Diossido di stagno

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Diossido di stagno
Campione di diossido di stagno
Struttura tipo rutilo del diossido di stagno
Nome IUPAC
diossido di stagno, ossido di stagno(IV)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareSnO2
Massa molecolare (u)150,71
Aspettopolvere bianca[1]
Numero CAS18282-10-5
Numero EINECS242-159-0
PubChem29011
SMILES
O=[Sn]=O
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)6,95[1]
Indice di rifrazione2,006[2]
Solubilità in acquapraticamente insolubile[1]
Temperatura di fusione1 630 °C (1 903 K)[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)-577,8[2]
ΔfG0 (kJ·mol−1)-516,2[2]
S0m(J·K−1mol−1)49,0[2]
C0p,m(J·K−1mol−1)52,8[2]
Indicazioni di sicurezza

Il diossido di stagno o ossido di stagno(IV), noto in passato anche come ossido stannico, è il composto inorganico con formula SnO2. In questo ossido lo stagno è nello stato di ossidazione +4. In condizioni normali il composto si presenta come una polvere bianca, praticamente insolubile in acqua. In natura è presente come cassiterite, il minerale che costituisce la principale fonte industriale di stagno.

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di stagno puro si ottiene per sintesi diretta, tramite combustione di stagno fuso o in polvere all'aria:[3]

Sn + 2 O2 → SnO2

Si può ottenere anche da soluzioni di SnCl4 per trattamento con ammoniaca:[2]

SnCl4 + 4 NH3 + 2 H2O → SnO2 + 4 NH4Cl

Struttura[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di stagno cristallizza con la struttura tipo rutilo, nel sistema tetragonale, gruppo spaziale P4/mnm, con costanti di reticolo a = 473,7 pm e c = 318,5 pm.[4] In questa struttura ogni atomo di stagno ha coordinazione ottaedrica mentre ogni atomo di ossigeno ha una coordinazione trigonale planare.[5]

Reattività[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di stagno è praticamente insolubile in acqua e in acidi e basi diluiti, ma mostra un comportamento anfotero sciogliendosi in acidi e basi concentrati. Con idracidi concentrati si formano alocomplessi:[6][7]

SnO2 + 6 HCl → [SnCl6]2– + 2 H3O+

In alcali concentrati si formano stannati:[5][7]

SnO2 + 2 OH + 2 H2O → [Sn(OH)6]2–

In soluzioni meno alcaline la specie predominante è invece SnO32–.[6]

Usi[modifica | modifica wikitesto]

Smalti per ceramiche[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di stagno è alla base di vari colori e smalti usati nelle ceramiche. SnO2 puro conferisce un colore bianco lattiginoso, ma la sua struttura tipo rutilo favorisce l'assorbimento di ioni colorati. Miscelando SnO2 con altri ossidi metallici si ottengono così pigmenti molto stabili con un'ampia gamma di colori, dal giallo (SnO2/V2O5) al grigio-blu (SnO2/Sb2O5) al rosa (SnO2/Cr2O3).[3][5][8]

Produzione di vetro al piombo[modifica | modifica wikitesto]

Per la produzione di vetro al piombo si usano elettrodi di SnO2, dato che resistono alla corrosione nel vetro fuso e mantengono una buona conduttività elettrica ad alta temperatura.[3]

Deposizione su vetro[modifica | modifica wikitesto]

A partire da SnCl4 si possono depositare su vetro strati sottili di SnO2 tramite deposizione chimica da vapore. Uno strato di spessore inferiore a 0,1µm è trasparente, e applicato su un recipiente di vetro lo rende più robusto e resistente alle abrasioni. Strati più spessi drogati con ioni fluoruro o antimonio conducono l'elettricità e possono essere usati in elettrodi e dispositivi elettroluminescenti. Questi strati sono inoltre usati nel costruire finestre isolanti dato che sono trasparenti alle radiazioni visibili ma riflettono quelle infrarosse.[5][8]

Lucidatura[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di stagno trova impiego come polvere lucidante per vetro, metalli e pietre decorative.[2]

Catalisi eterogenea[modifica | modifica wikitesto]

Ossidi misti di stagno/vanadio e stagno/antimonio trovano impiego come catalizzatori eterogenei in reazioni organiche di ossidazione, come la sintesi di acidi organici a partire da composti aromatici e la sintesi di acrilonitrile a partire da propilene.[5][8]

Sensori per gas[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di stagno è ampiamente usato per rivelare gas tossici come CO e gas combustibili come idrocarburi e vapori di solventi. Sensori di questo tipo sono usati in parcheggi sotterranei e sistemi di ventilazione. Il funzionamento di SnO2 come sensore si basa sulle sue proprietà di semiconduttore, dato che la sua conduttività elettrica cresce alla presenza di questi gas. Le caratteristiche del sensore possono essere modificate drogando SnO2 con altri metalli.[7]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di stagno non è considerato pericoloso secondo il regolamento CLP.[1]

Note[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • (DE) W.H. Baur, Über die Verfeinerung der Kristallstrukturbestimmung einiger Vertreter des Rutiltyps: TiO2, SnO2, GeO2 und MgF2, in Acta Cryst., vol. 9, nº 6, 1956, pp. 515–520, DOI:10.1107/S0365110X56001388.
  • GESTIS, Tin(IV) oxide, su gestis-en.itrust.de, 2018. URL consultato il 20 settembre 2018. Pagina deldiossido di stagno nel data base GESTIS.
  • (EN) G. G. Graf, Tin, Tin Alloys, and Tin Compounds, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, DOI:10.1002/14356007.a27_049.
  • (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
  • (DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
  • (EN) C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6.
  • (EN) P. Patnaik, Handbook of inorganic chemicals, New York, McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-049439-8.
  • (EN) J. L. Wardell, Tin: Inorganic Chemistry, in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2ª ed., John Wiley & Sons, 2006, DOI:10.1002/0470862106.ia244, ISBN 9780470862100.
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