Ón(IV)-oxid
| Ón-oxid (IV). | |
|---|---|
| Tábornok | |
| Szisztematikus név |
Ón-oxid (IV). |
| Hagyományos nevek | Ón-oxid, ón-dioxid, ón-dioxid; kasszirit |
| Chem. képlet | SnO 2 |
| Patkány. képlet | SnO 2 |
| Fizikai tulajdonságok | |
| Állapot | fehér kristályok |
| Moláris tömeg | 150,71 g/ mol |
| Sűrűség | 7,0096 g/cm3 [ 1 ] |
| Termikus tulajdonságok | |
| Hőfok | |
| • olvadás | 1630 °C [1] |
| • forralás | 2500 (bomlás) [1] °C |
| • bomlás | − |
| Mol. hőkapacitás | 53,2 [1] J/(mol K) |
| Entalpia | |
| • oktatás | −577,63 [1] kJ/mol |
| Gőznyomás | 0 ± 1 Hgmm [3] |
| Kémiai tulajdonságok | |
| Oldhatóság | |
| • vízben | oldhatatlan |
| Optikai tulajdonságok | |
| Törésmutató | 2,006 (nátrium D-vonal 589,29 nm ) [2] |
| Szerkezet | |
| Kristályos szerkezet | tetragonális rutil típusú |
| Osztályozás | |
| Reg. CAS szám | 18282-10-5 |
| PubChem | 29011 |
| Reg. EINECS szám | 242-159-0 |
| MOSOLYOK | O=[Sn]=O |
| InChI | InChI=1S/2O.SnXOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | XQ4000000 |
| CHEBI | 52991 |
| ChemSpider | 26988 |
| Biztonság | |
| LD 50 | patkányok, po 20 g/kg mg/kg |
| Toxicitás | alacsony |
| NFPA 704 |
0
egy
0 |
| Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve. | |
Az ón(IV)-oxid ( ón - dioxid , ón- dioxid, kaszirit ) egy bináris szervetlen vegyület , az ón -fém-oxid , amelynek képlete SnO 2 . Fehér kristályok, vízben nem oldódnak.
A természetben lenni
A természetben megtalálható a kasszirit ásvány - SnO 2 , az ón fő érce, amely tiszta formájában színtelen, de a szennyeződések sokféle színt adnak neki.
Getting
Ón égetése levegőben vagy oxigénben magas hőmérsékleten:
.![{\displaystyle {\ce {Sn + O2 ->[>220^oC] SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/04504a554a4b00d609cb0693fd47aa9269bc8a10)
Az ón-monoxid levegő oxigén oxidációja :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO + O2 ->[220^oC] 2SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1214b5ecaf66235ee827fb1caea4eed83ebd2f37)
Aránytalanság ón-monoxid hevítésénél :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO ->[400^oC] SnO2 + Sn}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c7525b68c1de92f172d283fbe2e83ed6c6329ffc)
Ón oxidációja forró tömény salétromsavval :
.![{\displaystyle {\ce {Sn + 4HNO3 -> [T]SnO2 + 4NO2 ^ + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9aaa9960d1b83fad8def62565c0a6230712497fa)
Az ón-szulfát bomlása hevítés közben:
,![{\displaystyle {\ce {Sn(SO4)2 ->[150-200^oC] SnO2 + 2SO3 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ed1976bb747a3386000578832b84864fb771d75)
vagy ón(IV)-szulfát és híg lúg kölcsönhatása révén :
.
Ónmonoszulfid levegővel történő kalcinálása :
.![{\displaystyle {\ce {SnS + 2O2 ->[T] SnO2 + SO2 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1d7c468cabf4b5da3d1cfdc4a77f2505e3223726)
Fizikai tulajdonságok
Az ón(IV)-oxid a kicsapás során változó összetételű SnO 2 · n H 2 O hidrát formájában szabadul fel az oldatból , ahol az ún. α - módosítás). Állás közben az üledék kémiailag passzív β -módosításon megy keresztül ( ). Sztöchiometrikus hidrátösszetételű vegyületeket nem izoláltak.
Vízben gyakorlatilag nem oldódik, p PR = 57,32. Oldhatatlan továbbá etanolban és más oldószerekben, amelyek nem lépnek kölcsönhatásba az anyaggal.
Az ón-dioxid-hidrát szárításakor 7,036 g/cm³ sűrűségű amorf fehér por képződik , amely hevítéskor 6,95 g/cm³ sűrűségű kristályos módosulattá alakul .
Az ón(IV)-oxid átlátszó színtelen kristályokat képez tetragonális kristályrendszerből , tércsoport P 4 2 / mnm , cella paraméterei a = 0,4718 nm , c = 0,3161 nm , Z = 2 , - rutil típusú kristályszerkezet ( titán-dioxid ).
Moláris entrópia S
298 körül\u003d 49,01 J/(mol K) . C hőkapacitáso
p\u003d 53,2 J/(mol K) . A képződés standard entalpiája ΔHo
arr= -577,63 kJ/mol [1] .
Ez egy széles résű n típusú félvezető , 300 K -en a sávszélesség 3,6 eV , az elektronmobilitás 7 cm 2 / (V s) , a hordozó koncentrációja 3,5 10 14 cm -3 , az elektromos ellenállás 3,4 10 3 ohm cm . Az V csoport elemeivel való adalékolás például az antimon 3-5 nagyságrenddel növeli az elektromos vezetőképességet [1] .
Diamágneses . Moláris mágneses szuszceptibilitás χ mol = −4,1 10 −5 mol −1 [4] .
Az ón-dioxid látható fényben átlátszó, 2000 nm -nél nagyobb hullámhosszú infravörös sugárzást veri vissza [1] .
Olvadáspont: 1630 °C [1] . Magas hőmérsékleten ón-monoxiddá (és annak di-, tri- és tetramerjeire) és oxigénre bomlás közben elpárolog [1] .
Kémiai tulajdonságok
A hidratált forma melegítéskor kristályossá válik:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2.nH2O ->[600^oC] SnO2 + nH2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/99244841f740dcbdde806d6619106d414f62a751)
Tömény savakban oldódik:
.
Melegítéskor híg savakban oldódik:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2H2SO4 ->[100^oC] Sn(SO4)2 + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c8a59168bfdf5cb8e673331be4df7f84691f7aff)
Tömény lúgoldatokban oldódik:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH + 2H2O ->[60-70^oC] Na2[Sn(OH)6]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a9c4273e5ddab9ff8ea03c09da577533b8830acf)
Lúgokkal és karbonátokkal összeolvasztva metasztannátumokat képez :
,![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH ->[350-400^oC] Na2SnO3 + H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b3eae3c45b5cfe9cf880055fd3bf4075eebf4947)
és alkálifém-oxidokkal ortosztannátokat képez:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2K2O ->[500^oC] K4SnO4))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d6730e34ef7129879811c4306f64a0dd77e77487)
- Hidrogénnel vagy szénnel fémes ónná redukálva :
![{\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)
Alkalmazás
katalizátorkéntVanádium-oxidokkal kombinálva katalizátorként használják aromás vegyületek oxidációjához karbonsavak és savanhidridek szintézisében, valamint katalizátorként szubsztitúciós és hidrolízises reakciókban.
Gáznemű éghető gázok érzékelőiben.Az üvegre vagy kerámiára leválasztott ón-oxid filmeket éghető gázok levegő- metán , propán , szén-monoxid és más éghető gázok érzékelőiben használják . Az éghető gázok jelenlétében több száz Celsius fokos hőmérsékletre hevített anyag reverzibilisen részlegesen lecsökken a sztöchiometrikus arány változásával az oxigén kimerülése felé, ami a film elektromos ellenállásának csökkenéséhez vezet [5] . Gázérzékelőkben való felhasználáshoz az ón-dioxid különböző vegyületekkel, például réz(II)-oxiddal [6] való adalékolását tanulmányozták .
Az elektronikai iparbanA vegyület fő alkalmazása átlátszó vezető filmek létrehozása különböző eszközökben - folyadékkristályos kijelzőkben , fotovoltaikus cellákban és egyéb eszközökben. Az anyagfilm a gázfázisból az illékony ónvegyületek lebontásával válik le, az elektromos vezetőképesség növelése érdekében a vegyületet általában antimon- és fluorvegyületekkel adalékolják .
Átlátszó, vezetőképes fűtő, jégmentesítő fóliák készítésére is használják a járművek ablakainak üvegfelületén.
Elektromos kapcsolókészülékek érintkezőanyagaiban használják, például elektromágneses relék ezüst érintkezőiben - Sablon: Nobr2-14% ón-dioxidot vezetnek az anyagba. Korábban a rendkívül mérgező kadmium-oxidot használták erre a célra .
A kobalttal és mangánnal történő adalékolás olyan anyagot ad, amely felhasználható például nagyfeszültségű varisztorokban [7] .
Az ón-dioxidnak vas- vagy mangán-oxiddal történő adalékolása magas hőmérsékletű ferromágneses anyagot képez [8] .
Az üveg- és kerámiaiparban fehér pigmentkéntAz ón-dioxid az olvadt szilikát vagy boroszilikát üvegmasszában rosszul oldódik, és a szilikát kötőanyaghoz viszonyítva nagy törésmutatója van , ezért az üvegben lévő mikrorészecskék fényt szórnak, tejfehér színt adva az üvegmasszának, és mattüveg előállítására használják, mázas kerámia fali csempe, egészségügyi fajansz termékek és egyebek [9]
Az üvegmassza összetételének és előállítási technológiájának változtatásával megváltoztatható a termék homályossági foka, mivel az ón-dioxid oldhatósága az égetési hőmérséklet emelkedésével és a lúgkoncentráció növekedésével nő . fém-oxidok ( ) és bór-oxid az üvegmasszában, és csökken az alkáliföldfémek ( ), az alumínium -oxidok , a cink és az ólom oxidjainak növekedésével [10] . A tiszta ón-dioxid fehér színt ad a máznak, amely más elemek oxidjainak hozzáadásával változtatható, például a vanádium-oxid sárgát, króm-rózsaszínt, antimon-szürkéskéket ad a máznak [11] .
Bevonatok üvegen
A legvékonyabb ón-dioxid fóliákat (~0,1 mikron) ragasztó alátétként használják polimer bevonat, például polietilén , üvegáru felületére (főleg palackokra, kannákra, jó minőségű edényekre) . Az ilyen vékony filmek felvitele úgy történik, hogy egy forró üvegtermék felületén illékony ónvegyületeket, például ón-tetrakloridot vagy szerves ónvegyületeket , például butil- ón-trikloridot bomlanak le .
CsiszolóanyagkéntA vegyület mikrokristályai nagy keménységűek, és fémek, üvegek, kerámiák és természetes kövek polírozására szolgáló polírpaszták és szuszpenziók részeként használatosak.
Biztonság
A vegyület alacsony toxicitású, LD50 patkányoknál orálisan 20 g/kg . A vegyület pora károsan hat a légzőrendszerre. Az ipari helyiségek levegőjében a por megengedett legnagyobb koncentrációja 2 mg/m 3 .
Jegyzetek
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kovtunenko P. V., Nesterova I. L. Ónoxidok // Chemical Encyclopedia : in 5 volumes / Ch. szerk. I. L. Knunyants . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Réz - Polimer. - S. 380-381. — 639 p. - 48.000 példány. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ Pradyot, Patnaik. Szervetlen vegyi anyagok kézikönyve (határozatlan idejű) . - The McGraw-Hill Companies, Inc., 2003. - P. 940. - ISBN 0-07-049439-8 .
- ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0616.html
- ↑ CRC Kémiai és Fizikai kézikönyv / DR Lide (szerk.). — 90. kiadás. — CRC Press; Taylor és Francis, 2009, 4-147. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
- ↑ Joseph Watson Az ón-oxid félvezető gázérzékelő az Elektrotechnikai kézikönyv 3d kiadásában; 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. A rézzel és nióbiummal adalékolt ón(IV)-oxid polikristályos varisztorok mikroszerkezeti morfológiája és elektromos tulajdonságai // Journal of the American Ceramic Society : folyóirat. - 2006. - Vol. 89 , sz. 8 . - P. 2502-2508 . - doi : 10.1111/j.1551-2916.2006.01076.x . [1] Archiválva : 2012. október 1. a Wayback Machine -nél
- ↑ Dibb A.; Cilence M; BuenoPR; Maniette Y.; Varela JA; Longo E. Ritkaföldfém-oxidok adalékolás értékelése SnO 2 .(Co 0,25 ,Mn 0,75 )O-alapú varisztorrendszer // Anyagkutatás : folyóirat. - 2006. - Vol. 9 , sz. 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. Magas hőmérsékletű ferromágnesesség fejlesztése SnO2-ban és paramágnesesség SnO -ban Fedoping által // Fizikai áttekintés B : folyóirat. - 2005. - 20. évf. 72 , sz. 8 . — P. 054402 . - doi : 10.1103/PhysRevB.72.054402 .
- ↑ 'The Glazer's Book' – 2. kiadás. AB Searle. The Technical Press Limited. London. 1935.
- ↑ 'Ceramic Glazes' Harmadik kiadás. C. W. Parmelee és C. G. Harman. Cahners Books , Boston, Massachusetts. 1973.
- ↑ Holleman, Arnold Frederick; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils, szerk., Inorganic Chemistry, fordította Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5 .
Irodalom
- Lidin R. A. et al .: Szervetlen anyagok kémiai tulajdonságai: Proc. juttatás az egyetemek számára. - 3. kiadás, Rev. - M . : Kémia, 2000. - 480 p. — ISBN 5-7245-1163-0 .
- Ripan R., Chetyanu I. Szervetlen kémia. Fémek kémiája. - M . : Mir, 1971. - T. 1. - 561 p.
- Egy vegyész kézikönyve / Szerkesztőbizottság: Nikolsky B.P. et al. - 2. kiadás, javítva. - M. - L .: Kémia, 1966. - T. 1. - 1072 p.
- Egy vegyész kézikönyve / Szerkesztőbizottság: Nikolsky B.P. et al. - 3. kiadás, javítva. - L . : Kémia, 1971. - T. 2. - 1168 p.
 Szótárak és enciklopédiák |
|---|
| Ónvegyületek _ | |
|---|---|
| |