El óxido de estaño (IV) , también conocido como óxido estánnico , es un compuesto inorgánico con la fórmula SnO 2 . La forma mineral de SnO 2 se llama casiterita y es el principal mineral de estaño . [9] Con muchos otros nombres, este óxido de estaño es un material importante en la química del estaño. Es un sólido anfótero , diamagnético e incoloro .
El óxido de estaño (IV) cristaliza con la estructura de rutilo . Por lo tanto, los átomos de estaño tienen una coordinación hexadecimal y los átomos de oxígeno una coordinación tridecimal. [9] El SnO 2 suele considerarse un semiconductor de tipo n deficiente en oxígeno . [10]
Las formas hidratadas de SnO 2 se han descrito como ácido estánnico . Dichos materiales parecen ser partículas hidratadas de SnO 2 donde la composición refleja el tamaño de partícula. [11]
El óxido de estaño (IV) se produce de forma natural. El óxido de estaño (IV) sintético se produce quemando estaño metálico en el aire. [11] La producción anual es del orden de 10 kilotones. [11] El SnO 2 se reduce industrialmente al metal con carbono en un horno de reverbero a 1200–1300 °C. [12]
Aunque el SnO 2 es insoluble en agua, es anfótero y se disuelve en bases y ácidos. [13] "Ácido estánnico" se refiere al óxido de estaño (IV) hidratado, SnO 2 , que también se denomina "óxido estánnico".
Los óxidos de estaño se disuelven en ácidos. Los ácidos halógenos atacan al SnO 2 para dar hexahalostannatos, [14] como [SnI 6 ] 2− . Un informe describe la reacción de una muestra en HI a reflujo durante muchas horas. [15]
De manera similar, el SnO 2 se disuelve en ácido sulfúrico para dar el sulfato: [11]
El último compuesto puede agregar ligandos de sulfato de hidrógeno adicionales para dar ácido hexahidrogenosulfatostánico. [16]
El SnO 2 se disuelve en bases fuertes para dar " estannatos ", con la fórmula nominal Na 2 SnO 3 . [11] Al disolver la masa fundida de SnO 2 /NaOH solidificada en agua se obtiene Na 2 [Sn(OH) 6 ], "sal de preparación", que se utiliza en la industria de los tintes. [11]
En combinación con el óxido de vanadio, se utiliza como catalizador para la oxidación de compuestos aromáticos en la síntesis de ácidos carboxílicos y anhídridos de ácido. [9]
El óxido de estaño (IV) se ha utilizado durante mucho tiempo como opacificante y como colorante blanco en esmaltes cerámicos . 'The Glazer's Book' - 2.ª edición. ABSearle. The Technical Press Limited. Londres. 1935. Esto probablemente ha llevado al descubrimiento del pigmento amarillo plomo-estaño , que se producía utilizando óxido de estaño (IV) como compuesto. [17] El uso de óxido de estaño (IV) ha sido particularmente común en esmaltes para loza , sanitarios y azulejos de pared; consulte los artículos tin-glazing y Tin-glazed pottery . El óxido de estaño permanece en suspensión en la matriz vítrea de los esmaltes cocidos y, como su alto índice de refracción es suficientemente diferente de la matriz, la luz se dispersa y, por lo tanto, aumenta la opacidad del esmalte. El grado de disolución aumenta con la temperatura de cocción y, por lo tanto, el grado de opacidad disminuye. [18] Aunque depende de los otros componentes, la solubilidad del óxido de estaño en los esmaltes fundidos es generalmente baja. Su solubilidad aumenta con Na 2 O, K 2 O y B 2 O 3 , y se reduce con CaO, BaO, ZnO, Al 2 O 3 y, en medida limitada, PbO. [19]
El SnO2 se ha utilizado como pigmento en la fabricación de vidrios, esmaltes y barnices cerámicos. El SnO2 puro da un color blanco lechoso; se consiguen otros colores cuando se mezcla con otros óxidos metálicos, por ejemplo, el V2O5 amarillo ; el Cr2O3 rosa ; y el Sb2O5 azul grisáceo . [ 11]
Este óxido de estaño se ha utilizado como mordiente en el proceso de teñido desde el antiguo Egipto. [20] Un alemán llamado Kuster introdujo por primera vez su uso en Londres en 1533 y solo por medio de él se produjo allí el color escarlata. [21]
El óxido de estaño (IV) se puede utilizar como polvo para pulir, [11] a veces también en mezclas con óxido de plomo, para pulir vidrio, joyas, mármol y plata. [1] El óxido de estaño (IV) para este uso a veces se denomina "polvo de masilla" [13] o "masilla de joyero". [1]
Los recubrimientos de SnO 2 se pueden aplicar mediante deposición química de vapor , técnicas de deposición de vapor que emplean SnCl 4 [9] o trihaluros de organoestaño [22], por ejemplo, tricloruro de butilestaño como agente volátil. Esta técnica se utiliza para recubrir botellas de vidrio con una capa delgada (<0,1 μm) de SnO 2 , que ayuda a adherir un recubrimiento de polímero protector posterior, como polietileno, al vidrio. [9]
Las capas más gruesas dopadas con iones Sb o F son conductoras de electricidad y se utilizan en dispositivos electroluminiscentes y fotovoltaicos. [9]
El SnO2 se utiliza en sensores de gases combustibles , incluidos los 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. [23] También se están desarrollando sensores de gas a temperatura ambiente utilizando compuestos de óxido de grafeno reducido -SnO2 (por ejemplo, para la detección de etanol). [ 24]
Se ha investigado el dopaje con diversos compuestos (por ejemplo, con CuO [25] ). El dopaje con cobalto y manganeso proporciona un material que se puede utilizar, por ejemplo, en varistores de alto voltaje . [26] El óxido de estaño (IV) se puede dopar con óxidos de hierro o manganeso . [27]