Timah dioksida

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Loncat ke navigasi Loncat ke pencarian
Timah dioksida
Model 3D timah(IV) oksida, atom merah adalah oksida
Sampel timah(IV) oksida
Nama
Nama IUPAC
Tin(IV) Oxide
Nama lain
Stani oksida, Timah(IV) oksida, Bunga timah,[1] Kasiterit
Penanda
Model 3D (JSmol)
ChemSpider
Nomor EC 242-159-0
Nomor RTECS XQ4000000
Sifat
O2Sn
Massa molar 150,71 g·mol−1
Penampilan Serbuk putih atau abu-abu muda[2]
Bau Tak berbau
Densitas 6,95 g/cm3 (20 °C)[3]
6,85 g/cm3 (24 °C)[4]
Titik lebur 1630 °C (2970 °F) [3][4]
Titik didih 1800 °C (3270 °F)-1900 °C (3450 °F)
Menyublim[3]
Tak larut[4]
Kelarutan Larut dalam basa pekat panas,[4] asam pekat
Tidak larut dalam alkohol[3]
−4,1·10−5 cm3/mol[4]
Indeks bias (nD) 2,006[5]
Struktur
Rutil 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°
Oktahedral (Sn4+)
Trigonal planar (O2−)
Termokimia
Kapasitas kalor (C) 52,6 J/mol·K[4]
Entropi molar standar (So) 49,04 J/mol·K[4][7]
Entalpi pembentukan standarfHo) −577,63 kJ/mol[4][7]
Energi bebas GibbsfG) −515,8 kJ/mol[4]
Bahaya
Lembar data keselamatan ICSC 0954
Dosis atau konsentrasi letal (LD, LC):
> 20 g/kg (rats, oral)[8]
Batas imbas kesehatan AS (NIOSH):
PEL (yang diperbolehkan)
none[2]
REL (yang direkomendasikan)
TWA 2 mg/m3[2]
IDLH (langsung berbahaya)
N.D.[2]
Senyawa terkait
timah oksida terkait
Timah(II) oksida
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada temperatur dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
N verifikasi (apa ini YaYN ?)
Sangkalan dan referensi

Timah dioksida (Timah(IV) oksida), juga dikenal sebagai stanni oksida, adalah senyawa anorganik dengan rumus SnO2. Bentuk mineral SnO2 adalah kasiterit, dan ini adalah bijih utama timah.[9] Dengan banyaknya nama lain, oksida timah ini adalah bahan baku paling penting dalam industri timah. Ia berupa padatan tak berwarna, diamagnetik, dan amfoter.

Struktur[sunting | sunting sumber]

Serat timah(IV) oksida (mikroskop optik)

Ia mengkristal dengan struktur rutil. Dengan demikian atom timah adalah koordinasi enam dan atom oksigen adalah koordinasi tiga.[9] SnO2 biasanya dianggap sebagai semikonduktor tipe n yang kekurangan oksigen.[10]

Bentuk hidrat dari SnO2 disebut sebagai asam stanat. Bahan semacam itu tampak sebagai partikel terhidrasi dari SnO2 dimana komposisinya mencerminkan ukuran partikel.[11]

Preparasi[sunting | sunting sumber]

Timah(IV) oksida terjadi secara alami. Timah(IV) oksida sintetis diproduksi dengan membakar logam timah di udara.[11] Produksi tahunan berkisar 10 kiloton.[11] SnO2 direduksi secara industri menjadi logam dengan karbon di tungku reverberatory pada 1200-1300 °C.[12]

Amfoterisme[sunting | sunting sumber]

Meskipun SnO2 tidak larut dalam air, ia bersifat amfoterik, larut dalam basa dan asam.[13] "Asam stanat" mengacu pada timah(IV) oksida, SnO2, terhidrasi yang juga disebut "stani hidroksida."

Timah oksida larut dalam asam. Asam halogen menyerang SnO2 menghasilkan heksahalostanat,[14] misalnya [SnI6]2−. Satu laporan menggambarkan reaksi sampel saat direfluks dengan HI selama berjam-jam.[15]

SnO2 + 6 HI → H2SnI6 + 2 H2O

Demikian pula, SnO2 larut dalam asam sulfat membentuk stani sulfat:[11]

SnO2 + 2 H2SO4Sn(SO4)2 + 2 H2O

SnO2 larut dalam basa kuat membentuk "stanat", dengan rumus nominal Na2SnO3.[11] Melarutkan padatan SnO2/lelehan NaOH dalam air membentuk Na2[Sn(OH)6]2, "preparat garam," yang digunakan dalam industri pewarna.[11]

Kegunaan[sunting | sunting sumber]

Dalam hubungannya dengan vanadium oksida, stanni oksida digunakan sebagai katalis untuk oksidasi senyawa aromatik dalam sintesis asam karboksilat dan anhidrida asam.[9]

Glasir keramik[sunting | sunting sumber]

Timah(IV) oksida telah lama digunakan sebagai opasifier dan sebagai pewarna putih di glasir keramik.[16] Hal ini mungkin yang mengarahkan pada penemuan pigmen timbal-timah-kuning, yang diproduksi dengan menggunakan timah(IV) oksida.[17] Penggunaan timah(IV) oksida telah sangat umum pada pengglasiran gerabah, saniter dan ubin dinding; lihat artikel glasir timah dan tembikar berglasir timah. Oksida timah tetap berbentuk suspensi dalam matriks vitreous pada glasir yang dibakar, dan, dengan indeks biasnya yang tinggi yang cukup berbeda dari matriks, cahaya tersebar, dan karenanya meningkatkan opasitas glasir. Tingkat peleburan meningkat sebanding dengan suhu pembakaran, dan karenanya tingkat opasitas berkurang.[18] Meskipun tergantung pada konstituen lain, kelarutan timah oksida dalam lelehan glasir pada umumnya rendah. Kelarutannya dinaikkan oleh Na2O, K2O dan B2O3, dan dikurangi dengan CaO , BaO, ZnO, Al2O3, dan sampai batas tertentu PbO.[19]

SnO2 telah digunakan sebagai pigmen dalam pembuatan gelas, enamel dan glasir keramik. SnO2 murni memberi warna putih susu; warna lain diperoleh bila dicampur dengan oksida logam lainnya mis. V2O5 kuning; Cr2O3 pink; dan biru abu-abu Sb2O5.[11]

Pemoles[sunting | sunting sumber]

Timah(IV) oksida dapat digunakan sebagai serbuk pemoles,[11] terkadang dalam campuran juga dengan timbal oksida, untuk memoles kaca, perhiasan, marmer dan perak.[1] Timah(IV) oksida untuk penggunaan ini kadang disebut "bubuk dempul"[13] atau "dempul perhiasan".[1]

Penyalut kaca[sunting | sunting sumber]

Penyalutan SnO2 dapat diterapkan dengan menggunakan deposisi uap kimia, teknik deposisi uap yang menggunakan SnCl4[9] atau trihalida organotimah[20] misalnya Butiltimah triklorida sebagai zat volatil. Teknik ini digunakan untuk meyalut botol kaca dengan lapisan tipis (<0,1 μm) SnO2, yang membantu menempelkan lapisan pelindung polimer berikutnya seperti polietilena ke kaca.[9]

Lapisan yang lebih tebal yang didoping dengan ion Sb atau F adalah penghantar listrik dan digunakan pada perangkat elektroluminesen.[9]

Penginderaan gas[sunting | sunting sumber]

SnO2 digunakan dalam sensor gas yang mudah terbakar termasuk detektor karbon monoksida. Pada penggunaan ini, area sensor dipanaskan sampai suhu konstan (beberapa ratus °C) dan dengan adanya gas yang mudah terbakar, resistivitas listrik turun.[21] Doping dengan berbagai senyawa telah diteliti (mis. dengan CuO[22]). Doping dengan kobalt dan mangan, menghasilkan bahan yang dapat digunakan pada, misalnya, varistor tegangan tinggi.[23] Timah(IV) oksida dapat didoping dengan oksida besi atau mangan.[24]

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ a b c "Material Name: stannic oxide". Museum of Fine Arts, Boston. 2007-02-10. Diakses tanggal 2013-03-29. 
  2. ^ a b c d "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0616". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  3. ^ a b c d CID 29011 dari PubChem
  4. ^ a b c d e f g h i Lide, David R., ed. (2009). CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-90th). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-1-4200-9084-0. 
  5. ^ Pradyot, Patnaik (2003). Handbook of Inorganic Chemicals. The McGraw-Hill Companies, Inc. hlm. 940. ISBN 0-07-049439-8. 
  6. ^ a b c d 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. ^ a b Stannic oxide dalam Linstrom, P.J.; Mallard, W.G. (eds.) NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD. http://webbook.nist.gov (diakses tanggal 2014-07-04)
  8. ^ a b "MSDS of Tin(IV) oxide", https://www.fishersci.ca, Fisher Scientific, diakses tanggal 2014-07-04  Hapus pranala luar di parameter |website= (bantuan)
  9. ^ a b c d e f Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. hlm. 447–48. ISBN 0-08-022057-6. 
  10. ^ Lesley Smart, Elaine A. Moore (2005), Solid State Chemistry: An Introduction, CRC Press, ISBN 0-7487-7516-1 
  11. ^ a b c d e f g h Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001), Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, ISBN 0-12-352651-5 
  12. ^ J.L. Wardell (1995), R. Bruce King, ed., "Tin: Inorganic chemistry", Encyclopedia of Inorganic Chemistry, John Wiley & Son Ltd., ISBN 0-471-93620-0 
  13. ^ a b F. Sherwood Taylor (1942), Inorganic & Theoretical chemistry (edisi ke-6th), Heineman 
  14. ^ Donaldson & Grimes (1989), P.G. Harrison Blackie, ed., Chemistry of tin 
  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. ^ A.B.Searle (1935), The Glazer’s Book (edisi ke-2nd), London: The Technical Press Limited 
  17. ^ Hermann Kühn (1967), "Blei-Zinn-Gelb und seine Verwendung in der Malerei", Farbe und Lack, 73: 938–949 
  18. ^ E.Bourry (1926), A Treatise On Ceramic Industries (edisi ke-4th), London: Scott, Greenwood & son 
  19. ^ C.W.Parmelee & C.G.Harman (1973), Ceramic Glazes (edisi ke-3rd), Boston, Massachusetts: Cahners Books 
  20. ^ US 4130673 
  21. ^ Joseph Watson, Sensors Nanoscience Biomedical Engineering and Instruments, ed., "The stannic oxide semiconductor gas sensor", The Electrical engineering Handbook (edisi ke-3rd), R.C Dorf: CRC Press Taylor and Francis, ISBN 0-8493-7346-8 
  22. ^ 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" (PDF). Journal of the American Ceramic Society. 89 (8): 2502–2508. doi:10.1111/j.1551-2916.2006.01076.x. 
  23. ^ 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. 
  24. ^ 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. doi:10.1103/PhysRevB.72.054402. 

Bacaan lebih lanjut[sunting | sunting sumber]