Оксид олова(IV)

Оксид олова(IV)
Общие
Систематическое наименование	Оксид олова
Традиционные названия	Окись олова
Химическая формула	SnO2
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	белые кристаллы
Молярная масса	150,71 г/моль
Плотность	6,95; 7,0096; 7,036 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	1127; 1625; 1630 °C
Температура кипения	2500 °C
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)	53,2 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.)	-577,63 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	18282-10-5
Регистрационный номер EC	242-159-0
RTECS	XQ4000000

Оксид олова(IV) — бинарное неорганическое соединение, оксид металла олова с формулой SnO₂, белые кристаллы, нерастворимые в воде.

Получение

• В природе встречается минерал касситерит — SnO₂ с различными примесями.

• Сжигая олово на воздухе или в кислороде при высокой температуре:

$\mathsf{Sn + O_2 \ \xrightarrow{220^oC}\ SnO_2 }$

• Окисление кислородом воздуха монооксид олова:

$\mathsf{2SnO + O_2 \ \xrightarrow{220^oC}\ 2SnO_2 }$

• Диспропорционирование при нагревании монооксид олова:

$\mathsf{2SnO \ \xrightarrow{400^oC}\ SnO_2 + Sn }$

• Окисление олова горячей концентрированной азотной кислотой:

$\mathsf{Sn + 4HNO_3 \ \xrightarrow{T}\ SnO_2 + 4NO_2\uparrow + 2H_2O }$

• Разложение сульфата олова нагреванием:

$\mathsf{Sn(SO_4)_2 \ \xrightarrow{150-200^oC}\ SnO_2 + 2SO_3 }$

• или разбавленной щёлочью:

$\mathsf{Sn(SO_4)_2 + 4NaOH \ \xrightarrow{}\ SnO_2\downarrow + 2Na_2SO_4 + H_2O }$

Физические свойства

Молярная масса 151 кг/кмоль

Оксид олова(IV) из раствора выделяется в виде гидрата SnO₂•n H₂O (1<n<2, α-модификация). При стоянии переходит химически пассивную β-модификацию (n<1). Соединения стехиометрического состава не выделены. В воде практически нерастворимо, рПР = 57,32

При высушивании гидрата образуется аморфный белый порошок (плотность 7,036 г/см³), который при нагревании переходит в кристаллическую модификацию (плотность 6,95 г/см³).

Оксид олова(IV) образует прозрачные кристаллы тетрагональной сингонии, пространственная группа P 4/mnm, параметры ячейки a = 0,4718 нм, c = 0,3161 нм, Z = 2.

Является полупроводником n-типа.

Химические свойства

• Гидратированная форма переходит в кристаллическую при нагревании:

$\mathsf{SnO_2\cdot \mathit{n}H_2O \ \xrightarrow{600^oC}\ SnO_2 + \mathit{n}H_2O }$

• Растворяется в концентрированных кислотах:

$\mathsf{SnO_2 + 6HCl \ \xrightarrow{}\ H_2[SnCl_6] + 2H_2O }$

• При нагревании растворяется в разбавленных кислотах:

$\mathsf{SnO_2 + 2H_2SO_4 \ \xrightarrow{100^oC}\ Sn(SO_4)_2 + 2H_2O }$

• Растворяется в растворах концентрированных щелочей:

$\mathsf{SnO_2 + 2NaOH + 2H_2O \ \xrightarrow{60-70^oC}\ Na_2[Sn(OH)_6] }$

• При сплавлении с щелочами образует метастаннаты:

$\mathsf{SnO_2 + 2NaOH \ \xrightarrow{350-400^oC}\ Na_2SnO_3 + H_2O }$

• а с оксидами щелочных металлов образует ортостаннаты:

$\mathsf{SnO_2 + 2K_2O \ \xrightarrow{500^oC}\ K_4SnO_4 }$

• Восстанавливается водородом или углеродом до олова:

$\mathsf{SnO_2 + 2H_2 \ \xrightarrow{500-600^oC}\ Sn + 2H_2O }$

$\mathsf{SnO_2 + 2C \ \xrightarrow{800-900^oC}\ Sn + 2CO }$

Применение

• В качестве катализатора.
• Пигмент в керамической глазури.
• При производстве термически и химически стойких стёкол.
• Составляющее прозрачной плёнки-проводника в резистивных сенсорных экранах

Литература

• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.-Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.