टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड

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टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड
3D model of tin (IV) oxide, red atom is oxide
Sample of tin (IV) oxide
Names
IUPAC name
Tin (IV) Oxide
Other names
Stannic oxide, Tin(IV) oxide, Flowers of tin,[1] Cassiterite
Identifiers
3D model (JSmol)
ChemSpider
EC Number
  • 242-159-0
RTECS number
  • XQ4000000
UNII
Properties
O2Sn
Molar mass 150.708 g·mol−1
Appearance Yellowish or light grey powder[2]
Odor Odorless
Density 6.95 g/cm3 (20 °C)[3]
6.85 g/cm3 (24 °C)[4]
Melting point 1,630 °C (2,970 °F; 1,900 K)[3][4]
Boiling point 1,800–1,900 °C (3,270–3,450 °F; 2,070–2,170 K)
Sublimes[3]
Insoluble[4]
Solubility Soluble in hot concentrated alkalis,[4] concentrated acids
Insoluble in alcohol[3]
−4.1·10−5 cm3/mol[4]
2.006[5]
Structure
Rutile tetragonal, tP6[6]
P42/mnm, No. 136[6]
4/m 2/m 2/m[6]
a = 4.737 Å, c = 3.185 Å[6]
α = 90°, β = 90°, γ = 90°
Octahedral (Sn4+)
Trigonal planar (O2−)
Thermochemistry
52.6 J/mol·K[4]
49.04 J/mol·K[4][7]
−577.63 kJ/mol[4][7]
−515.8 kJ/mol[4]
Hazards
NFPA 704 (fire diamond)
Lethal dose or concentration (LD, LC):
> 20 g/kg (rats, oral)[8]
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)
 none[2]
REL (Recommended)
 TWA 2 mg/m3[2]
IDLH (Immediate danger)
 N.D.[2]
Safety data sheet (SDS) ICSC 0954
Related compounds
Related tin oxides
 Tin(II) oxide
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड, जिसे स्टैनिक ऑक्साइड के रूप में भी जाना जाता है, SnO2 रासायनिक सूत्र के साथ अकार्बनिक यौगिक है। SnO2 के खनिज रूप को राँगा पत्थर कहा जाता है, और यह टिन का मुख्य अयस्क है।[9] कई अन्य नामों से, टिन का यह ऑक्साइड टिन रसायन में एक महत्वपूर्ण सामग्री है। यह रंगहीन, प्रतिचुंबकीय, उभयधर्मी ठोस है।

संरचना

टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड फाइबर (ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप)

टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड रूटाइल संरचना के साथ क्रिस्टलीकृत होता है। जैसे कि टिन परमाणु छह समन्वयित होते हैं और ऑक्सीजन परमाणु तीन समन्वयित होते हैं।[9] SnO2 को सामान्यतः ऑक्सीजन की कमी वाले एन-प्रकार अर्धचालक के रूप में माना जाता है।[10]

SnO2 के जलीय रूप स्टैनिक अम्ल के रूप में वर्णित किया गया है। ऐसे पदार्थ SnO2 के जलयोजित कण प्रतीत होते हैं जहां रचना कण आकार को दर्शाती है।[11]


तैयारी

टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड स्वाभाविक रूप से होता है। टिन धातु को हवा में जलाने से सिंथेटिक टिन (IV) ऑक्साइड का उत्पादन होता है।[11] जिससे इसका वार्षिक उत्पादन 10 किलोटन की सीमा में है। SnO2 औद्योगिक रूप से 1200-1300 डिग्री सेल्सियस पर एक परावर्तनी भट्टी में कार्बन के साथ धातु में अपचित हो जाता है।[12]


उभयधर्मिता

चूंकि SnO2 जल में अघुलनशील है, यह उभयधर्मी है, जो क्षार और अम्ल में घुलनशील है।[13] स्टैनिक अम्ल हाइड्रेटेड टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड, SnO2 को संदर्भित करता है, जिसे स्टैनिक ऑक्साइड भी कहा जाता है।

टिन ऑक्साइड अम्ल में घुल जाते हैं। हैलोजन अम्ल हेक्साहैलोस्टेनेट्स जैसे [SnI6]2− देने के लिए SnO2 पर आक्षेप करता है।[14] एक रिपोर्ट में कई घंटों तक हाइड्रोडिक अम्ल के पश्चवहन में मनकों की प्रतिक्रिया का वर्णन किया गया है।[15]

SnO2 + 6 HI → H2SnI6 + 2 H2O

इसी प्रकार, SnO2 सल्फेट देने के लिए सल्फ्यूरिक अम्ल में घुल जाता है:[11]:

SnO2 + 2 H2SO4 → Sn(SO4)2 + 2 H2O

SnO2 नाममात्र सूत्र Na2SnO3 के साथ "बंगयुक्त" देने के लिए शक्तिशाली आधारों में घुल जाता है।[11] पिघले हुए SnO2/NaOH को जल में घोलने से Na2[Sn(OH)6], "नमक तैयार करना" प्राप्त होता है, जिसका उपयोग डाई उद्योग में किया जाता है।[11]


उपयोग

वैनेडियम ऑक्साइड के संयोजन के साथ, यह कार्बोज़ाइलिक अम्ल और अम्ल एनहाइड्राइड्स के संश्लेषण में सुगंधित यौगिकों के ऑक्सीकरण के लिए उत्प्रेरक के रूप में प्रयोग किया जाता है।[9]


सिरेमिक ग्लेज़

टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड लंबे समय से शामक के रूप में और सिरेमिक ग्लेज़ में सफेद रंगीन के रूप में उपयोग किया जाता है। 'द ग्लेज़र्स बुक' - दूसरा संस्करण। ए.बी.सरेल। प्रौद्योगिकी प्रेस लिमिटेड। लंडन। 1935. इससे संभवतया पिगमेंट सीसा-टिन-पीला की खोज हुई है, जिसे यौगिक के रूप में टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड का उपयोग करके उत्पादित किया गया था।[16] मिट्टी के बरतन, सैनिटरीवेयर और ग्लेज़ में टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड का उपयोग विशेष रूप से साधारण है। दीवार की टाइलें; लेख टिन ग्लेज़िंग और टिन-चमकीले मिट्टी के बर्तन देखें। टिन ऑक्साइड जले हुए ग्लेज़ के कांच के मैट्रिक्स में निलंबन में रहता है, और, इसकी उच्च अपवर्तक सूचकांक मैट्रिक्स से पर्याप्त रूप से अलग होने के कारण, प्रकाश बिखरा हुआ है, और इसलिए शीशे का आवरण (प्रकाशिकी) बढ़ जाता है। ज्वालन तापमान के साथ विघटन की मात्रा बढ़ जाती है, और इसलिए अपारदर्शिता की सीमा कम हो जाती है। चूंकि अन्य घटकों पर निर्भर करते हुए ग्लेज़ मेल्ट्स में टिन ऑक्साइड की घुलनशीलता सामान्यतः कम होती है। इसकी घुलनशीलता Na2O, K2O और B2O3 से बढ़ जाती है, और CaO, BaO, ZnO, Al2O3 और एक सीमित सीमा तक PbO से कम हो जाती है।.[17]

SnO2 का उपयोग चश्मा, एनामेल्स और सिरेमिक ग्लेज़ के निर्माण में वर्णक के रूप में किया गया है। शुद्ध SnO2 दूधिया सफेद रंग देता है; अन्य धात्विक आक्साइड के साथ मिश्रित होने पर अन्य रंग प्राप्त होते हैं उदा। वैनेडियम ऑक्साइड (V2O5) पीला; क्रोमियम ऑक्साइड | (Cr2O3) गुलाबी; और एंटीमनी पेंटोक्साइड (Sb2O5) धूसर नीला।[11]


रंजक

टिन के इस ऑक्साइड का उपयोग प्राचीन मिस्र से रंगाई प्रक्रिया में रंगबंधक के रूप में किया जाता रहा है।[18] कस्टर के नाम से जर्मन ने पहली बार 1533 में लंदन में इसका उपयोग प्रारंभ किया था और अकेले इसके माध्यम से रंग लाल रंग का उत्पादन किया गया था।[19]


पॉलिशिंग

टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड को पॉलिशिंग चूर्ण के रूप में उपयोग किया जा सकता है,[11] कभी-कभी कांच, गहने, संगमरमर और चांदी को चमकाने के लिए लेड ऑक्साइड के मिश्रण में भी इसका उपयोग किया जा सकता है।[1] इस प्रयोग के लिए टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड को कभी-कभी पुट्टी चूर्ण[13] या जौहरी की पुट्टी भी कहा जाता है।[1]


कांच विलेपन

SnO2 कोटिंग्स को रासायनिक वाष्प जमाव, वाष्प जमाव विधियों का उपयोग करके प्रायुक्त किया जा सकता है जो टिन (चतुर्थ) क्लोराइड (SnCl4)[9] या ऑर्गनोटिन ट्राइहैलाइड्स को नियोजित करते हैं,[20] उदाहरण के लिए वाष्पशील एजेंट के रूप में ब्यूटिलटिन ट्राइक्लोराइड। इस विधि का उपयोग कांच की बोतलों को SnO2 की पतली (<0.1 माइक्रोन) परत के साथ कांच की बोतलों को कोट करने के लिए किया जाता है जो कांच पर पॉलीइथाइलीन जैसी बाद की सुरक्षात्मक बहुलक कोटिंग का पालन करने में सहायता करता है।[9]

एसबी या एफ आयनों के साथ अपमिश्रण की गई मोटी परतें विद्युत रूप से संचालित होती हैं और इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंट उपकरणों और फोटोवोल्टिक्स में उपयोग की जाती हैं।[9]


गैस संवेदन

SnO2 कार्बन मोनोऑक्साइड अनुवेदक सहित ज्वलनशील गैसों के संवेदक में किया जाता है। इनमें संवेदक क्षेत्र को स्थिर तापमान (कुछ सौ डिग्री सेल्सियस) तक गर्म किया जाता है और ज्वलनशीलता गैस की उपस्थिति में विद्युत प्रतिरोधकता कम हो जाती है।[21]

कम ग्राफीन ऑक्साइड-SnO2 कंपोजिट (जैसे इथेनॉल का पता लगाने के लिए) का उपयोग करके कमरे के तापमान गैस संवेदक भी विकसित किए जा रहे हैं[22]

विभिन्न यौगिकों के साथ अपमिश्रण (अर्धचालक) की जांच की गई है (उदाहरण के लिए कॉपर (II) ऑक्साइड (CuO)[23] कोबाल्ट और मैंगनीज के साथ अपमिश्रण (अर्धचालक), ऐसी सामग्री देता है जिसका उपयोग उदाहरण के लिए किया जा सकता है। उच्च वोल्टेज वैरिएस्टर[24] टिन (चतुर्थ) ऑक्साइड को आयरन या मैंगनीज के ऑक्साइड से अपमिश्रण किया जा सकता है।[25]


संदर्भ

  1. ↑ Jump up to: 1.0 1.1 1.2 "Material Name: stannic oxide". Museum of Fine Arts, Boston. 2007-02-10. Archived from the original on 2012-11-04. Retrieved 2013-03-29.
  2. ↑ Jump up to: 2.0 2.1 2.2 2.3 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0616". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  3. ↑ Jump up to: 3.0 3.1 3.2 3.3 CID 29011 from PubChem
  4. ↑ Jump up to: 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 Lide, David R., ed. (2009). CRC Handbook of Chemistry and Physics (90th ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-1-4200-9084-0.
  5. ↑ Pradyot, Patnaik (2003). Handbook of Inorganic Chemicals. The McGraw-Hill Companies, Inc. p. 940. ISBN 0-07-049439-8.
  6. ↑ Jump up to: 6.0 6.1 6.2 6.3 Baur, W.H. (1956). "Über die Verfeinerung der Kristallstrukturbestimmung einiger Vertreter des Rutiltyps: TiO2, SnO2, GeO2 und MgF2". Acta Crystallographica. 9 (6): 515–520. doi:10.1107/S0365110X56001388.
  7. ↑ Jump up to: 7.0 7.1 Stannic oxide in Linstrom, Peter J.; Mallard, William G. (eds.); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (MD) (retrieved 2014-07-04)
  8. ↑ Jump up to: 8.0 8.1 "MSDS of Tin(IV) oxide". fishersci.ca. Fisher Scientific. Retrieved 2014-07-04.
  9. ↑ Jump up to: 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. pp. 447–48. ISBN 978-0-08-022057-4.
  10. ↑ Solid State Chemistry: An Introduction Lesley Smart, Elaine A. Moore (2005) CRC Press ISBN 0-7487-7516-1
  11. ↑ Jump up to: 11.0 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ed.), Inorganic Chemistry, translated by Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  12. ↑ Tin: Inorganic chemistry,J L Wardell, Encyclopedia of Inorganic Chemistry ed R. Bruce King, John Wiley & Son Ltd., (1995) ISBN 0-471-93620-0
  13. ↑ Jump up to: 13.0 13.1 Inorganic & Theoretical chemistry, F. Sherwood Taylor, Heineman, 6th Edition (1942)
  14. ↑ Donaldson & Grimes in Chemistry of tin ed. P.G. Harrison Blackie (1989)
  15. ↑ Earle R. Caley (1932). "The Action Of Hydriodic Acid On Stannic Oxide". J. Am. Chem. Soc. 54 (8): 3240–3243. doi:10.1021/ja01347a028.
  16. ↑ हर्मन कुह्न, 1967, ब्ली-ज़िन-गेल्ब अन सीन वेरवेंदुंग इन डर मलेरेई, फार्बे अंड लैक '73': 938-949
  17. ↑ ’Ceramic Glazes’ Third edition. C.W.Parmelee & C.G.Harman. Cahners Books, Boston, Massachusetts. 1973.
  18. ↑ Sir Thomas Edward Thorpe History of Chemistry (1909) Vol. 1, pp. 11-12.
  19. ↑ Thomas Mortimer, A General Dictionary of Commerce, Trade, and Manufactures (1810) "Dying or Dyeing"
  20. ↑ US 4130673, Larkin, William A., "Process of applying tin oxide on glass using butyltin trichloride", published 1978-12-19, assigned to M & T Chemicals Inc. 
  21. ↑ Joseph Watson The stannic oxide semiconductor gas sensor in The Electrical engineering Handbook 3d Edition; Sensors Nanoscience Biomedical Engineering and Instruments ed R.C Dorf CRC Press Taylor and Francis ISBN 0-8493-7346-8
  22. ↑ Jayaweera, M.T.V.P., De Silva, R.C.L., Kottegoda, I.R.M. and Rosa, S.R.D., 2015. Synthesis, characterization and ethanol vapor sensing performance of SnO2/Graphene composite film. Sri Lankan Journal of Physics, 15, pp.1–10. DOI: http://doi.org/10.4038/sljp.v15i0.6345
  23. ↑ Wang, Chun-Ming; Wang, Jin-Feng; Su, Wen-Bin (2006). "Microstructural Morphology and Electrical Properties of Copper- and Niobium-Doped Tin (IV) oxide Polycrystalline Varistors". Journal of the American Ceramic Society. 89 (8): 2502–2508. doi:10.1111/j.1551-2916.2006.01076.x.[1]
  24. ↑ Dibb A.; Cilense M; Bueno P.R; Maniette Y.; Varela J.A.; Longo E. (2006). "Evaluation of Rare Earth Oxides doping SnO2.(Co0.25,Mn0.75)O-based Varistor System". Materials Research. 9 (3): 339–343. doi:10.1590/S1516-14392006000300015.
  25. ↑ A. Punnoose; J. Hays; A. Thurber; M. H. Engelhard; R. K. Kukkadapu; C. Wang; V. Shutthanandan & S. Thevuthasan (2005). "Development of high-temperature ferromagnetism in SnO2 and paramagnetism in SnO by Fe doping". Phys. Rev. B. 72 (8): 054402. Bibcode:2005PhRvB..72e4402P. doi:10.1103/PhysRevB.72.054402.


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