Оксид олова (IV) - Tin(IV) oxide

Оксид олова (IV)
3D модель оксида олова (IV), красный атом - оксид
Образец оксида олова (IV)
Имена
Название ИЮПАК
Оксид олова (IV)
Другие имена
Оксид олова, Оксид олова (IV), Цветки олова,[1] Касситерит
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.038.311 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 242-159-0
Номер RTECS
  • XQ4000000
UNII
Характеристики
О2Sn
Молярная масса150.708 г · моль−1
ВнешностьЖелтоватый или светло-серый порошок[2]
ЗапахБез запаха
Плотность6,95 г / см3 (20 ° С)[3]
6,85 г / см3 (24 ° С)[4]
Температура плавления 1630 ° С (2970 ° F, 1900 К)[3][4]
Точка кипения 1800–1900 ° C (3 270–3 450 ° F; 2 070–2 170 К)
Возвышенные[3]
Нерастворимый[4]
РастворимостьРастворим в горячих концентратах щелочи,[4] концентрированный кислоты
Не растворим в алкоголь[3]
−4.1·10−5 см3/ моль[4]
2.006[5]
Структура
Рутил четырехугольный, tP6[6]
P42/ минм, № 136[6]
4 / м 2 / м 2 / м[6]
а = 4,737 Å, c = 3,185 Å[6]
α = 90 °, β = 90 °, γ = 90 °
Октаэдрический (Sn4+)
Тригональный планарный (O2−)
Термохимия
52,6 Дж / моль · К[4]
49,04 Дж / моль · К[4][7]
−577,63 кДж / моль[4][7]
−515,8 кДж / моль[4]
Опасности
Паспорт безопасностиICSC 0954
NFPA 704 (огненный алмаз)
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
> 20 г / кг (крысы, перорально)[8]
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
никто[2]
REL (Рекомендуемые)
TWA 2 мг / м3[2]
IDLH (Непосредственная опасность)
N.D.[2]
Родственные соединения
Связанный банка оксиды
Оксид олова (II)
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Оксид олова (IV), также известный как оксид олова, это неорганическое соединение с формула SnO2. Минеральная форма SnO2 называется касситерит, а это основная руда банка.[9] Со многими другими именами это окись олова - важный материал в химии олова. Это бесцветный, диамагнитный, амфотерный твердый.

Структура

Волокна оксида олова (IV) (оптический микроскоп )

Оксид олова (IV) кристаллизуется с рутил структура. Таким образом, атомы олова имеют шесть координат, а атомы кислорода - трехкоординатные.[9] SnO2 обычно рассматривается как кислородно-дефицитный полупроводник n-типа.[10]

Водные формы SnO2 были описаны как оловянная кислота. Такие материалы представляют собой гидратированные частицы SnO.2 где состав отражает размер частиц.[11]

Подготовка

Оксид олова (IV) встречается в природе. Синтетический оксид олова (IV) получают путем сжигания металлического олова на воздухе.[11] Годовое производство находится в пределах 10 килотонн.[11] SnO2 восстанавливается промышленно до металла с углеродом в отражательная печь при 1200–1300 ° С.[12]

Амфотеризм

Хотя SnO2 не растворяется в воде, это амфотерный, растворяясь в основании и кислоте.[13] «Станническая кислота» относится к гидратированному оксиду олова (IV), SnO2, который также называют «гидроксидом олова».

Оксиды олова растворяются в кислотах. Галогенные кислоты атакуют SnO2 дать гексагалостаннаты,[14] такие как [SnI6]2−. В одном отчете описывается реакция образца при кипячении с обратным холодильником. ЗДРАВСТВУЙ в течение многих часов.[15]

SnO2 + 6 HI → H2SnI6 + 2 часа2О

Аналогично SnO2 растворяется в серной кислоте с образованием сульфата:[11]

SnO2 + 2 часа2ТАК4 → Sn (SO4)2 + 2 часа2О

SnO2 растворяется в сильных основаниях, чтобы дать "станнаты, "по номинальной формуле Na2SnO3.[11] Растворение затвердевшего SnO2/ Раствор NaOH в воде дает Na2[Sn (OH)6]2, «приготовление соли», которое используется в красильной промышленности.[11]

Использует

В сочетании с оксидом ванадия он используется как катализатор окисления ароматических соединений при синтезе карбоновые кислоты и ангидриды кислот.[9]

Керамические глазури

Оксид олова (IV) давно используется в качестве глушитель и как белый краситель в керамические глазури.[16] Вероятно, это привело к открытию пигмента свинцово-оловянно-желтый, который был получен с использованием оксида олова (IV) в качестве соединения.[17] Оксид олова (IV) особенно часто используется в глазури для глиняная посуда, сантехника и настенная плитка; смотреть статьи оловянное остекление и Оловянная керамика. 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 температурой обжига, и, следовательно, степень непрозрачности уменьшается.[18] Хотя растворимость оксида олова в расплавах глазури зависит от других составляющих, как правило, низкая. Его растворимость повышается Na2OK2O и B2О3, и восстановлен CaO, BaO, ZnO, Al2О3, и в ограниченной степени PbO.[19]

SnO2 использовался как пигмент при производстве стекол, эмалей и керамических глазурей. Чистый SnO2 придает молочно-белый цвет; другие цвета достигаются при смешивании с другими оксидами металлов, например V2О5 желтый; Cr2О3 розовый; и Sb2О5 серо-синий.[11]

Красители

Этот оксид олова использовался в качестве едкий в процессе окрашивания еще со времен Древнего Египта.[20] Немец по имени Кустер впервые ввел его в употребление в Лондоне в 1533 году, и только с его помощью там производили алый цвет.[21]

Полировка

Оксид олова (IV) можно использовать как полировальный порошок,[11] иногда в смесях также с оксидом свинца для полировки стекла, ювелирных изделий, мрамора и серебра.[1] Оксид олова (IV) для этого использования иногда называют «замазкой».[13] или «ювелирная шпатлевка».[1]

Покрытия для стекла

SnO2 покрытия можно наносить с использованием химическое осаждение из паровой фазы, методы осаждения из паровой фазы, в которых используются SnCl4[9] или оловоорганические тригалогениды[22] например трихлорид бутилолова как летучий агент. 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.[9]

Более толстые слои, легированные ионами Sb или F, являются электропроводными и используются в электролюминесцентных устройствах и фотовольтаике.[9]

Датчик газа

SnO2 используется в датчики горючих газов в том числе детекторы окиси углерода. В них область датчика нагревается до постоянной температуры (несколько сотен ° C) и при наличии горючий газ удельное электрическое сопротивление капли.[23]Допинг с различными соединениями (например, с CuO[24]). Допинг с кобальтом и марганцем, дает материал, который можно использовать, например, в высокое напряжение варисторы.[25] Оксид олова (IV) может быть легирован оксидами утюг или марганец.[26]

Рекомендации

  1. ^ а б c «Название материала: оксид олова». Музей изящных искусств, Бостон. 2007-02-10. Архивировано из оригинал на 2012-11-04. Получено 2013-03-29.
  2. ^ а б c d Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0616". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ а б c d CID 29011 из PubChem
  4. ^ а б c d е ж грамм час я Лиде, Дэвид Р., изд. (2009). CRC Справочник по химии и физике (90-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN  978-1-4200-9084-0.
  5. ^ Прадёт, Патнаик (2003). Справочник неорганических химикатов. Компании McGraw-Hill, Inc. стр. 940. ISBN  0-07-049439-8.
  6. ^ а б c d Баур, W.H. (1956). "Über die Verfeinerung der Kristallstrukturbestimmung einiger Vertreter des Rutiltyps: TiO2, SnO2, GeO2 и MgF2". Acta Crystallographica. 9 (6): 515–520. Дои:10.1107 / S0365110X56001388.
  7. ^ а б Оксид олова в Linstrom, Peter J .; Маллард, Уильям Г. (ред.); Веб-книга NIST Chemistry, стандартная справочная база данных NIST номер 69, Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург (Мэриленд), http://webbook.nist.gov (Дата обращения 4 июля 2014)
  8. ^ а б «Паспорт безопасности материала оксида олова (IV)». https://www.fishersci.ca. Fisher Scientific. Получено 2014-07-04. Внешняя ссылка в | сайт = (Помогите)
  9. ^ а б c d е ж Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1984). Химия элементов. Оксфорд: Pergamon Press. С. 447–48. ISBN  978-0-08-022057-4.
  10. ^ Химия твердого тела: введение Лесли Смарт, Элейн А. Мур (2005) CRC Press ISBN  0-7487-7516-1
  11. ^ а б c d е ж грамм час Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия, переведенный Иглсоном, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего / Берлин: Academic Press / De Gruyter, ISBN  0-12-352651-5
  12. ^ Олово: неорганическая химия, Дж. Л. Уорделл, Энциклопедия неорганической химии под ред Р. Брюса Кинга, John Wiley & Son Ltd., (1995) ISBN  0-471-93620-0
  13. ^ а б Неорганическая и теоретическая химия, Ф. Шервуд Тейлор, Хейнеман, 6-е издание (1942 г.)
  14. ^ Дональдсон и Граймс по химии оловянного изд. П.Г. Харрисон Блэки (1989)
  15. ^ Эрл Р. Кейли (1932). «Действие иодоводородной кислоты на оксид олова». Варенье. Chem. Soc. 54 (8): 3240–3243. Дои:10.1021 / ja01347a028.
  16. ^ «Книга Глейзера» - 2-е издание. А. Б. Сирл. Technical Press Limited. Лондон. 1935 г.
  17. ^ Герман Кюн, 1967, "Blei-Zinn-Gelb und seine Verwendung in der Malerei", Farbe und Lack 73: 938-949
  18. ^ «Трактат о керамической промышленности». Э. Бурри. Четвертый выпуск. Скотт, Гринвуд и сын. Лондон. 1926 г.
  19. ^ Третье издание «Керамические глазури». К. В. Пармели и К. Г. Харман. Книги Каннерса, Бостон, Массачусетс. 1973 г.
  20. ^ Сэр Томас Эдвард Торп История химии (1909) Т. 1, С. 11-12.
  21. ^ Томас Мортимер, Общий словарь коммерции, торговли и производств (1810) "Умирание или крашение "
  22. ^ США 4130673 
  23. ^ Джозеф Уотсон Полупроводниковый датчик на основе оксида олова в "Справочнике по электротехнике" 3D-издание; Датчики Нанонаука Биомедицинская инженерия и инструменты под ред. Р. К. Дорфа, CRC Press Taylor and Francis ISBN  0-8493-7346-8
  24. ^ Ван, Чун-Мин; Ван, Цзинь-Фэн; Су, Вэнь-Бинь (2006). "Микроструктурная морфология и электрические свойства поликристаллических варисторов оксида олова (IV), легированного медью и ниобием". Журнал Американского керамического общества. 89 (8): 2502–2508. Дои:10.1111 / j.1551-2916.2006.01076.x.[1]
  25. ^ Dibb A .; Cilense M; Bueno P.R; Maniette Y .; Varela J.A .; Лонго Э. (2006). "Оценка легирования SnO оксидами редкоземельных элементов2. (Co0.25, Mn0.75) Варисторная система на основе O ». Исследования материалов. 9 (3): 339–343. Дои:10.1590 / S1516-14392006000300015.
  26. ^ А. Пуннус; Дж. Хейс; А. Тербер; М. Х. Энгельхард; Р. К. Куккадапу; К. Ван; В. Шаттханандан и С. Тевутхасан (2005 г.). «Развитие высокотемпературного ферромагнетизма в SnO2 и парамагнетизма в SnO легированием Fe». Phys. Ред. B. 72 (8): 054402. Дои:10.1103 / PhysRevB.72.054402.

дальнейшее чтение