Óxido de estaño (IV)

óxido de estaño(IV), también conocido como óxido estánnico, es el compuesto inorgánico de fórmula SnO₂. La forma mineral de SnO₂ se llama casiterita y es el principal mineral de estaño. Con muchos otros nombres, este óxido de estaño es un material importante en la química del estaño. Es un sólido incoloro, diamagnético y anfótero.

Estructura

El óxido de estaño (IV) cristaliza con la estructura rutilo. Como tal, los átomos de estaño tienen seis coordenadas y los átomos de oxígeno tres coordenadas. El SnO₂ suele considerarse un semiconductor de tipo n deficiente en oxígeno.

Las formas hidratadas de SnO₂ se han descrito como ácido estánnico. Dichos materiales parecen ser partículas hidratadas de SnO₂ donde la composición refleja el tamaño de las partículas.

Preparación

El óxido de estaño (IV) se produce de forma natural. El óxido de estaño (IV) sintético se produce quemando estaño metálico en el aire. La producción anual ronda los 10 kilotones. El SnO₂ se reduce industrialmente al metal con carbono en un horno de reverbero a 1200-1300 °C.

Anfoterismo

Aunque el SnO₂ es insoluble en agua, es anfótero y se disuelve en bases y ácidos. "ácido estánnico" se refiere al óxido de estaño (IV) hidratado, SnO₂, que también se denomina “óxido estánnico”.

Los óxidos de estaño se disuelven en ácidos. Los ácidos halógenos atacan al SnO₂ para producir hexahalostannatos, como [SnI₆]²⁻. Un informe describe la reacción de una muestra en HI a reflujo durante muchas horas.

SnO₂ + 6 HI → H₂SnI₆ + 2 H₂O

De manera similar, el SnO₂ se disuelve en ácido sulfúrico para dar el sulfato:

SnO₂ + 2 H₂Así que...₄ → Sn(SO₄)₂ + 2 H₂O

Este último compuesto puede agregar ligandos de sulfato de hidrógeno adicionales para dar ácido hexahidrógenosulfatoestánico.

SnO₂ se disuelve en bases fuertes para dar "estannatos" con la fórmula nominal Na2SnO3. Al disolver el SnO₂/NaOH solidificado en agua se obtiene Na₂[Sn(OH)₆], "preparación de sal&. #34; que se utiliza en la industria del tinte.

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.

Esmaltes cerámicos

El óxido de estaño (IV) se ha utilizado durante mucho tiempo como opacificante y como colorante blanco en esmaltes cerámicos.'The Glazer's Book' – 2ª edición. A.B.Searle.The Technical Press Limited. Londres. 1935. Esto probablemente condujo al descubrimiento del pigmento amarillo plomo-estaño, que se produjo utilizando óxido de estaño (IV) como compuesto. El uso de óxido de estaño (IV) ha sido particularmente común en esmaltes para loza, artículos sanitarios y revestimientos; consulte los artículos vidriado con estaño y cerámica vidriada con estaño. El óxido de estaño permanece en suspensión en la matriz vítrea de los vidriados cocidos y, como su alto índice de refracción es suficientemente diferente de la matriz, la luz se dispersa y, por tanto, aumenta la opacidad del vidriado. El grado de disolución aumenta con la temperatura de cocción y, por tanto, el grado de opacidad disminuye. Aunque depende de otros componentes, la solubilidad del óxido de estaño en esmaltes fundidos es generalmente baja. Su solubilidad aumenta con Na₂O, K₂O y B₂O₃, y se reduce con CaO. , BaO, ZnO, Al₂O₃ y, de forma limitada, PbO.

SnO₂ se ha utilizado como pigmento en la fabricación de vidrios, esmaltes y barnices cerámicos. El SnO₂ puro proporciona un color blanco lechoso; Se logran otros colores cuando se mezclan con otros óxidos metálicos, p. V2O5 amarillo; Cr2O3 rosa; y Sb2O5 gris azul.

Tintes

Este óxido de estaño se ha utilizado como mordiente en el proceso de teñido desde el antiguo Egipto. Un alemán llamado Kuster introdujo por primera vez su uso en Londres en 1533 y sólo a través de él se produjo allí el color escarlata.

Pulido

El óxido de estaño (IV) se puede utilizar como polvo de pulido, a veces también en mezclas con óxido de plomo, para pulir vidrio, joyas, mármol y plata. El óxido de estaño (IV) para este uso a veces se denomina “masilla en polvo”. o "masilla de joyería".

Revestimientos de vidrio

SnO₂ se pueden aplicar mediante deposición química de vapor, técnicas de deposición de vapor que emplean SnCl4 o trihaluros de organoestaño, p. tricloruro de butil estaño como agente volátil. Esta técnica se utiliza para recubrir botellas de vidrio con una capa delgada (<0,1 μm) de SnO₂, que ayuda a adherir al vidrio una capa protectora de polímero posterior, como el polietileno.

Las capas más gruesas dopadas con iones Sb o F son conductoras de electricidad y se utilizan en dispositivos electroluminiscentes y fotovoltaicos.

Detección de gas

SnO₂ se utiliza en sensores de gases combustibles, incluidos detectores de monóxido de carbono. En estos, la zona del sensor se calienta a una temperatura constante (unos cientos de °C) y, en presencia de un gas combustible, la resistividad eléctrica cae. También se están desarrollando sensores de gas a temperatura ambiente utilizando compuestos reducidos de óxido de grafeno-SnO₂ (por ejemplo, para la detección de etanol).

Se ha investigado el dopaje con diversos compuestos (por ejemplo, con CuO). El dopado con cobalto y manganeso proporciona un material que se puede utilizar, p. varistores de alto voltaje. El óxido de estaño (IV) se puede dopar con óxidos de hierro o manganeso.