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Articulo de referencia

Óxido de estaño(IV)

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El óxido de estaño(IV) , también conocido como óxido estánnico , es el compuesto inorgánico con la fórmula SnO₂ . La forma mineral del SnO₂ se llama casiterita , y este es el principal mineral de estaño . [ 5 ] Con muchos otros nombres, este óxido de estaño es un material importante en la química del estaño. Es un sólido incoloro, diamagnético y anfótero .

Estructura

Fibras de óxido de estaño (IV) ( microscopio óptico )

El óxido de estaño(IV) cristaliza con la estructura de rutilo . Por lo tanto, los átomos de estaño tienen seis coordenadas y los átomos de oxígeno tres. [ 5 ] El SnO 2 se considera generalmente un semiconductor de tipo n deficiente en oxígeno . [ 6 ]

Las formas hidratadas de SnO₂ se han descrito como ácido estánnico . Estos materiales parecen ser partículas hidratadas de SnO₂ donde la composición refleja el tamaño de partícula. [ 7 ]

Preparación

El óxido de estaño(IV) se encuentra en la naturaleza. El óxido de estaño(IV) sintético se produce mediante la combustión de estaño metálico en el aire. [ 7 ] La producción anual se sitúa en el rango de 10 mil toneladas métricas (11 mil toneladas cortas) . [ 7 ] El SnO 2 se reduce industrialmente al metal con carbono en un horno de reverbero a 1200–1300 °C (2190–2370 °F) . [ 8 ]    

Reacciones

La reacción del óxido de estaño(IV) con monóxido de carbono caliente se practica a gran escala, ya que esta reducción carbotérmica se utiliza para obtener estaño metálico a partir de sus minerales:

SnO 2 + 2 CO → Sn + 2 CO 2

Algunas otras reacciones relevantes para purificar el estaño de sus minerales son: [ 9 ]

SnO 2 + MgCl 2 + CO → SnCl 2 + MgO + CO 2
4 SnO 2 + 6 FeCl 2 → 2 SnCl 2 + 2 SnCl 4 + 2 Fe 3 O 4

El SnO 2 se convierte en monóxido a 1.500 °C (2.730 °F) : [ 9 ]  

2 SnO 2 → 2 SnO + O 2

El SnO₂ es insoluble en agua. Se disuelve en ácido sulfúrico y en hidróxido de sodio fundido. No es anfótero . Al igual que el rutilo, no es atacado por soluciones ácidas ni básicas.

La disolución de SnO 2 en ácido sulfúrico produce el sulfato: [ 7 ]

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

Este último compuesto puede añadir ligandos de hidrogenosulfato adicionales para dar ácido hexahidrogenosulfatestánico. [ 10 ]

El SnO₂ se disuelve en álcali fundido para dar " estanatos " , con la fórmula nominal estannato de sodio ( Na₂SnO₃ ) . [ 7 ] La ​​disolución de la mezcla solidificada de SnO₂ /NaOH en agua produce Na₂ [ Sn(OH) ₆ ] , "sal de preparación", que se utiliza en la industria de los colorantes . [ 7 ]

Usos

En combinación con óxido de vanadio, se utiliza como catalizador para la oxidación de compuestos aromáticos en la síntesis de ácidos carboxílicos y anhídridos de ácido. [ 5 ]

Esmaltes cerámicos

El SnO₂ se utiliza como pigmento en la fabricación de vidrios, esmaltes y vidriados cerámicos . Miles de toneladas de SnO₂ se producen anualmente para esta aplicación. El SnO₂ puro da un color blanco lechoso; se obtienen otros colores al mezclarlo con otros óxidos metálicos, por ejemplo, óxido de vanadio ( V) ( V₂O₅ ) amarillo ; óxido de cromo(III) ( Cr₂O₃ ) rosa; y pentóxido de antimonio ( Sb₂O₅ ) azul grisáceo. [ 7 ] [ 11 ] Este uso probablemente condujo al descubrimiento del pigmento amarillo de plomo y estaño , que se produjo utilizando óxido de estaño(IV) como compuesto. [ 12 ] El uso de óxido de estaño(IV) ha sido particularmente común en vidriados para loza , sanitarios y azulejos; véanse los artículos vidriado con estaño y cerámica vidriada con estaño . El óxido de estaño permanece en suspensión en la matriz vítrea de los esmaltes cocidos y, debido a que su alto índice de refracción es suficientemente diferente al de la matriz, la luz se dispersa, aumentando así la opacidad del esmalte. El grado de disolución aumenta con la temperatura de cocción, y por lo tanto, la opacidad disminuye. [ 13 ] Aunque depende de los demás componentes, la solubilidad del óxido de estaño en las fundiciones de esmalte es generalmente baja. Su solubilidad aumenta con Na 2 O , K 2 O y B 2 O 3 , y disminuye con CaO, BaO, ZnO, Al 2 O 3 y, en menor medida, con PbO. [ 14 ]

Recubrimientos de vidrio

Los recubrimientos de SnO₂ se valoran como óxidos conductores transparentes (TCO). Al igual que otros TCO, el SnO₂ tiene una conductividad eléctrica significativa pero es transparente, una combinación inusual de propiedades. Las ventanas recubiertas con SnO₂ también reflejan la radiación infrarroja , que es relevante para el control de la temperatura en ventanas inteligentes . [ 15 ] Los recubrimientos se pueden aplicar mediante deposición química de vapor , técnicas de deposición de vapor que emplean cloruro de estaño(IV) ( SnCl₄ ) o trihaluros de organoestaño, por ejemplo, tricloruro de butilestaño como agente volátil. [ 5 ] [ 16 ] Esta técnica se utiliza para recubrir botellas de vidrio con una capa delgada (<0,1  μm ) capa de SnO 2 , que ayuda a adherir un recubrimiento de polímero protector posterior, como el polietileno, al vidrio. [ 5 ]

Las capas más gruesas dopadas con iones de Sb o F son conductoras de electricidad y se utilizan en dispositivos electroluminiscentes y fotovoltaicos. [ 5 ]

Detección de gases

El SnO₂ se ha evaluado como sensor de gases combustibles, incluyendo detectores de monóxido de carbono . En estos, el área del sensor se calienta a una temperatura constante (unos cientos de °C) y, en presencia de un gas combustible , la resistividad eléctrica disminuye. [ 17 ]

Usos históricos

Este óxido de estaño se ha utilizado como mordiente en el proceso de teñido desde el antiguo Egipto. [ 18 ] Un alemán llamado Kuster introdujo su uso en Londres en 1533 y, gracias a él, se produjo allí el color escarlata. [ 19 ]

El óxido de estaño(IV) para este uso a veces se denomina "masilla en polvo" o "masilla de joyero". [ 20 ]

Pulido

El óxido de estaño(IV) se puede utilizar como polvo pulidor, a veces en mezclas también con óxido de plomo, para pulir vidrio, joyas, mármol y plata. [ 7 ]

Referencias

  1. 1 2 Haynes, William M., ed. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97.ª  ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press . págs. 4–91 , 4–131 , 5–39 , 6–162 . ISBN  9781498754293.
  2. ↑ Pradyot, Patnaik (2003). Manual de productos químicos inorgánicos . The McGraw-Hill Companies, Inc. pág. 940. ISBN  0-07-049439-8.
  3. ^ Baur, WH (1956). "Über die Verfeinerung der Kristallstrukturbestimmung einiger Vertreter des Rutiltyps: TiO 2 , SnO 2 , GeO 2 y MgF 2 ". Acta Cristalográfica . 9 (6): 515– 520. Bibcode : 1956AcCry...9..515B . doi : 10.1107/S0365110X56001388 .
  4. 1 2 3 4 5 6 "SDS - Óxido de estaño(IV)" . www.fishersci.com . Revisión 6. ThermoFisher Scientific. 21 de diciembre de 2025 [22 de septiembre de 2009] . Consultado el 9 de julio de 2026 .
  5. 1 2 3 4 5 6 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Química de los elementos . Oxford: Pergamon Press . págs. 447–48 . ISBN  978-0-08-022057-4.
  6. ↑ Smart, Lesley; Moore, Elaine (2005). Química del estado sólido: una introducción (3.ª ed.). Boca Raton: CRC Press. ISBN  0-7487-7516-1.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ed.), Química inorgánica , traducido por Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlín: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  8. ↑ Wardell, JL (1994). "Estaño: Química inorgánica". En Bruce King, R. (ed.). Enciclopedia de química inorgánica . Chichester ; Nueva York: John Wiley & Son. ISBN  0-471-93620-0.
  9. 1 2 Graf, Günter G. (2000). "Estaño, aleaciones de estaño y compuestos de estaño". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a27_049 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  10. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Química de los elementos . Oxford: Pergamon Press . pág. 844. ISBN  978-0-08-022057-4.
  11. ↑ Searle, AB (1935). El libro del vidriero: aplicación práctica de recetas y procesos para vidriados de ladrillos y tejas (2.ª ed.). Londres: The Technical Press Ltd. 
  12. ↑ Kühn, Hermann (1967). "Blei-Zinn-Gelb und seine Verwendung in der Malerei" [ Amarillo plomo-estaño y su uso en Pintura ] . Farbe und Lack [ Pintura y barniz ] (en alemán). 73 : 938–949 .
  13. ↑ Bourry, E. (1926). Tratado sobre las industrias cerámicas (4.ª ed.). Londres: Scott, Greenwood & Son. 
  14. ↑ Parmelee, CW; Harman, CG (1973). Esmaltes cerámicos (3.ª ed.). Boston, MA: Cahners Books. 
  15. ↑ Batzill, Matthias; Diebold, Ulrike (2005). "La ciencia de la superficie y de los materiales del óxido de estaño". Progress in Surface Science . 79 ( 2– 4): 47– 154. Bibcode : 2005PrSS...79...47B . doi : 10.1016/j.progsurf.2005.09.002 .
  16. ↑ US 4130673 , Larkin, William A., "Proceso de aplicación de óxido de estaño sobre vidrio utilizando tricloruro de butilestaño", publicado el 19 de diciembre de 1978, asignado a M & T Chemicals Inc. 
  17. ↑ Watson, Joseph (2006). «El sensor de gas semiconductor de óxido de estaño». En Dorf, RC (ed.). Manual de ingeniería eléctrica. Sensores, nanociencia, ingeniería biomédica e instrumentación (3.ª ed.). Boca Raton: CRC/Taylor & Francis. ISBN  0-8493-7346-8.
  18. ↑ Thorpe, Sir Thomas Edward (1909). Historia de la Química . Vol. 1. págs. 11–12 .  
  19. ↑ Mortimer, Thomas (1810). "Teñir o teñir" . Diccionario general de comercio, negocios y manufacturas . pág. 139. 
  20. ↑ Sherwood, F.; Taylor, Heineman (1942). Química inorgánica y teórica (6.ª ed.).