Tina(IV)oksidi
| Tinaoksidi (IV). | |
|---|---|
| Kenraali | |
| Systemaattinen nimi |
Tinaoksidi (IV). |
| Perinteiset nimet | Tinaoksidi, tinadioksidi, tinadioksidi; kassiteriitti |
| Chem. kaava | SnO 2 |
| Rotta. kaava | SnO 2 |
| Fyysiset ominaisuudet | |
| Osavaltio | valkoisia kiteitä |
| Moolimassa | 150,71 g/ mol |
| Tiheys | 7,0096 g/cm3 [ 1 ] |
| Lämpöominaisuudet | |
| Lämpötila | |
| • sulaminen | 1630 °C [1] |
| • kiehuva | 2500 (hajoaa) [1] °C |
| • hajoaminen | − |
| Mol. lämpökapasiteetti | 53,2 [1] J/(mol K) |
| Entalpia | |
| • koulutus | −577,63 [1] kJ/mol |
| Höyryn paine | 0 ± 1 mmHg [3] |
| Kemiallisia ominaisuuksia | |
| Liukoisuus | |
| • vedessä | liukenematon |
| Optiset ominaisuudet | |
| Taitekerroin | 2,006 (natriumin D-viiva 589,29 nm ) [2] |
| Rakenne | |
| Kristallirakenne | tetragonaalinen rutiilityyppi |
| Luokitus | |
| Reg. CAS-numero | 18282-10-5 |
| PubChem | 29011 |
| Reg. EINECS-numero | 242-159-0 |
| Hymyilee | O=[Sn]=O |
| InChI | InChI = 1S/2O.SnXOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | XQ4000000 |
| CHEBI | 52991 |
| ChemSpider | 26988 |
| Turvallisuus | |
| LD 50 | rotat, po 20 g/kg mg/kg |
| Myrkyllisyys | matala |
| NFPA 704 |
0
yksi
0 |
| Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita. | |
Tina(IV)oksidi ( tinadioksidi , tinadioksidi , kasiteriitti ) on binäärinen epäorgaaninen yhdiste , tinametallioksidi , jonka kaava on SnO2 . Valkoisia kiteitä, veteen liukenemattomia.
Luonnossa oleminen
Luonnossa löytyy mineraalikassiteriitti - SnO 2 , tinan päämalmi, joka on puhtaassa muodossaan väritöntä, mutta epäpuhtaudet antavat sille erilaisia värejä .
Haetaan
Tinan polttaminen ilmassa tai hapessa korkeassa lämpötilassa:
.![{\displaystyle {\ce {Sn + O2 ->[>220^oC] SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/04504a554a4b00d609cb0693fd47aa9269bc8a10)
Tinamonoksidin ilman happihapetus :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO + O2 ->[220^oC] 2SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1214b5ecaf66235ee827fb1caea4eed83ebd2f37)
Epäsuhtaisuus kuumennettaessa tinamonoksidia :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO ->[400^oC] SnO2 + Sn}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c7525b68c1de92f172d283fbe2e83ed6c6329ffc)
Tinan hapetus kuumalla väkevällä typpihapolla :
.![{\näyttötyyli {\ce {Sn + 4HNO3 ->[T]SnO2 + 4NO2 ^ + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9aaa9960d1b83fad8def62565c0a6230712497fa)
Tinasulfaatin hajoaminen kuumennettaessa :
,![{\displaystyle {\ce {Sn(SO4)2 ->[150-200^oC] SnO2 + 2SO3 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ed1976bb747a3386000578832b84864fb771d75)
tai tina(IV)sulfaatin vuorovaikutuksella laimean alkalin kanssa :
.
Tinamonosulfidin ilmakalsinointi :
.![{\displaystyle {\ce {SnS + 2O2 ->[T] SnO2 + SO2 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1d7c468cabf4b5da3d1cfdc4a77f2505e3223726)
Fysikaaliset ominaisuudet
Tina(IV)oksidia vapautuu liuoksesta saostuksen aikana hydraatin muodossa, jonka koostumus vaihtelee SnO 2 · n H 2 O, jossa ns. α - modifikaatio). Sedimentti läpäisee seisoessaan kemiallisesti passiivisen β -modifioinnin ( ). Yhdisteitä, joilla on stökiömetrinen hydraattikoostumus, ei ole eristetty.
Se on käytännössä veteen liukenematon, p PR = 57,32. Se on myös liukenematon etanoliin ja muihin liuottimiin, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa aineen kanssa.
Kun tinadioksidihydraattia kuivataan, muodostuu amorfista valkoista jauhetta, jonka tiheys on 7,036 g/cm³ , joka kuumennettaessa muuttuu kiteiseksi muunnelmaksi, jonka tiheys on 6,95 g/cm³ .
Tina(IV)oksidi muodostaa läpinäkyviä värittömiä tetragonaalisen kidejärjestelmän kiteitä , avaruusryhmä P 4 2 / mnm , soluparametrit a = 0,4718 nm , c = 0,3161 nm , Z = 2 , - rutiilityyppinen kiderakenne ( titaanidioksidi ).
Molaarinen entropia Snoin
298\u003d 49,01 J/(mol K) . Lämpökapasiteetti Co
p\u003d 53,2 J/(mol K) . Muodostumisen standardientalpia ΔHo
arr= −577,63 kJ/mol [1] .
Se on leveärakoinen n -tyyppinen puolijohde , 300 K : ssa kaistaväli on 3,6 eV , elektronien liikkuvuus 7 cm 2 / (V s) , kantoaaltopitoisuus 3,5 10 14 cm −3 , sähköinen resistiivisyys 3,4 10 3 ohm cm . Esimerkiksi antimoni doping V-ryhmän elementeillä lisää sähkönjohtavuutta 3-5 suuruusluokkaa [1] .
Diamagneettinen . Molaarinen magneettinen susceptibiliteetti χ mol = −4,1 10 −5 mol −1 [4] .
Tinadioksidi on läpinäkyvää näkyvässä valossa, heijastaa infrapunasäteilyä , jonka aallonpituus on yli 2000 nm [1] .
Sulamispiste 1630 °C [1] . Korkeissa lämpötiloissa se haihtuu ja hajoaa tinamonoksidiksi (ja sen di-, tri- ja tetrameereiksi) ja hapeksi [1] .
Kemialliset ominaisuudet
Hydratoitu muoto muuttuu kiteiseksi kuumennettaessa:
.![{\näyttötyyli {\ce {SnO2.nH2O ->[600^oC] SnO2 + nH2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/99244841f740dcbdde806d6619106d414f62a751)
Liukenee väkeviin happoihin:
.
Kuumennettaessa se liukenee laimeisiin happoihin:
.![{\näyttötyyli {\ce {SnO2 + 2H2SO4 ->[100^oC] Sn(SO4)2 + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c8a59168bfdf5cb8e673331be4df7f84691f7aff)
Liukenee väkeviin alkaliliuoksiin:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH + 2H2O ->[60-70^oC] Na2[Sn(OH)6]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a9c4273e5ddab9ff8ea03c09da577533b8830acf)
Alkaleihin ja karbonaatteihin sulatettuna se muodostaa metastannaatteja :
,![{\näyttötyyli {\ce {SnO2 + 2NaOH ->[350-400^oC] Na2SnO3 + H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b3eae3c45b5cfe9cf880055fd3bf4075eebf4947)
ja alkalimetallien oksidien kanssa muodostaa ortostannaatteja:
. , .![{\näyttötyyli {\ce {SnO2 + 2K2O ->[500^oC] K4SnO4))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d6730e34ef7129879811c4306f64a0dd77e77487)
![{\näyttötyyli {\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)
Sovellus
katalysaattorinaYhdessä vanadiinioksidien kanssa sitä käytetään katalyyttinä aromaattisten yhdisteiden hapetuksessa karboksyylihappojen ja happoanhydridien synteesissä , katalyyttinä substituutio- ja hydrolyysireaktioissa.
Kaasumaisten palavien kaasujen antureissa.Lasille tai keramiikalle kerrostettuja tinaoksidikalvoja käytetään ilmassa olevien palavien kaasujen antureissa - metaani , propaani , hiilimonoksidi ja muut palavat kaasut. Useiden satojen celsiusasteiden lämpötilaan palavien kaasujen läsnä ollessa kuumennettu materiaali pelkistyy palautuvasti osittain stökiömetrisen suhteen muuttuessa happivajetta kohti, mikä johtaa kalvon sähkövastuksen laskuun [5] . Kaasuantureissa käytettäväksi tutkittiin tinadioksidin seostusta eri yhdisteillä, esimerkiksi kupari(II)oksidilla [6] .
ElektroniikkateollisuudessaYhdisteen pääsovellus on luoda läpinäkyviä johtavia kalvoja erilaisiin laitteisiin - nestekidenäyttöihin , aurinkokennoihin ja muihin laitteisiin. Ainekalvo kerrostuu kaasufaasista haihtuvien tinayhdisteiden hajoamisen seurauksena, sähkönjohtavuuden lisäämiseksi yhdiste yleensä seostetaan antimoni- ja fluoriyhdisteillä .
Sitä käytetään myös läpinäkyvien sähköä johtavien jäänestokalvojen luomiseen ajoneuvojen ikkunoiden lasipinnoille.
Sitä käytetään sähköisten kytkinlaitteiden kosketinmateriaaleissa, esimerkiksi sähkömagneettisten releiden hopeakoskettimissa - Malli: Nobr2-14% tinadioksidia lisätään materiaaliin. Aikaisemmin tähän tarkoitukseen käytettiin erittäin myrkyllistä kadmiumoksidia .
Doping koboltilla ja mangaanilla antaa materiaalia, jota voidaan käyttää esimerkiksi suurjännitevaristoreissa [ 7] .
Tinadioksidin seostus raudan tai mangaanin oksideilla muodostaa korkean lämpötilan ferromagneettisen materiaalin [8] .
Lasi- ja keramiikkateollisuudessa valkoisena pigmenttinäTinadioksidi liukenee heikosti sulaan silikaatti- tai borosilikaattilasimassaan ja sillä on korkea taitekerroin silikaattisideaineeseen nähden, joten sen lasissa olevat mikrohiukkaset sirottavat valoa antaen lasimassalle maidonvalkoisen värin ja sitä käytetään himmeän lasin valmistukseen, lasitetut keraamiset seinälaatat, saniteettifajanssituotteet ja muut [9]
Muuttamalla lasimassan koostumusta ja sen valmistustekniikkaa on mahdollista muuttaa tuotteen sameusastetta, koska tinadioksidin liukoisuus kasvaa polttolämpötilan noustessa ja alkalipitoisuuden kasvaessa. metallioksidit ( ) ja boorioksidi lasimassassa, ja vähenevät maa- alkalimetallien ( ), alumiinioksidien , sinkin ja lyijyn oksidien ( ) pitoisuuden kasvaessa [10] . Puhdas tinadioksidi antaa lasiteelle valkoisen värin, jota voidaan muuttaa lisäämällä muiden alkuaineiden oksideja, esim. vanadiinioksidi antaa lasitteeseen keltaisen, kromin vaaleanpunaisen, antimonin harmahtavan sinisen [11] .
Pinnoitteet lasille
Ohuimpia tinadioksidikalvoja (~0,1 mikronia) käytetään liima -alakerroksena polymeeripinnoitteen, esimerkiksi polyeteenin , levittämiseksi lasiesineiden pinnalle (pääasiassa pulloihin, tölkkeihin, korkealaatuisiin astioihin) . Tällaisten ohutkalvojen levitys suoritetaan hajottamalla kuuman lasituotteen pinnalle haihtuvia tinayhdisteitä, esimerkiksi tinatetrakloridia tai organotinayhdisteitä , esimerkiksi butyylitinatrikloridia .
Hioma-aineenaYhdisteen mikrokiteillä on korkea kovuus, ja niitä käytetään osana kiillotuspastaa ja -suspensiota metallin, lasin, keramiikan ja luonnonkivien kiillotukseen.
Turvallisuus
Yhdisteellä on alhainen toksisuus, LD50 rotille 20 g/kg suun kautta. Yhdisteen pöly vaikuttaa haitallisesti hengityselimiin. Suurin sallittu pölypitoisuus teollisuustilojen ilmassa on 2 mg/m 3 .
Muistiinpanot
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kovtunenko P. V., Nesterova I. L. Tinaoksidit // Chemical Encyclopedia : 5 osana / Ch. toim. I. L. Knunyants . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Kupari - Polymeeri. - S. 380-381. — 639 s. - 48 000 kappaletta. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ Pradyot, Patnaik. Epäorgaanisten kemikaalien käsikirja (määrätön) . - 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 (Toim.). – 90. painos. — CRC Press; Taylor ja Francis, 2009, s. 4-147. — 2828 s. — ISBN 1420090844 .
- ↑ Joseph Watson Tinaoksidipuolijohdekaasuanturi The Electrical engineering Handbook 3d Editionissa; Sensors Nanoscience 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. Kupari- ja niobiumilla seostettujen tina(IV)oksidien mikrorakennemorfologia ja sähköiset ominaisuudet Monikiteiset varistorit // Journal of the American Ceramic Society : päiväkirja. - 2006. - Voi. 89 , ei. 8 . - P. 2502-2508 . - doi : 10.1111/j.1551-2916.2006.01076.x . [1] Arkistoitu 1. lokakuuta 2012 Wayback Machinessa
- ↑ Dibb A.; Cilence M; BuenoPR; Maniette Y.; Varela JA; Longo E. Harvinaisten maametallien oksidien doping SnO 2 .(Co 0,25 ,Mn 0,75 )O-pohjainen varistorijärjestelmä // Materials Research : Journal. - 2006. - Voi. 9 , ei. 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. SnO2:n korkean lämpötilan ferromagnetismin ja SnO:n paramagnetismin kehittäminen Fedopingin toimesta // Physical Review B : Journal. - 2005. - Voi. 72 , no. 8 . — P. 054402 . - doi : 10.1103/PhysRevB.72.054402 .
- ↑ 'The Glazer's Book' - 2. painos. AB Searle. The Technical Press Limited. Lontoo. 1935.
- ↑ 'Keraamiset lasitteet' Kolmas painos. C. W. Parmelee & C. G. Harman. Cahners Books , Boston, Massachusetts. 1973.
- ↑ Holleman, Arnold Frederick; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils, toim., Inorganic Chemistry, kääntänyt Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5 .
Kirjallisuus
- Lidin R. A. et ai. Epäorgaanisten aineiden kemialliset ominaisuudet: Proc. yliopistojen tuki. - 3. painos, Rev. - M . : Kemia, 2000. - 480 s. — ISBN 5-7245-1163-0 .
- Ripan R., Chetyanu I. Epäorgaaninen kemia. Metallien kemia. - M . : Mir, 1971. - T. 1. - 561 s.
- Kemistin käsikirja / Toimituslautakunta: Nikolsky B.P. et al. - 2. painos, korjattu. - M. - L .: Kemia, 1966. - T. 1. - 1072 s.
- Kemistin käsikirja / Toimituslautakunta: Nikolsky B.P. et al. - 3. painos, korjattu. - L .: Chemistry, 1971. - T. 2. - 1168 s.
 Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|---|