Ossido di stagno (IV): proprietà, usi

L’ossido di stagno (IV) SnO2 , noto come ossido stannico è un ossido anfotero in cui lo stagno presenta numero di ossidazione +4. È un componente naturale della crosta terrestre e presente nella cassiterite, minerale da cui si ottiene il metallo.

L’ossido di stagno (IV) un materiale semiconduttore con un gap energetico di circa 3.6  eV ed è sensibile alla presenza di gas circostanti.  Trova utilizzo nei diodi, transistor, display a cristalli liquidi, condensatori, celle solari, sensori di gas e altri dispositivi optoelettronici .

Proprietà

È un solido incolore, poco solubile in acqua e in etanolo, solubile in acido cloridrico e acido solforico concentrati e in soluzioni concentrate di idrossido di sodio o di potassio a caldo.

Per le sue proprietà anfotere reagisce con  gli acidi concentrati come HCl per dare cloruro di stagno (IV):
SnO2 + 4 HCl → SnCl4 + 2 H2O

In eccesso di HCl il cloruro di stagno (IV) forma il complesso esaclorostannato (IV):
SnCl4 + 2 Cl → SnCl6

In presenza di una soluzione di NaOH a caldo dà luogo alla formazione del complesso esaidrossostannato (IV):
SnO2 + 2 OH + 2 H2O  → [Sn(OH)6]2- + 2 H2O

Sintesi di nanoparticelle di ossido di stagno (IV)

La ricerca si è indirizzata alla sintesi di nanoparticelle di ossido di stagno (IV) per applicazioni che vanno dalla loro incorporazione come opacizzante negli smalti ceramici a tecnologie avanzate tra cui sensori di gas, batterie agli ioni di litio, rivestimenti per finestre a basse emissioni, touch screen.

Una metodologia prevede la dissoluzione di cloruro di stagno (II) biidrato in acqua. Dopo l’aggiunta di ammoniaca si ottiene un gel che è filtrato a messo a 80°C per 24 ore. Infine le nanoparticelle si formano alla temperatura di 550°C.

Le condizioni di pH, la concentrazione delle sostanze chimiche, il tempo di reazione e la temperatura influenzano le dimensioni e la morfologia delle nanoparticelle. Le nanoparticelle di ossido di stagno sono un semiconduttore di tipo n con un ampio intervallo di banda, adatto per film sottili e applicazioni di rivestimento funzionale, inchiostri conduttivi nonché dispositivi optoelettronici e celle solari.

Reazioni

Reagisce con agenti riducenti trasformandosi in metallo. Reagisce con il carbonio formando biossido di carbonio secondo la reazione:
SnO2 + C → Sn + CO2

L’ossido di stagno (IV) è ridotto dall’idrogeno ad elevate temperature:
SnO2 + 2 H2 → Sn + 2 H2O

Usi

Oltre che come semiconduttore l’ossido di stagno (IV) trova utilizzo nei prodotti cosmetici dove  funge da agente abrasivo, volumizzante e opacizzante.

È usato nella formulazione di pigmenti compositi insieme alla mica e al biossido di titanio per dare un effetto lucido e perlescente. È utilizzato come catalizzatore, nello stucco, come polvere lucidante per acciaio e vetro, negli smalti e nei colori ceramici.

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