Tenn(IV)oxid
| Tennoxid (IV). | |
|---|---|
| Allmän | |
| Systematiskt namn |
Tennoxid (IV). |
| Traditionella namn | Tennoxid, tenndioxid, tenndioxid; kassiterit |
| Chem. formel | SnO 2 |
| Råtta. formel | SnO 2 |
| Fysikaliska egenskaper | |
| stat | vita kristaller |
| Molar massa | 150,71 g/ mol |
| Densitet | 7,0096 g/cm3 [ 1 ] |
| Termiska egenskaper | |
| Temperatur | |
| • smältning | 1630 °C [1] |
| • kokande | 2500 (sönderdelning) [1] °C |
| • nedbrytning | − |
| Mol. värmekapacitet | 53,2 [1] J/(mol K) |
| Entalpi | |
| • utbildning | −577,63 [1] kJ/mol |
| Ångtryck | 0 ± 1 mmHg [3] |
| Kemiska egenskaper | |
| Löslighet | |
| • i vatten | olöslig |
| Optiska egenskaper | |
| Brytningsindex | 2,006 (Natrium D-linje 589,29 nm ) [2] |
| Strukturera | |
| Kristallstruktur | tetragonal rutil typ |
| Klassificering | |
| Reg. CAS-nummer | 18282-10-5 |
| PubChem | 29011 |
| Reg. EINECS-nummer | 242-159-0 |
| LEDER | O=[Sn]=O |
| InChI | InChI=1S/2O.SnXOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | XQ4000000 |
| CHEBI | 52991 |
| ChemSpider | 26988 |
| Säkerhet | |
| LD 50 | råttor, po 20 g/kg mg/kg |
| Giftighet | låg |
| NFPA 704 |
0
ett
0 |
| Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |
Tenn(IV)oxid ( tenndioxid , tenndioxid , kassiterit ) är en binär oorganisk förening , tennmetalloxid med formeln SnO 2 . Vita kristaller, olösliga i vatten.
Att vara i naturen
I naturen finns mineralet cassiterit - SnO 2 , den huvudsakliga malmen av tenn, som är färglös i sin rena form, men föroreningar ger den en mängd olika färger.
Får
Bränna tenn i luft eller syre vid hög temperatur:
.![{\displaystyle {\ce {Sn + O2 ->[>220^oC] SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/04504a554a4b00d609cb0693fd47aa9269bc8a10)
Luftsyreoxidation av tennmonoxid :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO + O2 ->[220^oC] 2SnO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1214b5ecaf66235ee827fb1caea4eed83ebd2f37)
Disproportionering vid uppvärmning av tennmonoxid :
.![{\displaystyle {\ce {2SnO ->[400^oC] SnO2 + Sn}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c7525b68c1de92f172d283fbe2e83ed6c6329ffc)
Oxidation av tenn med varm koncentrerad salpetersyra :
.![{\displaystyle {\ce {Sn + 4HNO3 ->[T]SnO2 + 4NO2 ^ + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9aaa9960d1b83fad8def62565c0a6230712497fa)
Nedbrytning av tennsulfat vid upphettning:
,![{\displaystyle {\ce {Sn(SO4)2 ->[150-200^oC] SnO2 + 2SO3 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ed1976bb747a3386000578832b84864fb771d75)
eller genom interaktion av tenn(IV)sulfat med utspädd alkali :
.
Luftförbränning av tennmonosulfid :
.![{\displaystyle {\ce {SnS + 2O2 ->[T] SnO2 + SO2 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1d7c468cabf4b5da3d1cfdc4a77f2505e3223726)
Fysiska egenskaper
Tenn(IV)oxid frigörs från lösningen under utfällningen i form av ett hydrat med variabel sammansättning SnO 2 · n H 2 O, där den så kallade α - modifieringen). När det står, passerar sedimentet kemiskt passiv β -modifiering ( ). Föreningar med en stökiometrisk sammansättning av hydrater har inte isolerats.
Det är praktiskt taget olösligt i vatten, p PR = 57,32. Det är också olösligt i etanol och andra lösningsmedel som inte interagerar med ämnet.
När tenndioxidhydratet torkas bildas ett amorft vitt pulver med en densitet av 7,036 g/cm³ , som vid upphettning omvandlas till en kristallin modifiering med en densitet av 6,95 g/cm³ .
Tenn(IV)oxid bildar transparenta färglösa kristaller av tetragonalt kristallsystem , rymdgrupp P 4 2 / mnm , cellparametrar a = 0,4718 nm , c = 0,3161 nm , Z = 2 , - kristallstruktur av rutiltyp ( titandioxid ).
Molär entropi Scirka
298\u003d 49,01 J / (mol K) . Värmekapacitet Co
sid\u003d 53,2 J/(mol K) . Standardentalpi för formation ΔHo
arr= -577,63 kJ/mol [1] .
Det är en halvledare av n - typ med stort gap , vid 300 K är bandgapet 3,6 eV , elektronmobiliteten är 7 cm 2 / (V s) , bärarkoncentrationen är 3,5 10 14 cm −3 , den elektriska resistiviteten är 3,4 10 3 ohm cm . Dopning med element i V-gruppen, till exempel, ökar antimon den elektriska ledningsförmågan med 3-5 storleksordningar [1] .
Diamagnetisk . Molär magnetisk känslighet χ mol = −4,1 10 −5 mol −1 [4] .
Tenndioxid är transparent i synligt ljus, reflekterar infraröd strålning med en våglängd på mer än 2000 nm [1] .
Smältpunkt 1630 °C [1] . Vid höga temperaturer avdunstar den under sönderdelning till tennmonoxid (och dess di-, tri- och tetramerer) och syre [1] .
Kemiska egenskaper
Den hydratiserade formen blir kristallin vid upphettning:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2.nH2O ->[600^oC] SnO2 + nH2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/99244841f740dcbdde806d6619106d414f62a751)
Lösligt i koncentrerade syror:
.
När den värms upp löses den i utspädda syror:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2H2SO4 ->[100^oC] Sn(SO4)2 + 2H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c8a59168bfdf5cb8e673331be4df7f84691f7aff)
Lösligt i koncentrerade alkalilösningar:
.![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH + 2H2O ->[60-70^oC] Na2[Sn(OH)6]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a9c4273e5ddab9ff8ea03c09da577533b8830acf)
När det smälts samman med alkalier och karbonater, bildar det metastannater :
,![{\displaystyle {\ce {SnO2 + 2NaOH ->[350-400^oC] Na2SnO3 + H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b3eae3c45b5cfe9cf880055fd3bf4075eebf4947)
och med oxider av alkalimetaller bildar ortostannater:
. , .![{\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)
Applikation
som en katalysatorI kombination med vanadinoxider används det som en katalysator för oxidation av aromatiska föreningar vid syntesen av karboxylsyror och syraanhydrider , som en katalysator för substitutions- och hydrolysreaktioner.
I sensorer för gasformiga brännbara gaser.Tennoxidfilmer avsatta på glas eller keramik används i sensorer för brännbara gaser i luft- metan , propan , kolmonoxid och andra brännbara gaser. Materialet som värms upp till en temperatur på flera hundra grader Celsius i närvaro av brännbara gaser reduceras delvis reversibelt med en förändring av det stökiometriska förhållandet mot syrebrist, vilket leder till en minskning av filmens elektriska resistans [5] . För användning i gassensorer studerades dopning av tenndioxid med olika föreningar, till exempel koppar(II)oxid [6] .
I elektronikbranschenDen huvudsakliga tillämpningen av föreningen är att skapa transparenta ledande filmer i olika enheter - flytande kristallskärmar , solceller och andra enheter. Ämnesfilmen avsätts från gasfasen genom sönderdelning av flyktiga tennföreningar, för att öka den elektriska ledningsförmågan doppas föreningen vanligtvis med antimon- och fluorföreningar .
Det används också för att skapa genomskinliga ledande värmefilmer mot isbildning på glasytan på fordonsrutor.
Den används i kontaktmaterial för elektriska omkopplingsanordningar, till exempel silverkontakter för elektromagnetiska reläer - Mall: Nobr2-14% tenndioxid införs i materialet. Tidigare användes den mycket giftiga kadmiumoxiden för detta ändamål .
Doping med kobolt och mangan ger ett material som kan användas till exempel i högspänningsvaristorer [ 7] .
Doping av tenndioxid med oxider av järn eller mangan bildar ett högtemperaturferromagnetiskt material [8] .
I glas- och keramikindustrin som ett vitt pigmentTenndioxid är dåligt löslig i smält silikat- eller borosilikatglasmassa och har ett högt brytningsindex i förhållande till silikatbindemedlet, därför sprider dess mikropartiklar i glas ljus, vilket ger glasmassan en mjölkvit färg och används vid tillverkning av frostat glas, glaserade keramiska väggplattor, sanitära fajansprodukter och annat [9]
Genom att ändra sammansättningen av glasmassan och tekniken för dess framställning är det möjligt att ändra graden av grumling av produkten, eftersom lösligheten av tenndioxid ökar med en ökning av bränningstemperaturen och en ökning av koncentrationen av alkali metalloxider ( ) och boroxid i glasmassan, och minskar med en ökning av halten av oxider av alkaliska jordartsmetaller ( ), aluminiumoxider , zink och bly [10] . Ren tenndioxid ger glasyren en vit färg, som kan ändras genom att tillsätta oxider av andra grundämnen, till exempel, vanadinoxid ger glasyren gul, kromrosa, antimon-gråblå [11] .
Beläggningar på glas
De tunnaste filmerna av tenndioxid (~0,1 mikron) används som ett självhäftande underskikt för att applicera en polymerbeläggning, till exempel polyeten , på ytan av glasvaror (främst på flaskor, burkar, högkvalitativa diskgods) . Appliceringen av sådana tunna filmer utförs genom sönderdelning på ytan av en varm glasprodukt av flyktiga tennföreningar, till exempel tenntetraklorid eller tennorganiska föreningar , till exempel butyltenntriklorid .
Som ett slipmedelMikrokristaller av föreningen har hög hårdhet och används som en del av polerpastor och suspensioner för polering av metall, glas, keramik och naturstenar.
Säkerhet
Föreningen har låg toxicitet, LD50 för råttor 20 g/kg oralt. Dammet av föreningen påverkar andningsorganen negativt. Den högsta tillåtna koncentrationen av damm i luften i industrilokaler är 2 mg/m 3 .
Anteckningar
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kovtunenko P. V., Nesterova I. L. Tennoxider // Chemical Encyclopedia : i 5 volymer / Kap. ed. I. L. Knunyants . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Koppar - Polymer. - S. 380-381. — 639 sid. - 48 000 exemplar. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ Pradyot, Patnaik. Handbok för oorganiska kemikalier (obestämd) . - The McGraw-Hill Companies, Inc., 2003. - P. 940. - ISBN 0-07-049439-8 .
- ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0616.html
- ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lide (Ed.). — 90:e upplagan. — CRC Press; Taylor och Francis, 2009, s. 4-147. — 2828 sid. — ISBN 1420090844 .
- ↑ Joseph Watson Halvledargassensorn för tennoxid i The Electrical Engineering Handbook 3d Edition; Sensorer Nanovetenskap Biomedicinsk teknik och instrument ed RC Dorf CRC Press Taylor och Francis ISBN 0-8493-7346-8
- ↑ Wang, Chun-Ming; Wang, Jin-Feng; Su, Wen Bin. Mikrostrukturell morfologi och elektriska egenskaper hos koppar- och niobdopad tenn (IV) oxid polykristallina varistorer // Journal of the American Ceramic Society : journal. - 2006. - Vol. 89 , nr. 8 . - P. 2502-2508 . - doi : 10.1111/j.1551-2916.2006.01076.x . [1] Arkiverad 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-based Varistor System // Material Research : journal. - 2006. - Vol. 9 , nej. 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. Utveckling av högtemperaturferromagnetism i SnO2 och paramagnetism i SnO av Fedoping // Physical Review B : journal. - 2005. - Vol. 72 , nr. 8 . — S. 054402 . - doi : 10.1103/PhysRevB.72.054402 .
- ↑ 'The Glazer's Book' - 2:a upplagan. AB Searle. The Technical Press Limited. London. 1935.
- ↑ "Ceramic Glazes" Tredje upplagan. C.W. Parmelee & C.G. Harman. Cahners Books , Boston, Massachusetts. 1973.
- ↑ Holleman, Arnold Frederick; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils, red., Inorganic Chemistry, översatt av Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5 .
Litteratur
- Lidin R. A. et al. Kemiska egenskaper hos oorganiska ämnen: Proc. ersättning för universitet. - 3:e uppl., Rev. - M . : Kemi, 2000. - 480 sid. — ISBN 5-7245-1163-0 .
- Ripan R., Chetyanu I. Oorganisk kemi. Kemi av metaller. - M . : Mir, 1971. - T. 1. - 561 sid.
- Handbook of a chemist / Editorial board: Nikolsky B.P. et al. - 2nd ed., corrected. - M. - L .: Kemi, 1966. - T. 1. - 1072 sid.
- Handbook of a chemist / Editorial board: Nikolsky B.P. et al. - 3:e upplagan, korrigerad. - L . : Chemistry, 1971. - T. 2. - 1168 sid.
 Ordböcker och uppslagsverk |
|---|
| Tennföreningar _ | |
|---|---|
| |