TLENEK CYNY (II): BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI, NAZEWNICTWO, ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2026

Tlenku cyny (II) jest w postaci krystalicznej substancji stałej, która jest utworzona przez utlenianie cyny (Sn), tlenem, w których wartościowość cyny uzyskuje 2+. Jego wzór chemiczny to SnO. Znane są dwie różne formy tego związku: czarna i czerwona. Powszechną i najbardziej stabilną postacią w temperaturze pokojowej jest czarna lub niebiesko-czarna modyfikacja.

Forma ta jest przygotowywana przez hydrolizę chlorku cyny (II) (SnCl ₂ ) w roztworze wodnym, do którego dodaje się wodorotlenek amonu (NH ₄ OH) w celu uzyskania osadu uwodnionego tlenku Sn (II) o wzorze SnO.xH ₂ O, gdzie x <1 (x mniejsze niż 1).

Tetragonalna struktura krystaliczna niebieskawo-czarnego SnO. Atom Sn znajduje się w środku struktury, a atomy tlenu na wierzchołkach równoległościanu. Oryginalne PNG użytkownika: Rocha, odtworzone w Inkscape przez użytkownika: Stannered Źródło: Wikipedia Commons

Uwodniony tlenek jest białym bezpostaciowym ciałem stałym, które następnie ogrzewa się w zawiesinie w temperaturze 60-70 ° C przez kilka godzin w obecności NH ₄ OH, aż do uzyskania czystego czarnego krystalicznego SnO.

Czerwona forma SnO jest metastabilna. Można go otrzymać dodając kwas fosforowy (H ₃ PO ₄ ) - z 22% kwasem fosforowym, H ₃ PO ₃ - a następnie NH ₄ OH do roztworu SnCl ₂ . Otrzymaną białą substancję stałą ogrzewa się w tym samym roztworze w temperaturze 90-100 ° C przez około 10 minut. W ten sposób otrzymuje się czysty czerwony krystaliczny SnO.

Tlenek cyny (II) jest materiałem wyjściowym do produkcji innych związków cyny (II). Z tego powodu jest to jeden ze związków cyny o znaczącym znaczeniu handlowym.

Tlenek cyny (II) ma niską toksyczność, jak ma to miejsce w przypadku większości nieorganicznych związków cyny. Wynika to z jego słabego wchłaniania i szybkiego wydalania z tkanek żywych istot.

Ma jedną z najwyższych tolerancji na związki cyny w testach na szczurach. Jednak może być szkodliwy w przypadku wdychania w dużych ilościach.

Struktura

Niebiesko-czarny tlenek cyny (II)

Ta modyfikacja krystalizuje z tetragonalną strukturą. Ma układ warstw, w którym każdy atom Sn znajduje się na szczycie kwadratowej piramidy, której podstawę tworzą 4 najbliższe atomy tlenu.

Inni badacze twierdzą, że każdy atom Sn jest otoczony przez 5 atomów tlenu, które znajdują się z grubsza na wierzchołkach ośmiościanu, gdzie szósty wierzchołek jest prawdopodobnie zajęty przez parę wolnych lub niesparowanych elektronów. Jest to znane jako układ Φ-oktaedryczny.

Czerwony tlenek cyny (II)

Ta forma tlenku cyny (II) krystalizuje, tworząc strukturę rombową.

Nomenklatura

- Tlenek cyny (II)

- Tlenek cyny

- tlenek cyny

- tlenek cyny

Nieruchomości

Stan fizyczny

Krystaliczne ciało stałe.

Waga molekularna

134,71 g / mol.

Temperatura topnienia

1080 ºC. Rozkłada się.

Gęstość

6,45 g / cm ³

Rozpuszczalność

Nierozpuszczalny w gorącej lub zimnej wodzie. Nierozpuszczalny w metanolu, ale szybko rozpuszcza się w stężonych kwasach i zasadach.

Inne właściwości

Po podgrzaniu do ponad 300 ° C w obecności powietrza, tlenek cyny (II) szybko utlenia się do tlenku cyny (IV), powodując żarzenie.

Doniesiono, że w warunkach nieutleniających ogrzewanie tlenku cyny (II) daje różne wyniki w zależności od stopnia czystości wyjściowego tlenku. Na ogół jest on nieproporcjonalny do metalicznego Sn i tlenku cyny (IV), SnO ₂ , przy czym różne związki pośrednie są ostatecznie przekształcane w SnO ₂ .

Tlenek cyny (II) jest amfoteryczny, ponieważ rozpuszcza się w kwasach dając jony Sn ²⁺ lub kompleksy anionowe, a także rozpuszcza się w alkaliach, tworząc roztwory jonów hydroksy-tynato, Sn (OH) ₃ ^- , który Mają strukturę piramidalną.

Ponadto SnO jest środkiem redukującym i szybko reaguje z kwasami organicznymi i mineralnymi.

Ma niską toksyczność w porównaniu z innymi solami cyny. Jego LD50 (dawka śmiertelna 50% lub średnia dawka śmiertelna) u szczurów wynosi ponad 10 000 mg / kg. Oznacza to, że więcej niż 10 gramów na kilogram jest wymagane do zabicia 50% próbek szczurów w danym okresie testowym. Dla porównania, fluorek cynawy (II) u szczurów ma LD50 wynoszącą 188 mg / kg.

Jednak przy dłuższym wdychaniu odkłada się w płucach, ponieważ nie jest wchłaniany i może powodować stanozę (przenikanie pyłu SnO do szczelin płucnych).

Aplikacje

W produkcji innych związków cyny (II)

Jego szybka reakcja z kwasami jest podstawą jego najważniejszego zastosowania, czyli półproduktu do produkcji innych związków cyny.

Stosowany jest do produkcji bromku cynawego (II) (SnBr ₂ ), cyjanku cynawego (II) (Sn (CN) ₂ ) i wodzianu fluoroboranu cynawego (II) (Sn (BF ₄ ) ₂ ), m.in. inne związki cyny (II).

Fluoroboran cyny (II) jest przygotowywany przez rozpuszczenie SnO w kwasie fluoroborowym i jest stosowany do powłok cynowych i cynowo-ołowiowych, zwłaszcza do osadzania stopów cynowo-ołowiowych do lutowania w przemyśle elektronicznym. Wynika to między innymi z jego dużej zdolności pokrycia.

Tlenek cyny (II) jest również stosowany do wytwarzania siarczanu cyny (II) (SnSO ₄ ), w wyniku reakcji SnO i kwasu siarkowego, H ₂ SO ₄ .

Otrzymany SnSO ₄ jest stosowany w procesie cynowania do produkcji obwodów drukowanych, do wykańczania styków elektrycznych oraz do cynowania przyborów kuchennych.

Obwód drukowany. Nie podano autora do odczytu maszynowego. Zakłada Abraham Del Pozo (na podstawie roszczeń dotyczących praw autorskich) Źródło: Wikimedia Commons

Uwodniona postać SnO, uwodniony tlenek cyny (II) SnO.xH ₂ O, jest poddawany działaniu kwasu fluorowodorowego w celu uzyskania fluorku cynawego (II), SnF ₂ , który jest dodawany do past do zębów jako środek zwalczający ubytki.

W biżuterii

Tlenek cyny (II) jest używany do wytwarzania kryształów rubinowych złota z cyną i miedzi z cyną. Wydaje się, że jego funkcją w tym zastosowaniu jest działanie jako środek redukujący.

Klejnot z rubinem. Źródło: Pixabay

Inne zastosowania

Był stosowany w urządzeniach fotowoltaicznych do produkcji energii elektrycznej ze światła, takich jak ogniwa słoneczne.

Urządzenie fotowoltaiczne. Georg Slickers Źródło: Wikipedia Commons

Najnowsze innowacje

Rozmieszczone nanocząsteczki SnO zostały wykorzystane w elektrodach węglowych nanorurek do akumulatorów litowo-siarkowych.

Nanowłókna hydratu SnO. Fionán Źródło: Wikipedia Commons

Elektrody przygotowane z SnO wykazują wysoką przewodność i niewielką zmianę objętości w powtarzalnych cyklach ładowania i rozładowania.

Ponadto SnO ułatwia szybki transfer jonów / elektronów podczas reakcji utleniania-redukcji, które występują w takich akumulatorach.

Bibliografia

1. Cotton, F. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Zaawansowana chemia nieorganiczna. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.
2. Dance, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm i Trotman-Dickenson, AF (1973). Kompleksowa chemia nieorganiczna. Tom 2. Pergamon Press.
3. Encyklopedia chemii przemysłowej Ullmanna. (1990). Piąta edycja. Tom A27. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedia technologii chemicznej. Tom 24. Wydanie czwarte. John Wiley & Sons.
5. Ostrakhovitch, Elena A. i Cherian, M. George. (2007). Cyna. W Handbook of the Toxicology of Metals. Trzecia edycja. Odzyskany z sciencedirect.com.
6. Kwestroo, W. i Vromans, PHGM (1967). Przygotowanie trzech modyfikacji czystego tlenku cyny (II). J. Inorg. Nucl. Chem., 1967, Vol. 29, str. 2187-2190.
7. Fouad, SS i in. (1992). Właściwości optyczne cienkich warstw tlenku cynawego. Czechosłowacki Journal of Physics. Luty 1992, tom 42, wydanie 2. Odzyskany ze strony springer.com.
8. A-Young Kim i in. (2017). Zamówione nanocząstki SnO w MWCNT jako funkcjonalny materiał macierzysty dla wysokowydajnej katody akumulatora litowo-siarkowego. Nano Research 2017, 10 (6). Odzyskany z springer.com.
9. National Library of Medicine. (2019). Tlenek cynawy. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov