Oxid cíničitý
| Oxid cínatý (IV). | |
|---|---|
| Všeobecné | |
| Systematický název |
Oxid cínatý (IV). |
| Tradiční jména | Oxid cíničitý, oxid cíničitý, oxid cíničitý; kassiterit |
| Chem. vzorec | SnO2 _ |
| Krysa. vzorec | SnO2 _ |
| Fyzikální vlastnosti | |
| Stát | bílé krystaly |
| Molární hmotnost | 150,71 g/ mol |
| Hustota | 7,0096 g/cm3 [ 1 ] |
| Tepelné vlastnosti | |
| Teplota | |
| • tání | 1630 °C [1] |
| • varu | 2500 (rozklad) [1] °C |
| • rozklad | − |
| Mol. tepelná kapacita | 53,2 [1] J/(mol K) |
| Entalpie | |
| • vzdělávání | −577,63 [1] kJ/mol |
| Tlak páry | 0 ± 1 mmHg [3] |
| Chemické vlastnosti | |
| Rozpustnost | |
| • ve vodě | nerozpustný |
| Optické vlastnosti | |
| Index lomu | 2,006 (Sodík D-čára 589,29 nm ) [2] |
| Struktura | |
| Krystalická struktura | tetragonální typ rutilu |
| Klasifikace | |
| Reg. Číslo CAS | 18282-10-5 |
| PubChem | 29011 |
| Reg. číslo EINECS | 242-159-0 |
| ÚSMĚVY | O=[Sn]=O |
| InChI | InChI = 1S/20.SnXOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | 4000000 XQ |
| CHEBI | 52991 |
| ChemSpider | 26988 |
| Bezpečnost | |
| LD 50 | krysy, po 20 g/kg mg/kg |
| Toxicita | nízký |
| NFPA 704 |
0
jeden
0 |
| Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. | |
Oxid cíničitý (oxid cíničitý , oxid cíničitý , kassiterit ) je binární anorganická sloučenina , oxid cínatý se vzorcem Sn02 . Bílé krystaly, nerozpustné ve vodě.
Být v přírodě
V přírodě se vyskytuje minerál kassiterit - SnO 2 , hlavní ruda cínu, která je ve své čisté formě bezbarvá, ale nečistoty jí dodávají různé barvy.
Získání
Spalování cínu ve vzduchu nebo kyslíku při vysoké teplotě:
.![{\displaystyle {\ce {Sn + O2 ->[>220^oC] SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/04504a554a4b00d609cb0693fd47aa9269bc8a10)
Oxidace oxidu cínatého vzdušným kyslíkem :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO + O2 ->[220^oC] 2SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1214b5ecaf66235ee827fb1caea4eed83ebd2f37)
Disproporcionace při zahřívání oxidu cínatého :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO ->[400^oC] SnO2 + Sn}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c7525b68c1de92f172d283fbe2e83ed6c6329ffc)
Oxidace cínu horkou koncentrovanou kyselinou dusičnou :
.![{\displaystyle {\ce {Sn + 4HNO3 ->[T]SnO2 + 4NO2 ^ + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9aaa9960d1b83fad8def62565c0a6230712497fa)
Rozklad síranu cínatého při zahřívání:
,![{\displaystyle {\ce {Sn(SO4)2 ->[150-200^oC] SnO2 + 2SO3 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ed1976bb747a3386000578832b84864fb771d75)
nebo interakcí síranu cínatého se zředěnou alkálií :
.
Vzduchová kalcinace monosulfidu cínu :
.![{\displaystyle {\ce {SnS + 2O2 ->[T] SnO2 + SO2 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1d7c468cabf4b5da3d1cfdc4a77f2505e3223726)
Fyzikální vlastnosti
Oxid cíničitý se při srážení z roztoku uvolňuje ve formě hydrátu různého složení SnO 2 · n H 2 O, kde dochází k tzv. α - modifikaci). Sediment prochází chemicky pasivní β -modifikací ( ). Sloučeniny se stechiometrickým složením hydrátů nebyly izolovány.
Je prakticky nerozpustný ve vodě, p PR = 57,32. Je také nerozpustný v ethanolu a dalších rozpouštědlech, která s látkou neinteragují.
Po vysušení hydrátu oxidu cíničitého se vytvoří amorfní bílý prášek o hustotě 7,036 g/cm3 , který se zahřátím přemění na krystalickou modifikaci o hustotě 6,95 g/cm3 .
Oxid cíničitý tvoří průhledné bezbarvé krystaly tetragonální krystalové soustavy , prostorová grupa P 4 2 / mnm , parametry buňky a = 0,4718 nm , c = 0,3161 nm , Z = 2 , - krystalová struktura rutilového typu ( oxid titaničitý ).
Molární entropie Sasi
298\u003d 49,01 J / (mol K) . Tepelná kapacita Co
p\u003d 53,2 J / (mol K) . Standardní entalpie tvorby ΔHo
arr= −577,63 kJ/mol [1] .
Jedná se o polovodič typu n se širokou mezerou , při 300 K je zakázané pásmo 3,6 eV , pohyblivost elektronů je 7 cm 2 / (V s) , koncentrace nosiče je 3,5 10 14 cm −3 , elektrický odpor je 3,4 10 3 ohm cm . Dopování prvky skupiny V, např. antimon zvyšuje elektrickou vodivost o 3-5 řádů [1] .
Diamagnetické . Molární magnetická susceptibilita χ mol = −4,1 10 −5 mol −1 [4] .
Oxid cíničitý je transparentní ve viditelném světle, odráží infračervené záření o vlnové délce více než 2000 nm [1] .
Teplota tání 1630 °C [1] . Při vysokých teplotách se odpařuje za rozkladu na oxid cínatý (a jeho di-, tri- a tetramery) a kyslík [1] .
Chemické vlastnosti
Hydratovaná forma se po zahřátí stává krystalickou:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2.nH2O ->[600^oC] SnO2 + nH2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/99244841f740dcbdde806d6619106d414f62a751)
Rozpustný v koncentrovaných kyselinách:
.
Při zahřátí se rozpouští ve zředěných kyselinách:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2H2SO4 ->[100^oC] Sn(SO4)2 + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c8a59168bfdf5cb8e673331be4df7f84691f7aff)
Rozpustný v koncentrovaných alkalických roztocích:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH + 2H2O ->[60-70^oC] Na2[Sn(OH)6]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a9c4273e5ddab9ff8ea03c09da577533b8830acf)
Při tavení s alkáliemi a uhličitany tvoří metacíničitany :
,![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH ->[350-400^oC] Na2SnO3 + H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b3eae3c45b5cfe9cf880055fd3bf4075eebf4947)
a s oxidy alkalických kovů tvoří ortostanáty:
. , .![{\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)
Aplikace
jako katalyzátorV kombinaci s oxidy vanadu se používá jako katalyzátor pro oxidaci aromatických sloučenin při syntéze karboxylových kyselin a anhydridů kyselin , jako katalyzátor pro substituční a hydrolytické reakce.
V senzorech plynných hořlavých plynů.Filmy oxidu cínu nanesené na skle nebo keramice se používají v senzorech pro hořlavé plyny ve vzduchu - metan , propan , oxid uhelnatý a další hořlavé plyny. Materiál zahřátý na teplotu několik set stupňů Celsia za přítomnosti hořlavých plynů se reverzibilně částečně redukuje se změnou stechiometrického poměru směrem k úbytku kyslíku, což vede ke snížení elektrického odporu fólie [5] . Pro použití v plynových senzorech bylo studováno dotování oxidu cíničitého různými sloučeninami, například oxidem měďnatým [6] .
V elektronickém průmysluHlavní aplikací této sloučeniny je vytváření transparentních vodivých filmů v různých zařízeních - displejích s tekutými krystaly , fotovoltaických článcích a dalších zařízeních. Látkový film se z plynné fáze ukládá rozkladem těkavých sloučenin cínu, pro zvýšení elektrické vodivosti se sloučenina obvykle dopuje sloučeninami antimonu a fluoru .
Používá se také k vytváření průhledných vodivých topných antinámrazových filmů na skleněném povrchu skel vozidel.
Používá se v kontaktních materiálech elektrických spínacích zařízení, např. stříbrné kontakty elektromagnetických relé - Šablona: Do materiálu se zavádí oxid cíničitý Nobr2-14% . Dříve se k tomuto účelu používal vysoce toxický oxid kademnatý .
Dopováním kobaltem a manganem vzniká materiál využitelný např. ve vysokonapěťových varistorech [7] .
Dopováním oxidu cíničitého oxidy železa nebo manganu vzniká vysokoteplotní feromagnetický materiál [8] .
Ve sklářském a keramickém průmyslu jako bílý pigmentOxid cíničitý je špatně rozpustný v roztavené silikátové nebo borosilikátové skleněné hmotě a má vysoký index lomu vzhledem k silikátovému pojivu, proto jeho mikročástice ve skle rozptylují světlo, čímž skelné hmotě dodávají mléčně bílou barvu a používá se při výrobě matného skla, glazované keramické obklady, sanitární fajáns a jiné [9]
Změnou složení skleněné hmoty a technologie její přípravy je možné změnit stupeň zákalu produktu, protože rozpustnost oxidu cíničitého se zvyšuje se zvýšením teploty výpalu a zvýšením koncentrace alkálií . oxidy kovů ( ) a oxid boru ve skleněné hmotě a snižuje se s nárůstem obsahu oxidů kovů alkalických zemin ( ), oxidů hliníku , zinku a olova [10] . Čistý oxid cíničitý dodává glazuře bílou barvu, kterou lze změnit přidáním oxidů jiných prvků, např. oxid vanadičitý dává glazuře žlutou, chrom - růžovou, antimon - šedavě modrou [11] .
Povlaky na skle
Nejtenčí filmy oxidu cíničitého (~0,1 mikronu) se používají jako adhezivní podvrstva pro nanášení polymerního povlaku, například polyetylenu , na povrch skla (hlavně na lahve, plechovky, vysoce kvalitní nádobí) . Aplikace takových tenkých filmů se provádí rozkladem těkavých sloučenin cínu, například chloridu ciničitého nebo organocíničitých sloučenin , například butylcíntrichloridu , na povrchu horkého skleněného produktu .
Jako brusivoMikrokrystaly směsi mají vysokou tvrdost a používají se jako součást leštících past a suspenzí pro leštění kovů, skla, keramiky a přírodních kamenů.
Zabezpečení
Sloučenina má nízkou toxicitu, LD50 pro krysy 20 g/kg orálně. Prach sloučeniny nepříznivě ovlivňuje dýchací systém. Maximální přípustná koncentrace prachu v ovzduší průmyslových prostor je 2 mg/m 3 .
Poznámky
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kovtunenko P. V., Nesterova I. L. Oxidy cínu // Chemická encyklopedie : v 5 dílech / Ch. vyd. I. L. Knunyants . - M . : Velká ruská encyklopedie , 1992. - T. 3: Měď - Polymer. - S. 380-381. — 639 s. - 48 000 výtisků. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ Pradyot, Patnaik. Handbook of Anorganic Chemicals (neurčité) . - The McGraw-Hill Companies, Inc., 2003. - S. 940. - ISBN 0-07-049439-8 .
- ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0616.html
- ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lide (Ed.). — 90. vydání. — CRC Press; Taylor a Francis, 2009, s. 4-147. — 2828 s. — ISBN 1420090844 .
- ↑ Joseph Watson Senzor polovodičového plynu na bázi oxidu cíničitého v The Electrical Engineering Handbook 3d Edition; Sensors Nanocience Biomedical Engineering and Instruments ed RC Dorf CRC Press Taylor and Francis ISBN 0-8493-7346-8
- ↑ Wang, Chun-Ming; Wang, Jin-Feng; Su, Wen Bin. Mikrostrukturní morfologie a elektrické vlastnosti polykrystalických varistorů oxidu cínu (IV) dopovaného mědí a niobem // Journal of the American Ceramic Society : deník. - 2006. - Sv. 89 , č. 8 . - S. 2502-2508 . - doi : 10.1111/j.1551-2916.2006.01076.x . [1] Archivováno 1. října 2012 na Wayback Machine
- ↑ Dibb A.; Cience M; BuenoPR; Maniette Y.; Varela JA; Longo E. Hodnocení oxidů vzácných zemin dopujících SnO 2 .(Co 0,25 ,Mn 0,75 )O-based Varistor System // Materials Research : journal. - 2006. - Sv. 9 , č. 3 . - str. 339-343 . - doi : 10.1590/S1516-14392006000300015 .
- ↑ A. Punnoose; J. Hays; A. Thurber; MH Engelhard; RK Kukkadapu; C. Wang; V. Shutthanandan; S. Thevuthasan. Vývoj vysokoteplotního feromagnetismu v SnO2 a paramagnetismu v SnO firmou Fedoping // Physical Review B : journal. - 2005. - Sv. 72 , č. 8 . — P. 054402 . - doi : 10.1103/PhysRevB.72.054402 .
- ↑ 'The Glazer's Book' - 2. vydání. AB Searle. The Technical Press Limited. Londýn. 1935.
- ↑ 'Keramické glazury' Třetí vydání. C. W. Parmelee & C. G. Harman. Cahners Books , Boston, Massachusetts. 1973.
- ↑ Holleman, Arnold Frederick; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils, ed., Anorganic Chemistry, přeložil Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlín: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5 .
Literatura
- Lidin R. A. et al. Chemické vlastnosti anorganických látek: Proc. příspěvek na vysoké školy. - 3. vydání, Rev. - M .: Chemie, 2000. - 480 s. — ISBN 5-7245-1163-0 .
- Ripan R., Chetyanu I. Anorganická chemie. Chemie kovů. - M .: Mir, 1971. - T. 1. - 561 s.
- Příručka chemika / Redakční rada: Nikolsky B. P. et al. - 2. vyd., opraveno. - M. - L .: Chemie, 1966. - T. 1. - 1072 s.
- Příručka chemika / Redakční rada: Nikolsky B. P. et al. - 3. vyd., opraveno. - L . : Chemie, 1971. - T. 2. - 1168 s.
 Slovníky a encyklopedie |
|---|
| Sloučeniny cínu | |
|---|---|
| |