Oxid cínatý - Tin(IV) oxide

Oxid cínatý
3D model oxidu cínatého, červený atom je oxid
Vzorek oxidu cínatého
Jména
Název IUPAC
Oxid cínatý
Ostatní jména
Oxid cínatý, Oxid cínatý, Květy cínu,[1] Kasiterit
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Informační karta ECHA100.038.311 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 242-159-0
Číslo RTECS
  • XQ4000000
UNII
Vlastnosti
Ó2Sn
Molární hmotnost150.708 g · mol−1
VzhledNažloutlý nebo světle šedý prášek[2]
ZápachBez zápachu
Hustota6,95 g / cm3 (20 ° C)[3]
6,85 g / cm3 (24 ° C)[4]
Bod tání 1630 ° C (2970 ° F, 1900 K)[3][4]
Bod varu 1 800–1 900 ° C (2 270–3 450 ° F; 2 070–2 170 K)
Vznešené[3]
Nerozpustný[4]
RozpustnostRozpustný v horkém koncentrátu zásady,[4] koncentrovaný kyseliny
Nerozpustný v alkohol[3]
−4.1·10−5 cm3/ mol[4]
2.006[5]
Struktura
Rutil čtyřúhelníkový, tP6[6]
P42/ mnm, č. 136[6]
4 / m 2 / m 2 / m[6]
A = 4,737 Å, C = 3,185 Å[6]
α = 90 °, β = 90 °, γ = 90 °
Octahedral (Sn4+)
Trigonal planární (O.2−)
Termochemie
52,6 J / mol · K.[4]
49,04 J / mol · K.[4][7]
-577,63 kJ / mol[4][7]
-515,8 kJ / mol[4]
Nebezpečí
Bezpečnostní listICSC 0954
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
> 20 g / kg (potkani, orálně)[8]
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
žádný[2]
REL (Doporučeno)
PEL 2 mg / m3[2]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
N.D.[2]
Související sloučeniny
Příbuzný cín oxidy
Oxid cínatý
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Oxid cínatý, také známý jako oxid cínatý, je anorganická sloučenina s vzorec SnO2. Minerální forma SnO2 je nazýván kasiterit, a to je hlavní ruda cín.[9] S mnoha jinými jmény, tohle kysličník cínu je důležitým materiálem v chemii cínu. Je to bezbarvý, diamagnetický, amfoterní pevný.

Struktura

Cín (IV) oxidová vlákna (optický mikroskop )

Oxid cínatý krystalizuje s rutil struktura. Atomy cínu jsou tedy šest souřadnic a atomy kyslíku tři souřadnic.[9] SnO2 se obvykle považuje za nedostatek kyslíku polovodič typu n.[10]

Vodní formy SnO2 byly popsány jako kyselina cínová. Takové materiály se zdají být hydratovanými částicemi SnO2 kde složení odráží velikost částic.[11]

Příprava

Oxid cínatý se vyskytuje přirozeně. Syntetický oxid cínatý se vyrábí spalováním kovového cínu na vzduchu.[11] Roční produkce se pohybuje v rozmezí 10 kilotun.[11] SnO2 se průmyslově redukuje na kov s uhlíkem v a dozvuková pec při 1200–1300 ° C.[12]

Amfoterismus

Ačkoli SnO2 je nerozpustný ve vodě, to je amfoterní, rozpuštěním v zásadě a kyselině.[13] „Kyselina cínová“ označuje hydratovaný oxid cínatý, SnO2, který se také nazývá „hydroxid cínatý“.

Oxidy cínu se rozpouštějí v kyselinách. Halogenové kyseliny napadají SnO2 dát hexahalostannáty,[14] jako [SnI6]2−. Jedna zpráva popisuje reakci vzorku při refluxu AHOJ po mnoho hodin.[15]

SnO2 + 6 HI → H2SnI6 + 2 H2Ó

Podobně SnO2 rozpouští se v kyselině sírové za vzniku síranu:[11]

SnO2 + 2 H2TAK4 → Sn (SO4)2 + 2 H2Ó

SnO2 rozpouští se v silných zásadách, abystannáty „s nominálním vzorcem Na2SnO3.[11] Rozpuštění ztuhlého SnO2/ Tavenina NaOH ve vodě dává Na2[Sn (OH)6]2„Příprava soli“, která se používá v průmyslu barviv.[11]

Použití

Ve spojení s oxidem vanadu se používá jako katalyzátor pro oxidaci aromatických sloučenin při syntéze karboxylové kyseliny a anhydridy kyselin.[9]

Keramické glazury

Oxid cínatý se již dlouho používá jako kalidlo a jako bílé barvivo v keramické glazury.[16] To pravděpodobně vedlo k objevení pigmentu olovo-cínově žlutá, který byl vyroben za použití oxidu cínatého jako sloučeniny.[17] Použití oxidu cínatého bylo zvláště běžné v glazurách pro kamenina, sanitární zboží a obklady; viz články plechové zasklení a Cínovaná keramika. Oxid cínu zůstává v suspenzi ve skelné matrici vypálených glazur, a protože je jeho vysoký index lomu dostatečně odlišný od matrice, světlo je rozptýleno, a proto zvyšuje neprůhlednost glazury. Stupeň rozpouštění se zvyšuje s vypalovací teplotou, a proto se snižuje stupeň neprůhlednosti.[18] Přestože je rozpustnost oxidu cínu v taveninách glazury závislá na ostatních složkách, je obecně nízká. Jeho rozpustnost se zvyšuje Na2OK2O a B2Ó3a sníženo o CaO, BaO, ZnO, Al2Ó3a v omezené míře PbO.[19]

SnO2 se používá jako pigment při výrobě sklenic, emailů a keramických glazur. Čistý SnO2 dává mléčně bílou barvu; jiných barev se dosáhne smícháním s jinými oxidy kovů, např. PROTI2Ó5 žlutá; Cr2Ó3 růžový; a Sb2Ó5 šedá modrá.[11]

Barviva

Tento oxid cínu byl použit jako a mořidlo v procesu barvení od starověkého Egypta.[20] Němec jménem Kuster poprvé představil své použití v Londýně v roce 1533 a jen díky němu se zde vyráběla barevná šarlata.[21]

Leštění

Oxid cínu lze použít jako lešticí prášek,[11] někdy ve směsích také s oxidem olovnatým, na leštění skla, šperků, mramoru a stříbra.[1] Oxid cínu (IV) pro toto použití se někdy nazývá „tmelový prášek“[13] nebo „klenotnický tmel“.[1]

Skleněné povlaky

SnO2 nátěry lze nanášet pomocí chemická depozice par, techniky nanášení par, které používají SnCl4[9] nebo trihalogenidy organocinu[22] např. chlorid butylcín jako těkavé činidlo. Tato technika se používá k potažení skleněných lahví tenkou (<0,1 μm) vrstvou SnO2, který pomáhá lepit na sklo následující ochranný polymerní povlak, jako je polyethylen.[9]

Silnější vrstvy dotované ionty Sb nebo F jsou elektricky vodivé a používají se v elektroluminiscenčních zařízeních a fotovoltaice.[9]

Snímání plynu

SnO2 se používá v senzory hořlavých plynů počítaje v to detektory oxidu uhelnatého. V těchto oblastech se oblast snímače zahřívá na konstantní teplotu (několik stovek ° C) a v přítomnosti a hořlavý plyn Elektrický odpor kapky.[23]Doping s různými sloučeninami (např CuO[24]). Doping s kobaltem a manganem, dává materiál, který lze použít např. vysokého napětí varistory.[25] Oxid cínatý může být dotován oxidy žehlička nebo mangan.[26]

Reference

  1. ^ A b C „Název materiálu: oxid cínatý“. Museum of Fine Arts, Boston. 10. 2. 2007. Archivovány od originál dne 04.11.2012. Citováno 2013-03-29.
  2. ^ A b C d NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0616". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  3. ^ A b C d CID 29011 z PubChem
  4. ^ A b C d E F G h i Lide, David R., ed. (2009). CRC Handbook of Chemistry and Physics (90. vydání). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN  978-1-4200-9084-0.
  5. ^ Pradyot, Patnaik (2003). Handbook of Anorganic Chemicals. Společnost McGraw-Hill Companies, Inc. str. 940. ISBN  0-07-049439-8.
  6. ^ A b C d Baur, W.H. (1956). „Über die Verfeinerung der Kristallstrukturbestimmung einiger Vertreter des Rutiltyps: TiO2, SnO2, GeO2 und MgF2". Acta Crystallographica. 9 (6): 515–520. doi:10.1107 / S0365110X56001388.
  7. ^ A b Oxid cínatý v Linstrom, Peter J .; Mallard, William G. (eds.); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, Národní institut pro standardy a technologii, Gaithersburg (MD), http://webbook.nist.gov (vyvoláno 04.07.2014)
  8. ^ A b „Bezpečnostní list oxidu cínatého“. https://www.fishersci.ca. Fisher Scientific. Citováno 2014-07-04. Externí odkaz v | web = (Pomoc)
  9. ^ A b C d E F Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemie prvků. Oxford: Pergamon Press. str. 447–48. ISBN  978-0-08-022057-4.
  10. ^ Solid State Chemistry: An Introduction Lesley Smart, Elaine A. Moore (2005) CRC Press ISBN  0-7487-7516-1
  11. ^ A b C d E F G h Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ed.), Anorganická chemie, přeloženo Eaglesonem, Mary; Brewer, William, San Diego / Berlin: Academic Press / De Gruyter, ISBN  0-12-352651-5
  12. ^ Cín: Anorganická chemie, J. L. Wardell, Encyclopedia of Anorganic Chemistry, ed. R. Bruce King, John Wiley & Son Ltd., (1995) ISBN  0-471-93620-0
  13. ^ A b Anorganická a teoretická chemie, F. Sherwood Taylor, Heineman, 6. vydání (1942)
  14. ^ Donaldson & Grimes in Chemistry of tin vyd. P.G. Harrison Blackie (1989)
  15. ^ Earle R. Caley (1932). „Působení kyseliny jodovodíkové na oxid cínatý“. J. Am. Chem. Soc. 54 (8): 3240–3243. doi:10.1021 / ja01347a028.
  16. ^ „The Glazer’s Book“ - 2. vydání. A.B.Searle. Technical Press Limited. Londýn. 1935.
  17. ^ Hermann Kühn, 1967, „Blei-Zinn-Gelb und seine Verwendung in der Malerei“, Farbe und Lack 73: 938-949
  18. ^ „Pojednání o keramickém průmyslu.“ E.Bourry. Čtvrté vydání. Scott, Greenwood a syn. Londýn. 1926.
  19. ^ „Keramické glazury“ Třetí vydání. C.W.Parmelee & C.G.Harman. Cahnerovy knihy, Boston, Massachusetts. 1973.
  20. ^ Vážený pane Thomas Edward Thorpe Dějiny chemie (1909) sv. 1, str. 11-12.
  21. ^ Thomas Mortimer, Obecný slovník obchodu, obchodu a výroby (1810) "Umírání nebo barvení "
  22. ^ USA 4130673 
  23. ^ Joseph Watson Senzor polovodičového plynu oxidu cínatého v příručce The Electrical Engineering Handbook 3d Edition; Sensors Nanoscience Biomedical Engineering and Instruments ed. R.C Dorf CRC Press Taylor and Francis ISBN  0-8493-7346-8
  24. ^ Wang, Chun-Ming; Wang, Jin-Feng; Su, Wen-Bin (2006). „Mikrostrukturální morfologie a elektrické vlastnosti polykrystalických varistorů na bázi cínu (IV) dopovaných oxidem mědi a niobu“. Journal of the American Ceramic Society. 89 (8): 2502–2508. doi:10.1111 / j.1551-2916.2006.01076.x.[1]
  25. ^ Dibb A .; Cilense M; Bueno P.R; Maniette Y .; Varela J.A .; Longo E. (2006). "Hodnocení oxidů vzácných zemin dopingových SnO2(Co0.25, Mn0.75) Varistorový systém na bázi O “. Výzkum materiálů. 9 (3): 339–343. doi:10.1590 / S1516-14392006000300015.
  26. ^ A. Punnoose; J. Hays; A. Thurber; M. H. Engelhard; R. K. Kukkadapu; C. Wang; V. Shutthanandan a S. Thevuthasan (2005). „Vývoj vysokoteplotního feromagnetismu v SnO2 a paramagnetismu v SnO dopingem Fe“. Phys. Rev. B. 72 (8): 054402. doi:10.1103 / PhysRevB.72.054402.

Další čtení