Oxid de staniu (IV).
| Oxid de staniu (IV). | |
|---|---|
| General | |
Nume sistematic |
Oxid de staniu (IV). |
| Nume tradiționale | Oxid de staniu, dioxid de staniu, dioxid de staniu; casiterita |
| Chim. formulă | SnO 2 |
| Şobolan. formulă | SnO 2 |
| Proprietăți fizice | |
| Stat | cristale albe |
| Masă molară | 150,71 g/ mol |
| Densitate | 7,0096 g/cm3 [ 1 ] |
| Proprietati termice | |
| Temperatura | |
| • topirea | 1630 °C [1] |
| • fierbere | 2500 (dec.) [1] °C |
| • descompunere | − |
| Mol. capacitate termică | 53,2 [1] J/(mol K) |
| Entalpie | |
| • educaţie | −577,63 [1] kJ/mol |
| Presiunea aburului | 0 ± 1 mmHg [3] |
| Proprietăți chimice | |
| Solubilitate | |
| • in apa | insolubil |
| Proprietati optice | |
| Indicele de refracție | 2,006 (linia D de sodiu 589,29 nm ) [2] |
| Structura | |
| Structură cristalină | tip rutil tetragonal |
| Clasificare | |
| Reg. numar CAS | 18282-10-5 |
| PubChem | 29011 |
| Reg. numărul EINECS | 242-159-0 |
| ZÂMBETE | O=[Sn]=O |
| InChI | InChI=1S/2O.SnXOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | XQ4000000 |
| CHEBI | 52991 |
| ChemSpider | 26988 |
| Siguranță | |
| LD 50 | șobolani, po 20 g/kg mg/kg |
| Toxicitate | scăzut |
| NFPA 704 |
0
unu
0 |
| Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel. | |
Oxidul de staniu (IV) ( dioxid de staniu , dioxid de staniu, casiterit ) este un compus anorganic binar , oxid de staniu metalic cu formula SnO 2 . Cristale albe, insolubile în apă.
Fiind în natură
În natură se găsește casiteritul mineral - SnO 2 , principalul minereu de staniu, care este incolor în forma sa pură, dar impuritățile îi conferă o varietate de culori.
Obținerea
Arderea staniului în aer sau oxigen la temperatură ridicată:
.![{\displaystyle {\ce {Sn + O2 ->[>220^oC] SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/04504a554a4b00d609cb0693fd47aa9269bc8a10)
Oxidarea oxigenului în aer a monoxidului de staniu :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO + O2 ->[220^oC] 2SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1214b5ecaf66235ee827fb1caea4eed83ebd2f37)
Disproporție la încălzirea monoxidului de staniu :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO ->[400^oC] SnO2 + Sn}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c7525b68c1de92f172d283fbe2e83ed6c6329ffc)
Oxidarea staniului cu acid azotic concentrat fierbinte :
.![{\displaystyle {\ce {Sn + 4HNO3 ->[T]SnO2 + 4NO2 ^ + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9aaa9960d1b83fad8def62565c0a6230712497fa)
Descompunerea sulfatului de staniu la încălzire:
,![{\displaystyle {\ce {Sn(SO4)2 ->[150-200^oC] SnO2 + 2SO3 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ed1976bb747a3386000578832b84864fb771d75)
sau prin interacțiunea sulfatului de staniu (IV) cu alcalii diluați :
.
Calcinarea în aer a monosulfurei de staniu :
.![{\displaystyle {\ce {SnS + 2O2 ->[T] SnO2 + SO2 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1d7c468cabf4b5da3d1cfdc4a77f2505e3223726)
Proprietăți fizice
Oxidul de staniu(IV) este eliberat din soluție în timpul precipitării sub formă de hidrat de compoziție variabilă SnO 2 · n H 2 O, unde așa-numita modificare α ). Când stă în picioare, sedimentul trece prin β -modificarea pasivă chimic ( ). Compușii cu o compoziție stoechiometrică de hidrați nu au fost izolați.
Este practic insolubil în apă, p PR = 57,32. De asemenea, este insolubil în etanol și alți solvenți care nu interacționează cu substanța.
Când hidratul de dioxid de staniu este uscat, se formează o pulbere albă amorfă cu o densitate de 7,036 g/cm³ , care, la încălzire, se transformă într-o modificare cristalină cu o densitate de 6,95 g/cm³ .
Oxidul de staniu (IV) formează cristale transparente incolore ale sistemului cristalin tetragonal , grupa spațială P 4 2 / mnm , parametrii celulei a = 0,4718 nm , c = 0,3161 nm , Z = 2 , - structură cristalină de tip rutil ( dioxid de titan ).
Entropia molară Saproximativ
298\u003d 49,01 J / (mol K) . Capacitate termica Co
p\u003d 53,2 J / (mol K) . Entalpia standard de formare ΔH
sau arr= −577,63 kJ/mol [1] .
Este un semiconductor de tip n cu decalaj larg , la 300 K intervalul de bandă este de 3,6 eV , mobilitatea electronilor este de 7 cm 2 / (V s) , concentrația purtătorului este de 3,5 10 14 cm −3 , rezistivitatea electrică este de 3,4 10 3 ohmi cm . Dopajul cu elemente din grupa V, de exemplu, antimoniul crește conductivitatea electrică cu 3-5 ordine de mărime [1] .
Diamagnetic . Susceptibilitate magnetică molară χ mol = −4,1 10 −5 mol −1 [4] .
Dioxidul de staniu este transparent în lumina vizibilă, reflectă radiația infraroșie cu o lungime de undă mai mare de 2000 nm [1] .
Punct de topire 1630 °C [1] . La temperaturi ridicate, se evaporă odată cu descompunerea în monoxid de staniu (și di-, tri- și tetramerii săi) și oxigen [1] .
Proprietăți chimice
Forma hidratată devine cristalină când este încălzită:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2.nH2O ->[600^oC] SnO2 + nH2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/99244841f740dcbdde806d6619106d414f62a751)
Solubil în acizi concentrați:
.
Când este încălzit, se dizolvă în acizi diluați:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2H2SO4 ->[100^oC] Sn(SO4)2 + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c8a59168bfdf5cb8e673331be4df7f84691f7aff)
Solubil în soluții alcaline concentrate:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH + 2H2O ->[60-70^oC] Na2[Sn(OH)6]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a9c4273e5ddab9ff8ea03c09da577533b8830acf)
Când este fuzionat cu alcalii și carbonați, formează metastanate :
,![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH ->[350-400^oC] Na2SnO3 + H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b3eae3c45b5cfe9cf880055fd3bf4075eebf4947)
iar cu oxizi de metale alcaline formează ortostannați:
. , .![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2K2O ->[500^oC] K4SnO4))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d6730e34ef7129879811c4306f64a0dd77e77487)
![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2H_2 ->[500-600^oC] Sn + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ced86a0493ac22a6c207e92c5cb659a7bb5be185)
![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2C ->[800-900^oC] Sn + 2CO))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6ac79a34074cd5b31551726f19e46d03298d0691)
Aplicație
ca catalizatorÎn combinație cu oxizii de vanadiu, este utilizat ca catalizator pentru oxidarea compușilor aromatici în sinteza acizilor carboxilici și anhidridelor acide , ca catalizator pentru reacțiile de substituție și hidroliză.
În senzori de gaze combustibile gazoase.Filmele de oxid de staniu depuse pe sticlă sau ceramică sunt utilizate la senzorii pentru gaze combustibile din aer - metan , propan , monoxid de carbon și alte gaze combustibile. Materialul încălzit la o temperatură de câteva sute de grade Celsius în prezența gazelor combustibile este redus parțial reversibil cu o modificare a raportului stoechiometric spre epuizarea oxigenului, ceea ce duce la o scădere a rezistenței electrice a peliculei [5] . Pentru utilizarea în senzori de gaz, a fost studiat dopajul dioxidului de staniu cu diverși compuși, de exemplu, oxid de cupru (II) [6] .
În industria electronicăAplicația principală a compusului este de a crea filme conductoare transparente în diferite dispozitive - afișaje cu cristale lichide , celule fotovoltaice și alte dispozitive. Pelicula de substanță este depusă din faza gazoasă prin descompunerea compușilor volatili de staniu; pentru a crește conductivitatea electrică, compusul este de obicei dopat cu compuși de antimoniu și fluor .
Este, de asemenea, utilizat pentru a crea filme conductoare transparente de încălzire antigivrare pe suprafața de sticlă a geamurilor vehiculului.
Este utilizat în materialele de contact ale dispozitivelor electrice de comutare, de exemplu, contactele de argint ale releelor electromagnetice - Model: Nobr2-14% dioxid de staniu este introdus în material. Anterior, oxidul de cadmiu foarte toxic a fost folosit în acest scop .
Dopajul cu cobalt și mangan dă un material care poate fi folosit, de exemplu, în varistoarele de înaltă tensiune [7] .
Dopajul dioxidului de staniu cu oxizi de fier sau mangan formează un material feromagnetic la temperatură înaltă [8] .
În industria sticlei și ceramicii ca pigment albDioxidul de staniu este slab solubil în masa de sticlă de silicat topit sau borosilicat și are un indice de refracție ridicat în raport cu liantul de silicat, prin urmare microparticulele sale în sticlă împrăștie lumina, dând masei de sticlă o culoare albă lăptoasă și este utilizată în producția de sticlă mată, placi ceramice glazurate , produse de faianta sanitara si altele [9]
Prin modificarea compoziției masei de sticlă și a tehnologiei de preparare a acesteia, este posibil să se schimbe gradul de ceață al produsului, deoarece solubilitatea dioxidului de staniu crește odată cu creșterea temperaturii de ardere și creșterea concentrației de alcali . oxizi metalici ( ) și oxid de bor în masa sticlei, și scade odată cu creșterea conținutului de oxizi ai metalelor alcalino -pământoase ( ), oxizi de aluminiu , zinc și plumb [10] . Dioxidul de staniu pur dă glazurii o culoare albă, care poate fi schimbată prin adăugarea de oxizi ai altor elemente, de exemplu, oxidul de vanadiu dă glazură galben, crom - roz, antimoniu - albastru cenușiu [11] .
Acoperiri pe sticlă
Cele mai subțiri pelicule de dioxid de staniu (~0,1 microni) sunt folosite ca substrat adeziv pentru aplicarea unui strat de polimer, de exemplu, polietilenă , pe suprafața sticlei (în principal pe sticle, cutii, vase de înaltă calitate) . Aplicarea unor astfel de pelicule subțiri se realizează prin descompunerea pe suprafața unui produs de sticlă fierbinte a compușilor volatili de staniu, de exemplu, tetraclorură de staniu sau compuși organostaniului , de exemplu, triclorura de butii staniu .
Ca abrazivMicrocristalele compusului au duritate mare și sunt utilizate ca parte a pastelor de lustruit și suspensiilor pentru lustruirea metalului, sticlei, ceramicii și pietrelor naturale.
Securitate
Compusul are toxicitate scăzută, DL50 pentru șobolani 20 g/kg pe cale orală. Praful compusului afectează negativ sistemul respirator. Concentrația maximă admisă de praf în aerul spațiilor industriale este de 2 mg/m 3 .
Note
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kovtunenko P. V., Nesterova I. L. Tin oxides // Chemical Encyclopedia : in 5 volumes / Ch. ed. I. L. Knunyants . - M . : Marea Enciclopedie Rusă , 1992. - T. 3: Cupru - Polimer. - S. 380-381. — 639 p. - 48.000 de exemplare. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ Pradyot, Patnaik. Manual de produse chimice anorganice (nedeterminat) . - The McGraw-Hill Companies, Inc., 2003. - P. 940. - ISBN 0-07-049439-8 .
- ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0616.html
- ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lide (Ed.). — ediția a 90-a. — CRC Press; Taylor și Francis, 2009, pp. 4-147. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
- ↑ Joseph Watson Senzorul de gaz cu semiconductor de oxid stannic în Manualul de inginerie electrică ediția 3d; Senzori Nanoștiință Inginerie biomedicală și instrumente ed RC Dorf CRC Press Taylor și Francis ISBN 0-8493-7346-8
- ↑ Wang, Chun-Ming; Wang, Jin-Feng; Su, Wen Bin. Morfologia microstructurală și proprietățile electrice ale varistoarelor policristaline de oxid de staniu (IV) dopate cu cupru și niobiu // Journal of the American Ceramic Society : jurnal. - 2006. - Vol. 89 , nr. 8 . - P. 2502-2508 . - doi : 10.1111/j.1551-2916.2006.01076.x . [1] Arhivat la 1 octombrie 2012 la Wayback Machine
- ↑ Dibb A.; Silence M; BuenoPR; Maniette Y.; Varela JA; Longo E. Evaluarea Oxizilor de Pământ Rare doping SnO 2 .(Co 0,25 ,Mn 0,75 )O-based Varistor System // Materials Research : journal. - 2006. - Vol. 9 , nr. 3 . - P. 339-343 . - doi : 10.1590/S1516-14392006000300015 .
- ↑ A. Punnoose; J. Hays; A. Thurber; MH Engelhard; RK Kukkadapu; C. Wang; V. Shutthanandan; S. Thevuthasan. Dezvoltarea feromagnetismului la temperatură înaltă în SnO2 și a paramagnetismului în SnO prin Fedoping // Physical Review B : jurnal. - 2005. - Vol. 72 , nr. 8 . — P. 054402 . - doi : 10.1103/PhysRevB.72.054402 .
- ↑ „Cartea lui Glazer” – ediția a II-a. AB Searle. The Technical Press Limited. Londra. 1935.
- ↑ „Smalturi ceramice” Ediția a treia. C. W. Parmelee & C. G. Harman. Cahners Books , Boston, Massachusetts. 1973.
- ↑ Holleman, Arnold Frederick; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils, ed., Anorganic Chemistry, tradus de Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5 .
Literatură
- Lidin R. A. şi colab.Proprietăţile chimice ale substanţelor anorganice: Proc. indemnizație pentru universități. - Ed. a 3-a, Rev. - M . : Chimie, 2000. - 480 p. — ISBN 5-7245-1163-0 .
- Ripan R., Chetyanu I. Chimie anorganică. Chimia metalelor. - M . : Mir, 1971. - T. 1. - 561 p.
- Manualul unui chimist / Colegiul editorial: Nikolsky B.P. et al. - Ed. a II-a, corectat. - M. - L .: Chimie, 1966. - T. 1. - 1072 p.
- Manualul unui chimist / Colegiul editorial: Nikolsky B.P. et al. - Ed. a III-a, corectat. - L . : Chimie, 1971. - T. 2. - 1168 p.
 Dicționare și enciclopedii |
|---|