве летучего агента используются SnCl 4 или тригалогениды оловоорганического соединения, например трихлорид бутилолова . Этот метод используется для покрытия стеклянных бутылок тонким (<0,1 мкм) слоем SnO 2 , который помогает прикрепить последующее защитное полимерное покрытие, такое как полиэтилен, к стеклу.
Более толстые слои, легированные ионами Sb или F, являются электропроводными и используются в электролюминесцентных устройствах и фотовольтаике.
Газовое зондирование
SnO 2 используется в датчиках горючих газов, в том числе в детекторах угарного газа . В них область датчика нагревается до постоянной температуры (несколько сотен ° C), а в присутствии горючего газа удельное электрическое сопротивление падает. Сенсоры газа комнатной температуры также разрабатываются с использованием композитов восстановленный оксид графена -SnO 2 (например, для обнаружения этанола).
Было исследовано допирование различными соединениями (например, CuO ). Легирование кобальтом и марганцем дает материал, который можно использовать, например, в высоковольтных варисторах . Оксид олова (IV) может быть легирован оксидами железа или марганца .
использованная литература
дальнейшее чтение
- «Как работает стекло Pilkington Energy Advantage ™ Low-E Glass» (PDF) . Pilkington Group Limited. 18 июля 2005 . Проверено 2 декабря 2012 .Техническое обсуждение того, как SnO 2 : F используется в окнах с низким коэффициентом излучения (low-E). Отчет включает спектры отражения и пропускания.
- «Карманный справочник NIOSH по химической опасности - оксид олова (IV) (как Sn)» . Центры по контролю и профилактике заболеваний. 4 апреля 2011 . Проверено 5 ноября 2013 . Информация о химической безопасности и пределах воздействия