OXID CÍNU (II): STRUKTURA, VLASTNOSTI, NOMENKLATURA, POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Oxidu cínu (II), je krystalický anorganická pevná látka, která se vytvoří pomocí oxidace cínu (Sn), kyslíkem, kde cín získá mocenství 2+. Jeho chemický vzorec je SnO. Jsou známy dvě různé formy této sloučeniny: černá a červená. Běžnou a nejstabilnější formou při pokojové teplotě je černá nebo modro-černá modifikace.

Tato forma se připravuje hydrolýzou chloridu cínatého (II) (SnCl ₂) ve vodném roztoku, který se hydroxid amonný (NH ₄ se přidá OH), čímž se získá sraženina hydratovaného oxidu Sn (II), jehož vzorec je SnO.xH ₂ O, kde x <1 (x menší než 1).

Tetragonální krystalová struktura modrobílého SnO. Atom Sn je ve středu struktury a atomy kyslíku ve vrcholech rovnoběžky. Původní PNG podle uživatele: Rocha, sledované v Inkscape podle uživatele: Stannered Zdroj: Wikipedia Commons

Oxid hydratovaný je bílá amorfní pevná látka, která se pak zahřívá v suspenzi při teplotě 60-70 ° C po dobu několika hodin v přítomnosti NH ₄ OH, dokud se nezíská čistá černá krystalická SnO.

Červená forma SnO je metastabilní. Může se připraví přidáním kyseliny fosforečné (H ₃ PO ₄), - s 22% kyseliny fosforité, H ₃ PO ₃ - a pak NH ₄ OH do SnCl ₂ řešení. Získaná bílá pevná látka se asi 10 minut zahřívá ve stejném roztoku při 90 až 100 ° C. Tímto způsobem se získá čistě červený krystalický SnO.

Oxid cínu (II) je výchozí materiál pro výrobu dalších sloučenin cínu (II). Z tohoto důvodu je to jedna ze sloučenin cínu, která má značný komerční význam.

Oxid cínu (II) má nízkou toxicitu, jako je tomu u většiny anorganických sloučenin cínu. Je to kvůli špatné absorpci a rychlému vylučování z tkání živých bytostí.

Má jednu z nejvyšších tolerancí pro sloučeniny cínu při testech na potkanech. Může však být škodlivé, pokud se vdechne ve velkém množství.

Struktura

Oxid cínatý modro-černý

Tato modifikace krystalizuje s tetragonální strukturou. Má uspořádání vrstev, ve kterém je každý atom Sn umístěn na vrcholu čtvercové pyramidy, jejíž základnu tvoří 4 nejbližší atomy kyslíku.

Jiní vědci tvrdí, že každý atom Sn je obklopen 5 atomy kyslíku, které jsou umístěny zhruba ve vrcholcích osmiúhelníku, kde šestý vrchol pravděpodobně zaujímá pár volných nebo nepárových elektronů. Toto je známé jako arrangement-oktaedrální uspořádání.

Oxid cínatý II

Tato forma oxidu cínu (II) krystalizuje s ortorombickou strukturou.

Nomenklatura

- Oxid cínatý

- Oxid cínu

- Oxid cínu

- Oxid cínatý

Vlastnosti

Fyzický stav

Krystalická pevná látka.

Molekulární váha

134,71 g / mol.

Bod tání

1080 ° C. Rozkládá se.

Hustota

6,45 g / cm ³

Rozpustnost

Nerozpustný v horké nebo studené vodě. Nerozpustný v methanolu, ale rychle se rozpustí v koncentrovaných kyselinách a zásadách.

Další vlastnosti

Pokud se zahřeje na více než 300 ° C v přítomnosti vzduchu, oxid cínu (II) rychle oxiduje na oxid cínu (IV), což představuje žhavení.

Bylo popsáno, že za neoxidačních podmínek má ohřev oxidu cínu (II) různé výsledky v závislosti na stupni čistoty výchozího oxidu. To je obecně nepřiměřené kovový Sn a cínu (IV) oxid, SnO ₂, s různými druhy meziproduktů nakonec být převedeny na SnO ₂.

Oxid cínu (II) je amfoterní, protože se rozpustí v kyselinách za vzniku iontů Sn ²⁺ nebo anionových komplexů a také se rozpustí v alkáliích za vzniku roztoků hydroxy-tinato iontů, Sn (OH) ₃ ^-, které Mají pyramidální strukturu.

SnO je dále redukčním činidlem a rychle reaguje s organickými a minerálními kyselinami.

Ve srovnání s jinými cínovými solemi má nízkou toxicitu. Jeho LD50 (smrtelná dávka 50% nebo střední smrtelná dávka) u potkanů ​​je více než 10 000 mg / kg. To znamená, že k zabití 50% vzorků potkanů ​​za dané testovací období je zapotřebí více než 10 gramů na kilogram. Pro srovnání, fluorid cínatý (II) má LD50 188 mg / kg u potkanů.

Při dlouhodobém vdechnutí se však usadí v plicích, protože se neabsorbuje a může způsobit stanózu (infiltraci prachu SnO do plicních mezer).

Aplikace

Při výrobě jiných sloučenin cínu (II)

Jeho rychlá reakce s kyselinami je základem jeho nejdůležitějšího použití, které je jako meziprodukt při výrobě jiných sloučenin cínu.

Používá se při výrobě bromidu cínatého (SnBr ₂), kyanidu cínatého (Sn (CN) ₂) a hydrátu fluoroboritanu cínatého (Sn (BF ₄) ₂) mezi jiné sloučeniny cínu (II).

Fluoroboritan cínatý se připravuje rozpuštěním SnO v kyselině fluoroborité a používá se pro povlaky cínu a cínu, zejména při nanášení slitin cínu a olova pro pájení v elektronickém průmyslu. Důvodem je mimo jiné vysoká kapacita pokrytí.

Cín (II), oxidu se také používá při přípravě cínu (II) sulfát (SnSO ₄), reakcí SnO a kyselinu sírovou, H ₂ SO ₄.

Získaný SnSO ₄ se používá v procesu pocínování pro výrobu desek s plošnými spoji, pro dokončování elektrických kontaktů a pro pocínování kuchyňského náčiní.

Tištěný obvod. Nebyl poskytnut žádný strojově čitelný autor. Abraham Del Pozo předpokládal (na základě nároků na autorská práva). Zdroj: Wikimedia Commons

Hydratovaná forma SnO, hydratovaný cín (II), oxidu SnO.xH ₂ O, se nechá reagovat s kyselinou fluorovodíkovou se získá cínatého (II), fluorid SNF ₂, která se přidává do zubní pastu jako činidlo proti stárnutí s. dutiny.

V klenotnictví

Oxid cínu (II) se používá k přípravě rubínových krystalů zlato-cín a měď-cín. Zdá se, že její funkce v této aplikaci působí jako redukční činidlo.

Klenot s rubínem. Zdroj: Pixabay

Další použití

Používá se ve fotovoltaických zařízeních pro výrobu elektřiny ze světla, jako jsou například solární články.

Fotovoltaické zařízení. Georg Slickers Zdroj: Wikipedia Commons

Nejnovější inovace

Uspořádané SnO nanočástice byly použity v uhlíkových nanotrubičkových elektrodách pro lithium-sírové baterie.

Nanovlákna SnO hydrátu. Fionán Zdroj: Wikipedia Commons

Elektrody připravené pomocí SnO vykazují vysokou vodivost a malou změnu objemu v opakovaných cyklech nabíjení a vybíjení.

SnO dále umožňuje rychlý přenos iontů / elektronů během oxidačně-redukčních reakcí, ke kterým dochází v takových bateriových systémech.

Reference

1. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
2. Dance, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm a Trotman-Dickenson, AF (1973). Komplexní anorganická chemie. Svazek 2. Pergamon Press.
3. Ullmannova encyklopedie průmyslové chemie. (1990). Páté vydání. Svazek A27. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedie chemické technologie. Svazek 24. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
5. Ostrakhovitch, Elena A. a Cherian, M. George. (2007). Cín. V Příručce toxikologie kovů. Třetí edice. Obnoveno z sciposedirect.com.
6. Kwestroo, W. a Vromans, PHGM (1967). Příprava tří modifikací oxidu čistého cínu (II). J. Inorg. Nucl. Chem., 1967, svazek 29, str. 2187-2190.
7. Fouad, SS a kol. (1992). Optické vlastnosti tenkých filmů oxidu cínatého. Československý časopis fyziky. Únor 1992, svazek 42, vydání 2. Obnoveno z springer.com.
8. A-Young Kim a kol. (2017). Objednané SnO nanočástice v MWCNT jako funkční hostitelský materiál pro vysokorychlostní lithium-sírovou bateriovou katodu. Nano Research 2017, 10 (6). Obnoveno z springer.com.
9. Národní lékařská knihovna. (2019). Oxid cínatý. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov