КАЛАЙ (II) ОКСИД: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, НОМЕНКЛАТУРА, УПОТРЕБИ - ХИМИЯ - 2025

На калаен оксид (II) е кристален неорганична твърдо вещество, което се образува от окисляването на калай (Sn) с кислород, когато кутията придобива валентността 2+. Химическата му формула е SnO. Известни са две различни форми на това съединение: черна и червена. Честата и най-стабилна форма при стайна температура е черната или синьо-черната модификация.

Тази форма се получава чрез хидролиза на калай (II) хлорид (SnC! ₂) във воден разтвор, към който амониев хидроксид (NH ₄ се добавя ОН) за получаване на хидратиран оксид утайка от Sn (II), чиято формула е SnO.xH ₂ О, където х <1 (х-малко от 1).

Тетрагонална кристална структура на синкаво-черен SnO. Sn атомът е в центъра на структурата, а кислородните атоми в върховете на паралелепипеда. Оригинални PNG-та от потребител: Rocha, проследявани в Inkscape от потребител: Stannered Източник: Wikipedia Commons

В хидратиран оксид е бяло аморфно твърдо вещество, което след това се нагрява в суспензия при 60-70 ° С в продължение на няколко часа в присъствието на NH ₄ ОН, до получаване на чист кристален черен SNO.

Червената форма на SnO е метастабилна. Той може да бъде получен чрез добавяне на фосфорна киселина (Н ₃ PO ₄) - с 22% фосфорна киселина, H ₃ PO ₃ - и след NH ₄ ОН на SnC! ₂ разтвор. Полученото бяло твърдо вещество се нагрява в същия разтвор при 90-100 ° С за около 10 минути. По този начин се получава чисто червеният кристален SnO.

Калаеният (II) оксид е изходен материал за производството на други калаени (II) съединения. Поради тази причина, това е едно от калаените съединения, което има значително търговско значение.

Калаеният (II) оксид има ниска токсичност, както е при повечето неорганични калаени съединения. Това се дължи на лошата му абсорбция и бързото отделяне от тъканите на живите същества.

Той има един от най-високите толеранси на съединенията от калай в тестове върху плъхове. Въпреки това, той може да бъде вреден, ако се вдишва в големи количества.

структура

Синьо-черен калаен (II) оксид

Тази модификация кристализира с тетрагонална структура. Той има подреждане на слоеве, в които всеки Sn атом е на върха на квадратна пирамида, основата на която е формирана от 4-те най-близки кислородни атома.

Други изследователи твърдят, че всеки Sn атом е заобиколен от 5 кислородни атома, които са разположени приблизително в върховете на октаедър, където шестият връх вероятно е зает от двойка свободни или несдвоени електрони. Това е известно като Φ-октаедрична подредба.

Калай (II) оксид червен

Тази форма на калаен (II) оксид кристализира с орторомбична структура.

номенклатура

- Калаен (II) оксид

- Калаен оксид

- Калаен моноксид

- Станен оксид

Имоти

Физическо състояние

Кристално твърдо вещество.

Молекулно тегло

134,71 g / mol.

Точка на топене

1080 ºC. Разлага се.

плътност

6,45 гр / см ³

разтворимост

Неразтворим в топла или студена вода. Неразтворим в метанол, но бързо се разтваря в концентрирани киселини и основи.

Други свойства

Ако се нагрява до повече от 300 ° С в присъствието на въздух, калаеният (II) оксид бързо се окислява до калаен (IV) оксид, като представлява нажежаема жичка.

Съобщава се, че при неокислителни условия нагряването на калаен (II) оксид има различни резултати в зависимост от степента на чистота на изходния оксид. Обикновено е непропорционален на металния Sn и калаен (IV) оксид, SnO ₂, като различни междинни видове в крайна сметка се превръщат в SnO ₂.

Калаеният (II) оксид е амфотерен, тъй като се разтваря в киселини, за да даде Sn ²⁺ йони или анионни комплекси, а също така се разтваря в основи, за да образува разтвори на хидрокси-тинатови йони, Sn (OH) ₃ ^-, които Те имат пирамидална структура.

Освен това, SnO е редуциращ агент и реагира бързо с органични и минерални киселини.

Той има ниска токсичност в сравнение с други калаени соли. Неговата LD50 (смъртоносна доза 50% или средна смъртоносна доза) при плъхове е повече от 10 000 mg / kg. Това означава, че са необходими повече от 10 грама на килограм, за да се убият 50% от плъховите екземпляри за даден период на изпитване. За сравнение, станен (II) флуорид има LD50 от 188 mg / kg при плъхове.

Въпреки това, ако се вдишва дълго време, той се отлага в белите дробове, тъй като не се абсорбира и може да причини застой (инфилтрация на SnO прах в белите дробове.

Приложения

При производството на други калаени (II) съединения

Бързата му реакция с киселини е в основата на най-важната му употреба, която е междинен продукт при производството на други калаени съединения.

Използва се при производството на станен (II) бромид (SnBr ₂), станен (II) цианид (Sn (CN) ₂) и станен (II) флуороборат хидрат (Sn (BF ₄) ₂), сред други калаени (II) съединения.

Калаеният (II) флуорорат се приготвя чрез разтваряне на SnO във флуороводородна киселина и се използва за калаени и калаено-оловни покрития, особено при отлагането на калаено-оловни сплави за запояване в електрониката. Това се дължи, наред с други неща, на високия му капацитет за покритие.

Tin (II) оксид се използва също и при получаването на калай (II) сулфат (SnSO ₄), чрез взаимодействие SnO и сярна киселина, H ₂ SO ₄.

Полученият SnSO ₄ се използва в процеса на консервиране за производство на печатни платки, за довършване на електрически контакти и за консервиране на кухненски съдове.

Печатна схема. Не е предоставен машинно четим автор. Абрахам Дел Позо предположи (въз основа на претенции за авторски права). Източник: Wikimedia Commons

В хидратирана форма на SnO, хидратиран калай (II) оксид SnO.xH ₂ О, се третира с флуороводородна киселина за получаване на калаен (II) флуорид, SNF ₂, който се добавя към паста за зъби като анти-стареене агент. кухини.

В бижутата

Калаеният (II) оксид се използва при получаването на златно-калаени и медно-калаени рубинени кристали. Изглежда, че функцията му в това приложение е да действа като редуциращ агент.

Бижу с рубин. Източник: Pixabay

Други приложения

Той се използва във фотоволтаични устройства за производство на електричество от светлина, като например слънчеви клетки.

Фотоволтаично устройство. Georg Slickers Източник: Wikipedia Commons

Последни новости

Подредени наночастици SnO са използвани в електроди от въглеродни нанотрубки за литиево-серни батерии.

Нано влакна от SnO хидрат. Източник на Fionán: Wikipedia Commons

Електродите, приготвени с SnO, показват висока проводимост и малка промяна в обема в цикли на повтарящ се заряд и разряд.

Освен това, SnO улеснява бързия пренос на йони / електрон по време на реакции на редукция на окисляването, които се появяват в такива акумулаторни системи.

Препратки

1. Котън, Ф. Алберт и Уилкинсън, Джефри. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
2. Dance, JC; Emeléus, HJ; Сър Роналд Нихолм и Тротман-Дикенсън, AF (1973). Изчерпателна неорганична химия. Том 2. Пергамонова преса.
3. Енциклопедия на индустриалната химия на Ullmann. (1990). Пето издание. Обем A27. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Кирк-Отмер (1994). Енциклопедия на химическата технология. Том 24. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
5. Острахович, Елена А. и Чериан, М. Георги. (2007 г.). Tin. В Наръчник по токсикология на металите. Трето издание. Възстановени от sciencedirect.com.
6. Kwestroo, W. и Vromans, PHGM (1967). Приготвяне на три модификации на чист калай (II) оксид. J. Inorg. Nucl. Chem., 1967, том 29, стр. 2187-2190.
7. Fouad, SS и др. (1992). Оптични свойства на тънкослойни филми със стаен оксид. Чехословашки вестник по физика. Февруари 1992 г., том 42, брой 2. Възстановено от springer.com.
8. A-Young Kim et al. (2017). Подредени SnO наночастици в MWCNT като функционален гостоприемник за високоскоростен катод на литиево-сярна батерия. Нано изследвания 2017, 10 (6). Възстановени от springer.com.
9. Национална медицинска библиотека. (2019). Станен оксид. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov