Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с диоксида олова )
Перейти к навигации Перейти к поиску
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
  • InChI = 1S / 2O.Sn ☒N
    Ключ: XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N ☒N
  • (O = Sn = O): O = [Sn] = O
Характеристики
O 2 Sn
Молярная масса150,708  г · моль -1
ВнешностьЖелтоватый или светло-серый порошок [2]
ЗапахБез запаха
Плотность6,95 г / см 3 (20 ° C) [3]
6,85 г / см 3 (24 ° C) [4]
Температура плавления1 630 ° C (2 970 ° F; 1 900 K) [3] [4]
Точка кипения1,800–1900 ° C (3,270–3,450 ° F; 2 070–2 170 K)
сублимации [3]
Нерастворим [4]
РастворимостьРастворим в горячих концентрированных щелочах , [4] концентрированных кислотах.
Не растворим в спирте [3]
Магнитная восприимчивость (χ)
−4,1 · 10 −5 см 3 / моль [4]
Показатель преломления ( n D )
2,006 [5]
Структура
Кристальная структура
Рутил тетрагональной , TP6 [6]
Космическая группа
P4 2 / мм, № 136 [6]
Группа точек
4 / м 2 / м 2 / м [6]
Постоянная решетки
a  = 4,737 Å, c  = 3,185 Å [6]
α = 90 °, β = 90 °, γ = 90 °
Координационная геометрия
Октаэдрический (Sn 4+ )
Тригональный плоский (O 2- )
Термохимия
Теплоемкость ( C )
52,6 Дж / моль · К [4]
Стандартная мольная энтропия ( S o 298 )
49,04 Дж / моль · К [4] [7]
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 )
-577,63 кДж / моль [4] [7]
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
-515,8 кДж / моль [4]
Опасности
Паспорт безопасностиICSC 0954
NFPA 704 (огненный алмаз)
[8]
Flammability code 0: Will not burn. E.g. waterHealth code 1: Exposure would cause irritation but only minor residual injury. E.g. turpentineReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 четырехцветный алмаз
0
1
0
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD 50 ( средняя доза )
> 20 г / кг (крысы, перорально) [8]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
нет [2]
REL (рекомендуется)
TWA 2 мг / м 3 [2]
IDLH (Непосредственная опасность)
ND [2]
Родственные соединения
Родственные оксиды олова
Оксид олова (II)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
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 . [9] Этот оксид олова, носящий множество других названий, является важным материалом в химии олова. Это бесцветный, диамагнитный , амфотерная твердое вещество.

Структура [ править ]

Волокна оксида олова (IV) ( оптический микроскоп )

Оксид олова (IV) кристаллизуется со структурой рутила . Таким образом, атомы олова имеют шесть координат, а атомы кислорода - трехкоординатные. [9] SnO 2 обычно считается кислородно-дефицитным полупроводником n-типа . [10]

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

Подготовка [ править ]

Оксид олова (IV) встречается в природе. Синтетический оксид олова (IV) получают путем сжигания металлического олова на воздухе. [11] Годовое производство находится в диапазоне 10 килотонн. [11] SnO 2 восстанавливается в промышленных масштабах до металла с углеродом в отражательной печи при 1200–1300 ° C. [12]

Амфотеризм [ править ]

Хотя SnO 2 нерастворим в воде, он амфотерный , растворяется в основании и кислоте. [13] «Еловая 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 [14], таких как [SnI 6 ] 2- . В одном отчете описывается реакция образца при кипячении HI в течение многих часов. [15]

SnO 2 + 6 HI → H 2 SnI 6 + 2 H 2 O

Аналогичным образом SnO 2 растворяется в серной кислоте с образованием сульфата: [11]

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 . [11] Растворение затвердевшего расплава SnO 2 / NaOH в воде дает Na 2 [Sn (OH) 6 ] 2 , «готовящую соль», которая используется в красильной промышленности. [11]

Использует [ редактировать ]

В сочетании с оксидом ванадия он используется в качестве катализатора окисления ароматических соединений при синтезе карбоновых кислот и ангидридов кислот. [9]

Керамические глазури [ править ]

Оксид олова (IV) давно используется в качестве глушителя и белого красителя в керамической глазури . [16] Это, вероятно, привело к открытию пигмента свинцово-оловянно-желтого цвета , который был получен с использованием оксида олова (IV) в качестве соединения. [17] Использование оксида олова (IV) было особенно распространено 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 температурой обжига, и, следовательно, степень непрозрачности уменьшается. [18] 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. [19]

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. [11]

Красители [ править ]

Этот оксид олова использовался в качестве протравы в процессе окрашивания еще в Древнем Египте. [20] Немец по имени Кустер впервые представил его использование в Лондоне в 1533 году, и только с его помощью здесь был произведен алый цвет. [21]

Полировка [ править ]

Оксид олова (IV) может использоваться в качестве полировального порошка [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 «шпатлевкой» [13] или «ювелирной шпатлевкой». [1]

Покрытия для стекла [ править ]

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 [9] или тригалогениды олова [22], 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. [9]

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

Газовое зондирование [ править ]

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. [23] Датчики газа комнатной температуры также разрабатываются с использованием  композитов восстановленный оксид графена -SnO 2 (например, для обнаружения этанола). [24]

Было исследовано допирование различными соединениями (например, CuO [25] ). Легирование кобальтом и марганцем дает материал, который можно использовать, например, в высоковольтных варисторах . [26] Оксид олова (IV) может быть легирован оксидами железа или марганца . [27]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c «Название материала: оксид олова» . Музей изящных искусств, Бостон . 2007-02-10. Архивировано из оригинала на 2012-11-04 . Проверено 29 марта 2013 .
  2. ^ a b c d Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0616» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ a b c d CID 29011 от PubChem
  4. ^ a b c d e f g h i 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 в г Баур, WH (1956). "Über die Verfeinerung der Kristallstrukturbestimmung einiger Vertreter des Rutiltyps: TiO 2 , SnO 2 , GeO 2 и MgF 2 ". Acta Crystallographica . 9 (6): 515–520. DOI : 10.1107 / S0365110X56001388 .
  7. ^ a b Оксид станника 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 (получено 4 июля 2014 г.)
  8. ^ a b «Паспорт безопасности материала оксида олова (IV)» . https://www.fishersci.ca . Fisher Scientific . Проверено 4 июля 2014 . Внешняя ссылка в |website=( помощь )
  9. ^ a b c d e f 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. ^ a b c d e f g h Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия , перевод Иглсона, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего / Берлин: Academic Press / De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  12. ^ Олово: Неорганическая химия , JL Wardell, Энциклопедия неорганической химии под ред Р. Брюса Кинга, John Wiley & Son Ltd., (1995) ISBN 0-471-93620-0 
  13. ^ a b Неорганическая и теоретическая химия , Ф. Шервуд Тейлор, Heineman, 6-е издание (1942)
  14. ^ Дональдсон и Граймс в химии олова изд. PG Харрисон Блэки (1989)
  15. ^ Эрл Р. Кейли (1932). «Действие иодоводородной кислоты на оксид олова». Варенье. Chem. Soc . 54 (8): 3240–3243. DOI : 10.1021 / ja01347a028 .
  16. ^ «Книга Глейзера» - 2-е издание. ABSearle. 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». CWParmelee и CGHarman. Cahners Books , Бостон, Массачусетс. 1973 г.
  20. ^ Сэр Томас Эдвард Торп История химии (1909) Vol. 1. С. 11-12.
  21. ^ Томас Мортимер , Общий словарь коммерции, торговли и производств (1810 г.) « Умирание или крашение »
  22. ^ США 4130673 
  23. ^ Джозеф Уотсон Датчик газа на основе оксида олова и полупроводника в Руководстве по электротехнике, издание 3d; Датчики Нанонаука, биомедицинская инженерия и инструменты под ред. RC Dorf CRC Press Taylor and Francis ISBN 0-8493-7346-8 
  24. ^ Jayaweera, MTVP, Де Сильва, RCL, Kottegoda, ИРМ и Роза, СРД, 2015. Синтез, характеристика и этанола пара датчиков производительность SnO2 / Graphene композитной пленки. Шри-ланкийский журнал физики, 15, стр. 1–10. DOI:  http://doi.org/10.4038/sljp.v15i0.6345
  25. ^ Ван, Чун-Мин; Ван, Цзинь-Фэн; Су, Вэнь-Бинь (2006). «Микроструктурная морфология и электрические свойства поликристаллических варисторов на основе оксида олова (IV), легированного медью и ниобием». Журнал Американского керамического общества . 89 (8): 2502–2508. DOI : 10.1111 / j.1551-2916.2006.01076.x .[1]
  26. ^ Дибб А .; Cilense M; Bueno PR; Maniette Y .; Варела Ж.А.; Лонго Э. (2006). «Оценка оксидов редкоземельных элементов, легирующих SnO 2. (Co 0,25 , Mn 0,75 ) Варисторная система на основе O» . Материаловедение . 9 (3): 339–343. DOI : 10.1590 / S1516-14392006000300015 .
  27. ^ A. Punnoose; Дж. Хейс; А. Тербер; MH Engelhard; РК Куккадапу; К. Ван; В. Шаттханандан и С. Тевутхасан (2005 г.). «Развитие высокотемпературного ферромагнетизма в SnO2 и парамагнетизма в SnO легированием Fe» . Phys. Rev. B . 72 (8): 054402. DOI : 10,1103 / PhysRevB.72.054402 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • «Как работает стекло Pilkington Energy Advantage ™ Low-E Glass» (PDF) . Pilkington Group Limited. 18 июля 2005 . Проверено 2 декабря 2012 .[ постоянная мертвая ссылка ] Техническое обсуждение того, как SnO 2 : F используется вокнах 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