酸化スズ(II)

酸化[スズ]：特性、合成、用途

酸化[スズ]は、化学式SnOで表されるスズの酸化物です。酸化第一スズ、あるいはStannous oxideとも呼ばれ、スズの酸化状態が+2である点が特徴です。安定な暗青色の結晶構造と、準安定な赤色の結晶構造の2つの形態が存在します。

合成方法

酸化[スズ]は、いくつかの方法で合成できます。

アルカリ性沈殿法: 二価の[スズ]]塩の水溶液に、水酸化ナトリウムなどのアルカリ性水酸化物を加えると、酸化スズ][水和物(SnO・xH₂O)の沈殿が生じます。この沈殿を加熱することで、暗青色の酸化スズ]が得られます。赤色の酸化[スズ]は、二価の[[スズ塩にアンモニア水を加えて沈殿させ、穏やかに加熱することで生成します。
シュウ酸[スズ]の熱分解: シュウ酸[スズ] (SnC₂O₄)を不活性雰囲気下で加熱すると、二酸化炭素と[一酸化炭素]]を放出しながら酸化[[スズ]が得られます。この方法は、純粋な酸化[スズ]を得るための実験室的な手法として用いられます。反応式は以下の通りです。

SnC₂O₄ → SnO + CO₂ + CO

化学的性質

酸化[スズ]は、空気中で加熱すると酸化され、二酸化[スズ]となります。この反応では暗緑色の炎を伴います。一方、不活性雰囲気下で加熱すると、不均化反応を起こし、金属スズとSn₃O₄が生成します。Sn₃O₄はさらに反応して、二酸化スズと金属スズになります。反応式は以下の通りです。

4SnO → Sn₃O₄ + Sn

Sn₃O₄ → 2SnO₂ + Sn

酸化[スズ]は両性物質であり、酸にもアルカリにも溶解します。強酸には溶解して[スズ]塩となり、強塩基には溶解して亜スズ酸塩(例: K₂SnO₂, K₂Sn₂O₃)となります。また、水溶液中では、様々なイオン性錯体(例: Sn(OH)₃⁻, Sn(OH₂)_{3}^{2+}, Sn(OH)(OH₂)₂⁺, Sn₃(OH)₄²⁺)を形成します。

構造

暗青色のα-SnOは、正四面体型PbO層構造をとり、[スズ]]原子が四角錐配位をしています。これは希少鉱物であるロマーク石と同じ構造です。この構造の非対称性は、Sn(5s)軌道とO(2p)軌道の反結合性相互作用に起因すると考えられています。酸化[[スズ]は不定比性を示すことが知られています。バンドギャップは2.5～3 eVです。

用途

酸化[スズ]は、様々な用途に使用されます。

他の[スズ]]化合物の前駆体: 酸化スズ]は、他の[[スズ化合物やスズ塩を合成するための重要な出発物質として広く用いられています。
還元剤: 特にガラス工業において、還元剤として利用されます。「銅赤ガラス」の製造などに用いられています。
触媒: エステル化反応などの触媒としても使用されています。
紫外線照明: 酸化セリウム(III)との組み合わせで、紫外線ライトの照明に使用されることもあります。

酸化[スズ]は、その特異な性質と多様な合成法から、様々な分野で重要な役割を果たしている物質です。

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