Óxido de estanho (IV) - Tin(IV) oxide

Óxido de estanho (IV)
Modelo 3D de óxido de estanho (IV), o átomo vermelho é óxido
Amostra de óxido de estanho (IV)
Nomes
Nome IUPAC
Óxido de Estanho (IV)
Outros nomes
Óxido estânico, óxido de estanho (IV), flores de estanho, cassiterita
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.038.311 Edite isso no Wikidata
Número EC
Número RTECS
UNII
  • InChI = 1S / 2O.Sn ☒N
    Chave: XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N ☒N
  • (O = Sn = O): O = [Sn] = O
Propriedades
O 2 Sn
Massa molar 150,708  g · mol −1
Aparência Pó amarelado ou cinza claro
Odor Inodoro
Densidade 6,95 g / cm 3 (20 ° C)
6,85 g / cm 3 (24 ° C)
Ponto de fusão 1.630 ° C (2.970 ° F; 1.900 K)
Ponto de ebulição 1.800-1.900 ° C (3.270-3.450 ° F; 2.070-2.170 K)
Sublimes
Insolúvel
Solubilidade Solúvel em álcalis concentrados quentes , ácidos concentrados
Insolúvel em álcool
−4,1 · 10 −5 cm 3 / mol
2,006
Estrutura
Rutilo tetragonal , tP6
P4 2 / mnm, No. 136
4 / m 2 / m 2 / m
a  = 4,737 Å, c  = 3,185 Å
α = 90 °, β = 90 °, γ = 90 °
Octaédrico (Sn 4+ )
Trigonal planar (O 2− )
Termoquímica
52,6 J / mol · K
49,04 J / mol · K
Entalpia de
formação
padrãof H 298 )
−577,63 kJ / mol
-515,8 kJ / mol
Perigos
Ficha de dados de segurança ICSC 0954
NFPA 704 (diamante de fogo)
1
0
0
Dose ou concentração letal (LD, LC):
LD 50 ( dose mediana )
> 20 g / kg (ratos, oral)
NIOSH (limites de exposição à saúde dos EUA):
PEL (permitido)
Nenhum
REL (recomendado)
TWA 2 mg / m 3
IDLH (perigo imediato)
WL
Compostos relacionados
Óxidos de estanho relacionados
Óxido de estanho (II)
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

O óxido de estanho (IV) , também conhecido como óxido estânico , é o composto inorgânico com a fórmula SnO 2 . A forma mineral do SnO 2 é chamada de cassiterita , e este é o principal minério do estanho . Com muitos outros nomes, este óxido de estanho é um material importante na química do estanho. É um sólido incolor, diamagnético e anfotérico .

Estrutura

Fibras de óxido de estanho (IV) ( microscópio óptico )

O óxido de estanho (IV) cristaliza com a estrutura do rutilo . Como tal, os átomos de estanho têm seis coordenadas e os átomos de oxigênio, três coordenadas. SnO 2 é geralmente considerado um semicondutor do tipo n deficiente em oxigênio .

As formas hidratadas de SnO 2 têm sido descritas como ácido estânico . Esses materiais parecem ser partículas hidratadas de SnO 2, onde a composição reflete o tamanho da partícula.

Preparação

O óxido de estanho (IV) ocorre naturalmente. O óxido de estanho (IV) sintético é produzido pela queima de metal de estanho no ar. A produção anual está na faixa de 10 quilotons. O SnO 2 é reduzido industrialmente ao metal com carbono em um forno reverberatório a 1200–1300 ° C.

Anfoterismo

Embora o SnO 2 seja insolúvel em água, é anfotérico , dissolvendo-se em base e ácido. "Ácido estânico" refere-se ao óxido de estanho (IV) hidratado, SnO 2 , que também é chamado de "hidróxido estânico".

Os óxidos de estanho se dissolvem em ácidos. Os ácidos halógenos atacam o SnO 2 para dar hexahalostanatos, como [SnI 6 ] 2− . Um relatório descreve a reação de uma amostra em refluxo HI por muitas horas.

SnO 2 + 6 HI → H 2 SnI 6 + 2 H 2 O

Da mesma forma, o SnO 2 se dissolve em ácido sulfúrico para dar o sulfato:

SnO 2 + 2 H 2 SO 4 → Sn (SO 4 ) 2 + 2 H 2 O

SnO 2 se dissolve em bases fortes para dar " estanatos ", com a fórmula nominal Na 2 SnO 3 . A dissolução do fundido de SnO 2 / NaOH solidificado em água dá Na 2 [Sn (OH) 6 ], "preparação de sal", que é usado na indústria de corantes.

Usos

Em conjunto com o óxido de vanádio, é usado como um catalisador para a oxidação de compostos aromáticos na síntese de ácidos carboxílicos e anidridos de ácido.

Esmaltes cerâmicos

O óxido de estanho (IV) é usado há muito tempo como opacificante e como corante branco em esmaltes cerâmicos. ' The Glazer's Book' - 2ª edição. ABSearle.The Technical Press Limited. Londres. 1935. Isso provavelmente levou à descoberta do pigmento amarelo-chumbo-estanho , que era produzido usando óxido de estanho (IV) como composto. O uso de óxido de estanho (IV) tem sido particularmente comum em esmaltes para louças de barro , louças sanitárias e azulejos; ver os artigos de estanho-vidros e cerâmicas de estanho-vitrificada . O óxido de estanho permanece em suspensão na matriz vítrea dos esmaltes queimados e, com seu alto índice de refração sendo suficientemente diferente da matriz, a luz é espalhada e, portanto, aumenta a opacidade do esmalte. O grau de dissolução aumenta com a temperatura de queima e, portanto, a extensão da opacidade diminui. Embora dependente dos outros constituintes, a solubilidade do óxido de estanho nos fundidos do esmalte é geralmente baixa. Sua solubilidade é aumentada por Na 2 O, K 2 O e B 2 O 3 , e reduzida por CaO, BaO, ZnO, Al 2 O 3 e, até certo ponto, PbO.

O SnO 2 tem sido utilizado como pigmento na fabricação de vidros, esmaltes e esmaltes cerâmicos. O SnO 2 puro dá uma cor branca leitosa; outras cores são obtidas quando misturadas com outros óxidos metálicos, por exemplo, amarelo V 2 O 5 ; Cr 2 O 3 rosa; e Sb 2 O 5 azul acinzentado.

Tinturas

Este óxido de estanho tem sido utilizado como mordente no processo de tingimento desde o antigo Egito. Um alemão com o nome de Kuster introduziu seu uso em Londres pela primeira vez em 1533 e por meio dele sozinho, a cor escarlate foi produzida lá.

Polimento

O óxido de estanho (IV) pode ser usado como pó de polimento, às vezes em misturas também com óxido de chumbo, para polir vidro, joias, mármore e prata. O óxido de estanho (IV) para esse uso é às vezes chamado de "pó de massa" ou "massa de joalheiro".

Revestimentos de vidro

Os revestimentos de SnO 2 podem ser aplicados usando deposição química de vapor , técnicas de deposição de vapor que empregam SnCl 4 ou trihaletos organoestânicos, por exemplo, tricloreto de butilestanho como agente volátil. Essa técnica é usada para revestir garrafas de vidro com uma camada fina (<0,1 μm) de SnO 2 , que ajuda a aderir ao vidro um revestimento de polímero protetor subsequente, como polietileno.

Camadas mais espessas dopadas com íons Sb ou F são eletricamente condutoras e usadas em dispositivos eletroluminescentes e fotovoltaicos.

Detecção de gás

SnO 2 é usado em sensores de gases combustíveis, incluindo detectores de monóxido de carbono . Nestes, a área do sensor é aquecida a uma temperatura constante (algumas centenas de ° C) e na presença de um gás combustível a resistividade elétrica cai. Sensores de gás à temperatura ambiente também estão sendo desenvolvidos usando  compostos de óxido de grafeno reduzido -SnO 2 (por exemplo, para detecção de etanol).

A dopagem com vários compostos foi investigada (por exemplo, com CuO ). A dopagem com cobalto e manganês fornece um material que pode ser usado, por exemplo, em varistores de alta tensão . O óxido de estanho (IV) pode ser dopado com óxidos de ferro ou manganês .

Referências

Leitura adicional