Zinn(IV)-oxid

Kristallstruktur
	_ Sn4+ 0 _ O2−
Allgemeines
Name	Zinn(IV)-oxid
Andere Namen	Zinnasche; Zinnblüten; Zinndioxid; Zinnsäureanhydrid; Zinnweiß; TIN OXIDE (INCI)[1];
Verhältnisformel	SnO2
Kurzbeschreibung	amorphes, weißes Pulver oder hexagonale, tetragonale beziehungsweise rhombische Kristalle[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	242-159-0
ECHA-InfoCard	100.038.311
PubChem	29011
Wikidata	Q129163
Eigenschaften
Molare Masse	150,71 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	6,95 g·cm−3 (20 °C)[3]
Schmelzpunkt	1630 °C[3]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser[2]; löslich in konzentrierter Salzsäure und Salpetersäure[2];
Brechungsindex	1,9968 (20 °C)[4]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]	keine GHS-Piktogramme
	keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze	H: keine H-Sätze
	P: keine P-Sätze
Toxikologische Daten	>20000 mg kg−1 (LD50, Ratte, oral)[3]
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Zinn(IV)-oxid, auch Zinndioxid, ist der Hauptbestandteil des Minerals Kassiterit (Zinnstein) und Hauptquelle der Erzeugung von reinem Zinn.

Gewinnung und Darstellung

Man kann Zinn(IV)-oxid durch Verbrennung von Zinn an Luft, durch Reaktion von Zinn(IV)-chlorid und Wasser (beides als Dampf) bei hohen Temperaturen, sowie durch Reaktion von Zinn mit Schwefelsäure und anschließend mit Hydroxiden gewinnen.

Chemische Eigenschaften

Das wasserunlösliche, amphotere Zinndioxid löst sich in starken Säuren wie Salzsäure oder Iodwasserstoffsäure unter Bildung von entsprechenden Hexahalogenstannaten:[5][6]

\mathrm {SnO_{2}\ +\ 6\ HI\ \longrightarrow \ \ H_{2}[SnI_{6}]\ +\ 2\ H_{2}O}

Mit starken Laugen bilden sich die Salze der teils frei nicht existenten Zinnsäuren H₂[Sn(OH)₆] und H₂SnO₃ (Metazinn(IV)-säure). Die entsprechenden Alkalisalze wie Na₂SnO₃ oder Na₂[Sn(OH)₆] sind stabil und werden, wie etwa das Natriumstannat Na₂[Sn(OH)₆] in der Färbeindustrie eingesetzt.

Verwendung

In der Photovoltaik wird Zinn(IV)-oxid als transparente, elektrisch leitfähige Elektrode bzw. Schicht genutzt, beispielsweise in der Grätzel-Zelle. Da reines Zinn(IV)-oxid elektrisch schlecht leitend ist, wird es dazu mit Antimon (antimondotiertes Zinnoxid, engl. antimony doped tin oxide, ATO) oder Fluor (fluordotiertes Zinnoxid, engl. fluorine doped tin oxide, FTO) versetzt (dotiert), beziehungsweise ist selbst das Dotiermittel wie beim Indiumzinnoxid (engl. indium tin oxide, ITO). Auch in Lichtleitfasern oder LC-Displays – hier dient es als transparente, elektrisch leitfähige Schicht – und in Gassensoren, wo es mit Widerstandsveränderung auf alle oxidierbaren Gase oder Dämpfe reagiert, wird Zinndioxid eingesetzt.

Weiterhin dient es als Poliermehl für Stahl, Glas und Naturstein, als weißes, durchsichtiges Trübungsmittel bei der Herstellung von Keramikglasuren, Milchglas und Email, zur Versiegelung von Rissen in Glas und als Katalysator bei chemischen Prozessen. Früher diente Zinn(IV)-oxid als Glasur bei der Herstellung von Fayencen. Auch als Elektrodenmaterial beim Schmelzen von anorganischen Gläsern kommt es zur Anwendung. Hierbei wird es hauptsächlich als Ersatz für Molybdänelektroden beim Erschmelzen von Bleigläsern eingesetzt.

In elektromechanischen Schaltgeräten, wie z. B. Schützen, besteht das Kontaktmaterial häufig aus Silber mit 2–14 % Massenanteil SnO₂. Insbesondere seit viele Hersteller Cadmium vermeiden, wird das vorher verwendete Cadmiumoxid durch Zinnoxid ersetzt.

Pulverförmiges Zinndioxid
Kassiterit
Fayence-Schale mit Zinndioxid-Glasur (1629)

Einzelnachweise

Eintrag zu TIN OXIDE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 17. Februar 2020.
Eintrag zu Zinnoxide. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 22. Dezember 2014.
Eintrag zu Zinndioxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 19. Dezember 2019. (JavaScript erforderlich)
Datenblatt Tin(IV) oxide, Puratronic®, 99.996% (metals basis) bei AlfaAesar, abgerufen am 1. Februar 2017 (PDF) (JavaScript erforderlich).
Donaldson & Grimes: Chemistry of tin ed. P. G. Harrison Blackie (1989).
Earle R. Caley: The Action Of Hydriodic Acid On Stannic Oxide. In: J. Am. Chem. Soc., 1932, 54, 8, S. 3240–3243, doi:10.1021/ja01347a028.

Weblinks

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[CosIng-1] Eintrag zu TIN OXIDE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 17. Februar 2020.

[roempp-2] Eintrag zu Zinnoxide. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 22. Dezember 2014.

[GESTIS-3] Eintrag zu Zinndioxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 19. Dezember 2019. (JavaScript erforderlich)

[Alfa-4] Datenblatt Tin(IV) oxide, Puratronic®, 99.996% (metals basis) bei AlfaAesar, abgerufen am 1. Februar 2017 (PDF) (JavaScript erforderlich).

[5] Donaldson & Grimes: Chemistry of tin ed. P. G. Harrison Blackie (1989).

[6] Earle R. Caley: The Action Of Hydriodic Acid On Stannic Oxide. In: J. Am. Chem. Soc., 1932, 54, 8, S. 3240–3243, doi:10.1021/ja01347a028.