Tin(IV)oxid
| Tinoxid (IV). | |
|---|---|
| Generel | |
| Systematisk navn |
Tinoxid (IV). |
| Traditionelle navne | Tinoxid, tindioxid, tindioxid; kassiterit |
| Chem. formel | SnO 2 |
| Rotte. formel | SnO 2 |
| Fysiske egenskaber | |
| Stat | hvide krystaller |
| Molar masse | 150,71 g/ mol |
| Massefylde | 7,0096 g/cm3 [ 1 ] |
| Termiske egenskaber | |
| Temperatur | |
| • smeltning | 1630 °C [1] |
| • kogning | 2500 (dec.) [1] °C |
| • nedbrydning | − |
| Mol. Varmekapacitet | 53,2 [1] J/(mol K) |
| Entalpi | |
| • uddannelse | −577,63 [1] kJ/mol |
| Damptryk | 0 ± 1 mmHg [3] |
| Kemiske egenskaber | |
| Opløselighed | |
| • i vand | uopløselige |
| Optiske egenskaber | |
| Brydningsindeks | 2,006 (natrium D-linje 589,29 nm ) [2] |
| Struktur | |
| Krystal struktur | tetragonal rutil type |
| Klassifikation | |
| Reg. CAS nummer | 18282-10-5 |
| PubChem | 29011 |
| Reg. EINECS nummer | 242-159-0 |
| SMIL | O=[Sn]=O |
| InChI | InChI=1S/2O.SnXOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | XQ4000000 |
| CHEBI | 52991 |
| ChemSpider | 26988 |
| Sikkerhed | |
| LD 50 | rotter, po 20 g/kg mg/kg |
| Toksicitet | lav |
| NFPA 704 |
0
en
0 |
| Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |
Tin (IV)oxid ( tindioxid , tindioxid , cassiterit ) er en binær uorganisk forbindelse , tinmetaloxid med formlen SnO 2 . Hvide krystaller, uopløselige i vand.
At være i naturen
I naturen findes mineralet cassiterit - SnO 2 , hovedmalmen af tin, som er farveløs i sin rene form, men urenheder giver den en række forskellige farver.
Henter
Brænding af tin i luft eller ilt ved høj temperatur:
.![{\displaystyle {\ce {Sn + O2 ->[>220^oC] SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/04504a554a4b00d609cb0693fd47aa9269bc8a10)
Luftilt oxidation af tinmonoxid :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO + O2 ->[220^oC] 2SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1214b5ecaf66235ee827fb1caea4eed83ebd2f37)
Misforhold ved opvarmning af tinmonoxid :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO ->[400^oC] SnO2 + Sn}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c7525b68c1de92f172d283fbe2e83ed6c6329ffc)
Oxidation af tin med varm koncentreret salpetersyre :
.![{\displaystyle {\ce {Sn + 4HNO3 ->[T]SnO2 + 4NO2 ^ + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9aaa9960d1b83fad8def62565c0a6230712497fa)
Nedbrydning af tinsulfat ved opvarmning:
,![{\displaystyle {\ce {Sn(SO4)2 ->[150-200^oC] SnO2 + 2SO3 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ed1976bb747a3386000578832b84864fb771d75)
eller ved vekselvirkning af tin(IV)sulfat med fortyndet alkali :
.
Luftkalcinering af tinmonosulfid :
.![{\displaystyle {\ce {SnS + 2O2 ->[T] SnO2 + SO2 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1d7c468cabf4b5da3d1cfdc4a77f2505e3223726)
Fysiske egenskaber
Tin(IV)oxid frigives fra opløsningen under præcipitation i form af et hydrat med variabel sammensætning SnO 2 · n H 2 O, hvor den såkaldte α - modifikation). Når det står, passerer sedimentet kemisk passiv β -modifikation ( ). Forbindelser med en støkiometrisk sammensætning af hydrater er ikke blevet isoleret.
Det er praktisk talt uopløseligt i vand, p PR = 57,32. Det er også uopløseligt i ethanol og andre opløsningsmidler, der ikke interagerer med stoffet.
Når tindioxidhydratet tørres, dannes et amorft hvidt pulver med en densitet på 7,036 g/cm³ , som ved opvarmning omdannes til en krystallinsk modifikation med en densitet på 6,95 g/cm³ .
Tin(IV)oxid danner transparente farveløse krystaller af tetragonalt krystalsystem , rumgruppe P 4 2 / mnm , celleparametre a = 0,4718 nm , c = 0,3161 nm , Z = 2 , - rutil - type krystalstruktur ( titandioxid ).
Molær entropi Somkring
298\u003d 49,01 J / (mol K) . Varmekapacitet Co
s\u003d 53,2 J/(mol K) . Standardentalpi for dannelse ΔHo
arr= -577,63 kJ/mol [1] .
Det er en halvleder af n-typen med bred gab , ved 300 K er båndgabet 3,6 eV , elektronmobiliteten er 7 cm 2 / (V s) , bærerkoncentrationen er 3,5 10 14 cm −3 , den elektriske resistivitet er 3,4 10 3 ohm cm . Doping med elementer fra V-gruppen, for eksempel, øger antimon den elektriske ledningsevne med 3-5 størrelsesordener [1] .
Diamagnetisk . Molær magnetisk modtagelighed χ mol = −4,1 10 −5 mol −1 [4] .
Tindioxid er transparent i synligt lys, reflekterer infrarød stråling med en bølgelængde på mere end 2000 nm [1] .
Smeltepunkt 1630 °C [1] . Ved høje temperaturer fordamper det under nedbrydning til tinmonoxid (og dets di-, tri- og tetramerer) og oxygen [1] .
Kemiske egenskaber
Den hydrerede form bliver krystallinsk, når den opvarmes:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2.nH2O ->[600^oC] SnO2 + nH2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/99244841f740dcbdde806d6619106d414f62a751)
Opløseligt i koncentrerede syrer:
.
Når det opvarmes, opløses det i fortyndede syrer:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2H2SO4 ->[100^oC] Sn(SO4)2 + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c8a59168bfdf5cb8e673331be4df7f84691f7aff)
Opløseligt i koncentrerede alkaliopløsninger:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH + 2H2O ->[60-70^oC] Na2[Sn(OH)6]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a9c4273e5ddab9ff8ea03c09da577533b8830acf)
Når det smelter sammen med alkalier og karbonater, danner det metastannater :
,![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH ->[350-400^oC] Na2SnO3 + H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b3eae3c45b5cfe9cf880055fd3bf4075eebf4947)
og med oxider af alkalimetaller danner orthostannater:
. , .![{\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)
Ansøgning
som katalysatorI kombination med vanadiumoxider bruges det som en katalysator til oxidation af aromatiske forbindelser i syntesen af carboxylsyrer og syreanhydrider , som en katalysator for substitutions- og hydrolysereaktioner.
I sensorer af gasformige brændbare gasser.Tinoxidfilm aflejret på glas eller keramik bruges i sensorer for brændbare gasser i luft - metan , propan , kulilte og andre brændbare gasser. Materialet, der opvarmes til en temperatur på flere hundrede grader Celsius i nærvær af brændbare gasser, reduceres reversibelt delvist med en ændring i det støkiometriske forhold mod iltsvind, hvilket fører til et fald i filmens elektriske modstand [5] . Til brug i gassensorer blev doping af tindioxid med forskellige forbindelser, for eksempel kobber(II)oxid [6] undersøgt .
I elektronikindustrienHovedanvendelsen af forbindelsen er at skabe gennemsigtige ledende film i forskellige enheder - flydende krystalskærme , fotovoltaiske celler og andre enheder. Stoffilmen aflejres fra gasfasen ved nedbrydning af flygtige tinforbindelser; for at øge den elektriske ledningsevne doperes forbindelsen sædvanligvis med antimon- og fluorforbindelser .
Det bruges også til at skabe gennemsigtige ledende varme-anti-isningsfilm på glasoverfladen af køretøjsruder.
Det bruges i kontaktmaterialer til elektriske koblingsenheder, for eksempel sølvkontakter til elektromagnetiske relæer - Skabelon: Nobr2-14% tindioxid indføres i materialet. Tidligere blev det meget giftige cadmiumoxid brugt til dette formål .
Doping med kobolt og mangan giver et materiale, som fx kan bruges i højspændingsvaristorer [ 7] .
Doping af tindioxid med oxider af jern eller mangan danner et ferromagnetisk materiale med høj temperatur [8] .
I glas- og keramikindustrien som hvidt pigmentTindioxid er dårligt opløseligt i smeltet silikat- eller borosilikatglasmasse og har et højt brydningsindeks i forhold til silikatbindemidlet, derfor spreder dets mikropartikler i glas lys, hvilket giver glasmassen en mælkehvid farve og bruges til fremstilling af matteret glas, glaserede keramiske vægfliser, sanitære fajanceprodukter og andre [9]
Ved at ændre sammensætningen af glasmassen og teknologien til dens fremstilling er det muligt at ændre graden af uklarhed af produktet, da opløseligheden af tindioxid stiger med en stigning i brændingstemperaturen og en stigning i koncentrationen af alkali metaloxider ( ) og boroxid i glasmassen, og falder med en stigning i indholdet af oxider af jordalkalimetaller ( ), aluminiumoxider , zink og bly [10] . Ren tindioxid giver glasuren en hvid farve, som kan ændres ved at tilsætte oxider af andre grundstoffer, for eksempel giver vanadiumoxid glasuren gul, krom-pink, antimon-gråblå [11] .
Belægninger på glas
De tyndeste film af tindioxid (~0,1 mikron) bruges som et klæbende underlag til påføring af en polymerbelægning, for eksempel polyethylen , på overfladen af glasvarer (hovedsageligt på flasker, dåser, højkvalitetsskåle) . Påføringen af sådanne tynde film udføres ved nedbrydning på overfladen af et varmt glasprodukt af flygtige tinforbindelser, for eksempel tin-tetrachlorid eller organotinforbindelser , for eksempel butyltintrichlorid .
Som slibemiddelMikrokrystaller af forbindelsen har høj hårdhed og bruges som en del af polerpastaer og suspensioner til polering af metal, glas, keramik og natursten.
Sikkerhed
Forbindelsen har lav toksicitet, LD50 for rotter 20 g/kg oralt. Støvet af forbindelsen påvirker åndedrætssystemet negativt. Den maksimalt tilladte koncentration af støv i luften i industrilokaler er 2 mg/m 3 .
Noter
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kovtunenko P. V., Nesterova I. L. Tinoxider // Chemical Encyclopedia : i 5 bind / Kap. udg. I. L. Knunyants . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Kobber - Polymer. - S. 380-381. — 639 s. - 48.000 eksemplarer. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ Pradyot, Patnaik. Håndbog i uorganiske kemikalier (ubestemt) . - The McGraw-Hill Companies, Inc., 2003. - S. 940. - ISBN 0-07-049439-8 .
- ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0616.html
- ↑ CRC Håndbog i Kemi og Fysik / DR Lide (Red.). — 90. udgave. — CRC Press; Taylor og Francis, 2009, s. 4-147. — 2828 s. — ISBN 1420090844 .
- ↑ Joseph Watson Stannoxid-halvledergassensoren i The Electrical engineering Handbook 3d Edition; Sensorer Nanovidenskab Biomedicinsk teknik og instrumenter ed RC Dorf CRC Press Taylor og Francis ISBN 0-8493-7346-8
- ↑ Wang, Chun-Ming; Wang, Jin-Feng; Su, Wen Bin. Mikrostrukturel morfologi og elektriske egenskaber af kobber- og niobium-dopet tin (IV) oxid polykrystallinske varistorer // Journal of the American Ceramic Society : journal. - 2006. - Bd. 89 , nr. 8 . - S. 2502-2508 . - doi : 10.1111/j.1551-2916.2006.01076.x . [1] Arkiveret 1. oktober 2012 på Wayback Machine
- ↑ Dibb A.; Cilence M; BuenoPR; Maniette Y.; Varela JA; Longo E. Evaluation of Rare Earth Oxides doping SnO 2 .(Co 0.25 ,Mn 0.75 )O-baseret Varistor System // Materials Research : journal. - 2006. - Bd. 9 , nr. 3 . - s. 339-343 . - doi : 10.1590/S1516-14392006000300015 .
- ↑ A. Punnoose; J. Hays; A. Thurber; MH Engelhard; RK Kukkadapu; C. Wang; V. Shutthanandan; S. Thevuthasan. Udvikling af højtemperaturferromagnetisme i SnO2 og paramagnetisme i SnO af Fedoping // Physical Review B : journal. - 2005. - Bd. 72 , nr. 8 . — P. 054402 . - doi : 10.1103/PhysRevB.72.054402 .
- ↑ 'The Glazer's Book' - 2. udgave. AB Searle. The Technical Press Limited. London. 1935.
- ↑ 'Ceramic Glazes' Tredje udgave. C. W. Parmelee & C. G. Harman. Cahners Books , Boston, Massachusetts. 1973.
- ↑ Holleman, Arnold Frederick; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils, red., Inorganic Chemistry, oversat af Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5 .
Litteratur
- Lidin R. A. et al. Kemiske egenskaber ved uorganiske stoffer: Proc. tilskud til universiteter. - 3. udg., Rev. - M . : Kemi, 2000. - 480 s. — ISBN 5-7245-1163-0 .
- Ripan R., Chetyanu I. Uorganisk kemi. Kemi af metaller. - M . : Mir, 1971. - T. 1. - 561 s.
- Håndbog for en kemiker / Redaktion: Nikolsky B.P. et al. - 2. udgave, rettet. - M. - L .: Kemi, 1966. - T. 1. - 1072 s.
- Håndbog for en kemiker / Redaktion: Nikolsky B.P. et al. - 3. udgave, rettet. - L . : Kemi, 1971. - T. 2. - 1168 s.
 Ordbøger og encyklopædier |
|---|