酸化スズ(IV)

酸化スズ(IV)
名前
	IUPAC名酸化スズ(IV)
	その他の名前酸化スズ、酸化スズ(IV)、スズの花、スズ石
識別子
CAS番号	18282-10-5 ; 13472-47-4 (水和物) ;
3Dモデル（JSmol）	(O=Sn=O):インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	26988 ;
ECHA 情報カード	100.038.311
EC番号	242-159-0;
パブケム CID	29011;
RTECS番号	4000000;
ユニ	KM7N50LOS6 ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID201316016 DTXSID8042474、DTXSID201316016;
	InChI InChI=1S/2O.Sn キー: XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N ;
	笑顔 (O=Sn=O): O=[Sn]=O;
プロパティ
化学式	Ｏ２スズ
モル質量	150.708 グラムモル−1
外観	黄色または淡灰色の粉末
臭い	無臭
密度	6.95 g/cm3 ( 20 °C) ; 6.85 g/cm3 ( 24 °C)
融点	1,630 °C (2,970 °F; 1,900 K)
沸点	1,800～1,900℃（3,270～3,450℉、2,070～2,170K）; 昇華
水への溶解度	不溶性
溶解度	高温の濃アルカリ、濃酸に溶ける。アルコール; には溶けない
磁化率（χ）	−4.1·10 −5 cm 3 /モル
屈折率( n D )	2.006
構造
結晶構造	ルチル正方晶、tP6
空間群	P4 2 /mnm、第136号
点群	4/m 2/m 2/m
格子定数	a = 4.737 Å、c = 3.185 Å α＝90°、β＝90°、γ＝90°
座標幾何学	八面体 (Sn 4+ ); 三方平面 (O 2− )
熱化学
熱容量 ( C )	52.6 J/モル·K
標準モル; エントロピー ( S ⦵ 298 )	49.04 J/モル·K
; 標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	−577.63 kJ/モル
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )	−515.8 kJ/モル
危険
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	1 0 0
	致死量または濃度（LD、LC）：
LD 50 (平均投与量)	> 20 g/kg（ラット、経口）
	NIOSH（米国健康暴露限界）：
PEL (許可)	なし
REL (推奨)	TWA 2 mg/m3 [
IDLH（差し迫った危険）	ND
安全データシート（SDS）	ICSC 0954
関連化合物
関連するスズ酸化物	酸化スズ(II)
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

スズ(IV)酸化物は、酸化スズとも呼ばれ、化学式SnO ₂の無機化合物です。SnO ₂の鉱物形態はスズ石と呼ばれ、これがスズの主鉱石です。^[9]他にも多くの名前で呼ばれるこのスズの酸化物は、スズの化学において重要な物質です。無色で反磁性の両性固体です。

構造

酸化スズ(IV)はルチル構造で結晶化する。そのため、スズ原子は6配位、酸素原子は3配位である。^[9] SnO ₂は通常、酸素不足のn型半導体と見なされる。^[10]

SnO _{2の水和形態は}スズ酸として説明されている。このような物質はSnO ₂の水和粒子のようであり、その組成は粒子サイズを反映している。^[11]

準備

酸化スズ(IV)は天然に存在します。合成酸化スズ(IV)は、空気中で金属スズを燃焼させることによって生成されます。^[11]年間生産量は10キロトンの範囲です。^[11] SnO _{2は、工業的には、}反射炉で1200～1300℃で炭素と反応して金属に還元されます。 ^[12]

両性愛

SnO ₂は水に溶けませんが、両性であるため、塩基と酸に溶けます。^[13]「スズ酸」は水和したスズ（IV）酸化物、SnO ₂を指し、「酸化スズ」とも呼ばれます。

スズ酸化物は酸に溶解する。ハロゲン酸はSnO _2を攻撃してヘキサハロスズ酸塩^[14]を生成する。例えば[SnI ₆ ] ²⁻。ある報告では、サンプルをHI還流中で長時間反応させたと報告されている。^[15]

SnO2 ₊ 6HI → H2SnI6 + _2H2O

同様にSnO2_は硫酸に溶解して硫酸塩を生成する：^[11]

SnO ₂ + 2 H ₂ SO ₄ → Sn(SO ₄ ) ₂ + 2 H ₂ O

後者の化合物は、追加の硫酸水素配位子を加えることで六水素硫酸スズ酸を与えることができる。^[16]

SnO _{2 は}強塩基に溶解して「スズ酸塩」となり、公称化学式はNa ₂ SnO ₃です。^[11]固化した SnO ₂ /NaOH 溶融物を水に溶かすと、染色産業で使用される「調合塩」であるNa ₂ [Sn(OH) _{6 ] が得られます。}^[11]

用途

酸化バナジウムと組み合わせて、カルボン酸や酸無水物の合成における芳香族化合物の酸化触媒として使用されます。 ^[9]

陶磁器の釉薬

酸化スズ(IV)は、陶磁器の釉薬の乳白剤および白色着色剤として長い間使用されてきました。『The Glazer's Book』– 第2版。ABSearle。The Technical Press Limited。ロンドン。1935年。これがおそらく鉛錫黄顔料の発見につながりました。これは、酸化スズ(IV)を化合物として使用して製造されました。^[17]酸化スズ(IV)の使用は、陶器、衛生陶器、壁タイルの釉薬で特に一般的でした。記事「錫釉薬」および「錫釉陶器」を参照してください。酸化スズは、焼成釉薬のガラス質マトリックス中に浮遊したまま残り、その高い屈折率がマトリックスと十分に異なるため、光が散乱し、そのため釉薬の不透明度が増します。^[18]他の成分にも依存しますが、釉薬溶融物中の酸化スズの溶解度は一般的に低いです。溶解度はNa ₂ O、K ₂ O、B ₂ O ₃によって増加し、CaO、BaO、ZnO、Al ₂ O ₃、および限られた範囲でPbOによって減少します。^[19]

SnO _2はガラス、エナメル、陶磁器の釉薬の製造において顔料として使われてきました。純粋なSnO _2は乳白色を呈しますが、他の金属酸化物と混合すると他の色が得られます。例えば、V ₂ O _5は黄色、Cr ₂ O _3はピンク色、Sb ₂ O _5は灰青色です。^[11]

染料

この錫酸化物は古代エジプトの時代から染色工程で媒染剤として使われてきました。 ^[20] 1533年にクスターという名のドイツ人がロンドンに初めてその使用法を持ち込み、それだけで緋色が作られました。^[21]

研磨

酸化スズ(IV)は研磨粉として使用され、^[11]時には酸化鉛と混合されて、ガラス、宝石、大理石、銀の研磨に使用される。^{[1]この用途の酸化スズ(IV)は「パテ粉」}^[13]または「宝石用パテ」と呼ばれることもある。 ^[1]

ガラスコーティング

SnO ₂コーティングは、化学蒸着法、SnCl ₄^[9]または有機スズ三ハロゲン化物^[22]（例えば、ブチルスズトリクロライドを揮発剤として）を使用する蒸着法を使用して塗布することができる。この技術は、ガラス瓶を薄い（<0.1 μm）SnO ₂層でコーティングするために使用され、その後のポリエチレンなどの保護ポリマーコーティングをガラスに接着するのに役立ちます。^[9]

SbまたはFイオンをドープした厚い層は導電性があり、電界発光デバイスや太陽光発電に使用されます。^[9]

ガス検知

SnO _2は、一酸化炭素検出器を含む可燃性ガスのセンサーに使用されています。これらのセンサーでは、センサー領域が一定温度（数百℃）に加熱され、可燃性ガスが存在すると電気抵抗率が低下します。^[23]還元酸化グラフェン-SnO ₂複合材料を使用した室温ガスセンサーも開発されています（例：エタノール検出用）。^[24]

様々な化合物のドーピングが研究されている（例えばCuO ^[25]）。コバルトやマンガンをドーピングすると、例えば高電圧バリスタに使用できる材料が得られる。^{[26]スズ(IV)酸化物は}鉄やマンガンの酸化物でドーピングすることができる。^[27]

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さらに読む

「Pilkington Energy Advantage™ Low-E ガラスの仕組み」(PDF)。Pilkington Group Limited。2005 年 7 月 18 日。2012 年12 月 2 日に閲覧。^{[ permanent dead link ‍ ]}_{SnO 2} :F が低放射率(low-E) ウィンドウでどのように使用されるかについての技術的な説明。レポートには反射率と透過率のスペクトルが含まれています。
「NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド - 酸化スズ(IV) (Sn として)」。疾病管理予防センター。2011 年 4 月 4 日。2013 年11 月 5 日に閲覧。化学物質の安全性と暴露限度に関する情報

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