Óxido de estaño (IV) , también conocido como óxido estánnico , es el compuesto inorgánico con la fórmula de SnO 2 . La forma mineral del SnO 2 se llama casiterita , y este es el principal mineral de estaño . [9] Con muchos otros nombres, este óxido de estaño es un material importante en la química del estaño. Es un sólido anfótero , diamagnético e incoloro .
Nombres | |
---|---|
Nombre IUPAC Óxido de estaño (IV) | |
Otros nombres Óxido estánnico, Óxido de estaño (IV), Flores de estaño, [1] Casiterita | |
Identificadores | |
| |
Modelo 3D ( JSmol ) |
|
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.038.311 |
Número CE |
|
PubChem CID | |
Número RTECS |
|
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Propiedades | |
O 2 Sn | |
Masa molar | 150,708 g · mol −1 |
Apariencia | Polvo amarillento o gris claro [2] |
Olor | Inodoro |
Densidad | 6,95 g / cm 3 (20 ° C) [3] 6,85 g / cm 3 (24 ° C) [4] |
Punto de fusion | 1.630 ° C (2.970 ° F; 1.900 K) [3] [4] |
Punto de ebullición | 1,800–1,900 ° C (3,270–3,450 ° F; 2,070–2,170 K) Sublime [3] |
Insoluble [4] | |
Solubilidad | Soluble en álcalis concentrados calientes , [4] ácidos concentrados Insoluble en alcohol [3] |
Susceptibilidad magnética (χ) | −4,1 · 10 −5 cm 3 / mol [4] |
Índice de refracción ( n D ) | 2.006 [5] |
Estructura | |
Estructura cristalina | Rutilo tetragonal , tP6 [6] |
Grupo espacial | P4 2 / mnm, Nº 136 [6] |
Grupo de puntos | 4 / m 2 / m 2 / m [6] |
Constante de celosía | a = 4.737 Å, c = 3.185 Å [6] α = 90 °, β = 90 °, γ = 90 ° |
Geometría de coordinación | Octaédrico (Sn 4+ ) Trigonal plano (O 2− ) |
Termoquímica | |
Capacidad calorífica ( C ) | 52,6 J / mol · K [4] |
Entropía molar estándar ( S | 49,04 J / mol · K [4] [7] |
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | −577,63 kJ / mol [4] [7] |
Energía libre de Gibbs (Δ f G ˚) | −515,8 kJ / mol [4] |
Peligros | |
Ficha de datos de seguridad | ICSC 0954 |
NFPA 704 (diamante de fuego) | [8] 1 0 0 |
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |
LD 50 ( dosis media ) | > 20 g / kg (ratas, oral) [8] |
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |
PEL (permitido) | ninguno [2] |
REL (recomendado) | TWA 2 mg / m 3 [2] |
IDLH (peligro inmediato) | ND [2] |
Compuestos relacionados | |
Óxidos de estaño relacionados | Óxido de estaño (II) |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Estructura
El óxido de estaño (IV) cristaliza con la estructura de rutilo . Como tal, los átomos de estaño son seis coordinados y los átomos de oxígeno tres coordinados. [9] El SnO 2 generalmente se considera un semiconductor de tipo n con deficiencia de oxígeno . [10]
Las formas hidratadas de SnO 2 se han descrito como ácido estánnico . Tales materiales parecen ser partículas hidratadas de SnO 2 donde la composición refleja el tamaño de partícula. [11]
Preparación
El óxido de estaño (IV) se produce de forma natural. El óxido de estaño (IV) sintético se produce al quemar estaño metálico en el aire. [11] La producción anual está en el rango de 10 kilotoneladas. [11] El SnO 2 se reduce industrialmente al metal con carbono en un horno de reverberación a 1200-1300 ° C. [12]
Anfoterismo
Aunque el SnO 2 es insoluble en agua, es anfótero y se disuelve en base y ácido. [13] "Ácido estánnico" se refiere al óxido de estaño (IV) hidratado, SnO 2 , que también se llama "hidróxido estánnico".
Los óxidos de estaño se disuelven en ácidos. Los ácidos halógenos atacan al SnO 2 para dar hexahalostannatos, [14] tales como [SnI 6 ] 2− . Un informe describe la reacción de una muestra a reflujo HI durante muchas horas. [15]
- SnO 2 + 6 HI → H 2 SnI 6 + 2 H 2 O
De manera similar, el SnO 2 se disuelve en ácido sulfúrico para dar el sulfato: [11]
- SnO 2 + 2 H 2 SO 4 → Sn (SO 4 ) 2 + 2 H 2 O
El SnO 2 se disuelve en bases fuertes para dar " estannatos ", con la fórmula nominal Na 2 SnO 3 . [11] La disolución de la masa fundida de SnO 2 / NaOH solidificada en agua da Na 2 [Sn (OH) 6 ], "sal de preparación", que se utiliza en la industria de los tintes. [11]
Usos
Junto con el óxido de vanadio, se utiliza como catalizador para la oxidación de compuestos aromáticos en la síntesis de ácidos carboxílicos y anhídridos de ácido. [9]
Esmaltes cerámicos
El óxido de estaño (IV) se ha utilizado durante mucho tiempo como opacificante y como colorante blanco en esmaltes cerámicos . [16] Esto probablemente ha llevado al descubrimiento del pigmento plomo-estaño-amarillo , que se produjo utilizando óxido de estaño (IV) como compuesto. [17] El uso de óxido de estaño (IV) ha sido particularmente común en esmaltes para loza , sanitarios y revestimientos; vea los artículos -estaño acristalamiento y cerámica Lata-esmaltada . El óxido de estaño permanece en suspensión en la matriz vítrea de los esmaltes cocidos y, al ser su alto índice de refracción suficientemente diferente de la matriz, la luz se dispersa y, por tanto, aumenta la opacidad del esmalte. El grado de disolución aumenta con la temperatura de cocción y, por lo tanto, disminuye el grado de opacidad. [18] Aunque depende de los otros componentes, la solubilidad del óxido de estaño en el esmalte fundido es generalmente baja. Su solubilidad aumenta con Na 2 O, K 2 O y B 2 O 3 , y se reduce con CaO, BaO, ZnO, Al 2 O 3 y, hasta cierto punto, PbO. [19]
El SnO 2 se ha utilizado como pigmento en la fabricación de vidrios, esmaltes y vidriados cerámicos. El SnO 2 puro da un color blanco lechoso; se consiguen otros colores cuando se mezclan con otros óxidos metálicos, por ejemplo, amarillo V 2 O 5 ; Cr 2 O 3 rosa; y Sb 2 O 5 azul grisáceo. [11]
Tintes
Este óxido de estaño se ha utilizado como mordiente en el proceso de teñido desde el antiguo Egipto. [20] Un alemán con el nombre de Kuster introdujo por primera vez su uso en Londres en 1533 y solo con él, se produjo allí el color escarlata. [21]
Pulido
El óxido de estaño (IV) se puede utilizar como polvo de pulido, [11] a veces en mezclas también con óxido de plomo, para pulir vidrio, joyería, mármol y plata. [1] El óxido de estaño (IV) para este uso a veces se denomina "masilla en polvo" [13] o "masilla de joyero". [1]
Recubrimientos de vidrio
Los recubrimientos de SnO 2 se pueden aplicar usando deposición química de vapor , técnicas de deposición de vapor que emplean SnCl 4 [9] o trihaluros de organoestaño [22], por ejemplo, tricloruro de butilestaño como agente volátil. Esta técnica se utiliza para recubrir botellas de vidrio con una capa delgada (<0,1 μm) de SnO 2 , que ayuda a adherir una capa protectora de polímero posterior, como el polietileno, al vidrio. [9]
Las capas más gruesas dopadas con iones Sb o F son eléctricamente conductoras y se utilizan en dispositivos electroluminiscentes y fotovoltaicos. [9]
Detección de gas
El SnO 2 se utiliza en sensores de gases combustibles, incluidos los detectores de monóxido de carbono . En estos, el área del sensor se calienta a una temperatura constante (algunos cientos de ° C) y, en presencia de un gas combustible , la resistividad eléctrica cae. [23] También se están desarrollando sensores de gas a temperatura ambiente utilizando compuestos de óxido de grafeno reducido -SnO 2 (por ejemplo, para la detección de etanol). [24]
Se ha investigado el dopaje con varios compuestos (por ejemplo, con CuO [25] ). El dopado con cobalto y manganeso proporciona un material que puede utilizarse, por ejemplo, en varistores de alto voltaje . [26] El óxido de estaño (IV) se puede dopar con óxidos de hierro o manganeso . [27]
Referencias
- ^ a b c "Nombre del material: óxido estánnico" . Museo de Bellas Artes de Boston . 2007-02-10. Archivado desde el original el 4 de noviembre de 2012 . Consultado el 29 de marzo de 2013 .
- ^ a b c d Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0616" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ a b c d CID 29011 de PubChem
- ^ a b c d e f g h yo Lide, David R., ed. (2009). Manual CRC de Química y Física (90ª ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-1-4200-9084-0.
- ^ Pradyot, Patnaik (2003). Manual de productos químicos inorgánicos . The McGraw-Hill Companies, Inc. pág. 940. ISBN 0-07-049439-8.
- ^ a b c d Baur, WH (1956). "Über die Verfeinerung der Kristallstrukturbestimmung einiger Vertreter des Rutiltyps: TiO 2 , SnO 2 , GeO 2 und MgF 2 ". Acta Crystallographica . 9 (6): 515–520. doi : 10.1107 / S0365110X56001388 .
- ↑ a b Óxido estánnico en Linstrom, Peter J .; Mallard, William G. (eds.); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69 , National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (MD), http://webbook.nist.gov (consultado el 4 de julio de 2014)
- ^ a b "Ficha de datos de seguridad de óxido de estaño (IV)" . https://www.fishersci.ca . Fisher Scientific . Consultado el 4 de julio de 2014 . Enlace externo en
|website=
( ayuda ) - ^ a b c d e f Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1984). Química de los elementos . Oxford: Pergamon Press . págs. 447–48. ISBN 978-0-08-022057-4.
- ^ Química del estado sólido: una introducción Lesley Smart, Elaine A. Moore (2005) CRC Press ISBN 0-7487-7516-1
- ^ a b c d e f g h Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ed.), Inorganic Chemistry , traducido por Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego / Berlín: Academic Press / De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
- ^ Estaño: Química inorgánica , JL Wardell, Enciclopedia de química inorgánica ed R. Bruce King, John Wiley & Son Ltd., (1995) ISBN 0-471-93620-0
- ^ a b Química inorgánica y teórica , F. Sherwood Taylor, Heineman, sexta edición (1942)
- ^ Donaldson y Grimes en Química de estaño ed. PG Harrison Blackie (1989)
- ^ Earle R. Caley (1932). "La acción del ácido yodhídrico sobre el óxido estánnico". Mermelada. Chem. Soc . 54 (8): 3240–3243. doi : 10.1021 / ja01347a028 .
- ^ 'El libro de Glazer' - 2da edición. ABSearle.The Technical Press Limited. Londres. 1935.
- ^ Hermann Kühn, 1967, "Blei-Zinn-Gelb und seine Verwendung in der Malerei", Farbe und Lack 73 : 938-949
- ^ 'Tratado sobre industrias cerámicas'. E.Bourry. Cuarta edición. Scott, Greenwood e hijo. Londres. 1926.
- ^ Tercera edición 'Ceramic Glazes'. CWParmelee y CGHarman. Libros Cahners , Boston, Massachusetts. 1973.
- ^ Sir Thomas Edward Thorpe Historia de la química (1909) Vol. 1, págs. 11-12.
- ^ Thomas Mortimer , Diccionario general de comercio, comercio y manufacturas (1810) " Morir o teñir "
- ^ US 4130673
- ^ Joseph Watson El sensor de gas semiconductor de óxido estánnico en The Electrical engineering Handbook 3d Edition; Sensores Nanociencia Ingeniería biomédica e instrumentos ed RC Dorf CRC Press Taylor y Francis ISBN 0-8493-7346-8
- ^ Jayaweera, MTVP, De Silva, RCL, Kottegoda, IRM y Rosa, SRD, 2015. Síntesis, caracterización y rendimiento de detección de vapor de etanol de la película compuesta de SnO2 / Grafeno. Revista de física de Sri Lanka, 15, págs. 1-10. DOI: http://doi.org/10.4038/sljp.v15i0.6345
- ^ Wang, Chun-Ming; Wang, Jin-Feng; Su, Wen-Bin (2006). "Morfología microestructural y propiedades eléctricas de varistores policristalinos de óxido de estaño (IV) dopado con cobre y niobio". Revista de la Sociedad Americana de Cerámica . 89 (8): 2502–2508. doi : 10.1111 / j.1551-2916.2006.01076.x .[1]
- ^ Dibb A .; Cilense M; Bueno PR; Maniette Y .; Varela JA; Longo E. (2006). "Evaluación de óxidos de tierras raras dopando SnO 2. (Co 0.25 , Mn 0.75 ) Sistema de varistor basado en O" . Investigación de materiales . 9 (3): 339–343. doi : 10.1590 / S1516-14392006000300015 .
- ^ A. Punnoose; J. Hays; A. Thurber; MH Engelhard; RK Kukkadapu; C. Wang; V. Shutthanandan y S. Thevuthasan (2005). "Desarrollo de ferromagnetismo de alta temperatura en SnO2 y paramagnetismo en SnO por dopaje con Fe" . Phys. Rev. B . 72 (8): 054402. doi : 10.1103 / PhysRevB.72.054402 .
Otras lecturas
- "Cómo funciona el vidrio de baja emisividad Pilkington Energy Advantage ™" (PDF) . Pilkington Group Limited. 18 de julio de 2005 . Consultado el 2 de diciembre de 2012 .[ enlace muerto permanente ] Discusión técnica sobre cómose usa elSnO 2 : F enventanas de baja emisividad (low-E). El informe incluye espectros de reflectancia y transmitancia.
- "Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos - óxido de estaño (IV) (como Sn)" . Centros de Control y Prevención de Enfermedades. 4 de abril de 2011 . Consultado el 5 de noviembre de 2013 . Información sobre seguridad química y límites de exposición