산화주석 (Tin Oxide)

산화 주석(II) (SnO)

분자량 : 134.709g/mol, 밀도 : 6.45 g/cm3, 녹는점(mp, melting point) : 1080 °C 인 물질이다. 약간 푸르면서 검은 안정한 상과 적색의 불안정한 상(metastable)의 두 종류의 형태로 존재한다.

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주요반응

산화주석(II)은 공기에서 희미한 녹색 불꽃을 내며 연소하면서 SnO2를 형성한다.

2 SnO + O2 → 2 SnO2

또한 불활성 분위기(inert atmosphere)에서 가열되어 다음의 반응을 통해 주석금속을 생성시킨다.

4SnO → Sn3O4 + Sn

Sn3O4 → 2SnO2 + Sn

SnO는 강산, 염기 등에 녹아 각종 염을 형성한다.

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용도

SnO는 각종 주석화합물 및 염류의 전구체로 사용된다. cranberry glass 제조시 환원제로 사용되기도 하며, 에스테르화 촉매스탠노스 옥사이드의 지배적인 사용은 일반적으로 삼중수소, 주석 화합물 또는 염류의 제조의 전구체로서 존재한다. 또한 산화는 루비 유리의 생성과 환원제, 혹은 에스테르와 촉매로 사용되기도 한다.

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산화주석(IV), SnO2

산화 주석(IV)은 분자식 SnO2인 무기 화합물이다. SnO2의 광물 형태는 카시테라이트라고 한다. 분자량 150.708 g/mol, 밀도 6.95 g/cm3(20°C), 용해점 1630 °C이다. 주된 n-type 반도체(semiconductor)이다.

산화주석은 금속주석을 공기 중에서 산화시켜 생산하며, 연간 생산량은 약 10 kT정도이다.

SnO2는 물에 용해되지 않지만, 염기와 산에서 용해된다.

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용도

SnO2는 산화 바나듐과 함께 카르복실산 및 산안수화합물의 합성에 있어서 방향성 화합물의 산화를 위한 촉매제로 사용된다.

SnO2는 토기, 벽타일에 사용되는 유약(ceramic glaze) 등에서 백색 착색제(유백제, opacifier)로 사용되어 왔다. SnO2의 유약 용해성은 일반적으로 낮은 편이나, Na2O, K2O, B2O3에 의해 증가되고, CaO, BaO, ZnO, Al2O3에 의해 감소되며, PbO는 제한적으로 감소한다. 순수한 SnO2는 우유빛의 흰색을 제공하나 유약 내에서 다른 금속 산화물(예: V2O5 노란색, Cr2O3 분홍색, Sb2O5 회색 청색)과 혼합할 때 다른 색상을 얻을 수 있다.

또한 SnO2는 산화납과 혼합하여 유리, 보석, 대리석 및 은을 광내기 사용되기도 하는데 이를 putty powder또는 jeweler's putty라고 부른다. 또한

SnCl4 등의 전구체를 CVD(Chemical Vapoer Deposition)를 이용하여 유리에 SnO2의 형태로 코팅할 수 있는데 이는 고분자 물질들이 유리에 잘 붙도록(adhesion) 도와준다. 또한 F, Sb 등이 도핑(doping)된 수백 nm 두께의 박막은 투명하면서 전기를 잘 통하기 때문에(비저항 : 약 10-3 Ωcm-1) 디스플레이, 터치패널 등에 사용되기도 한다.

또한 SnO2는 일산화탄소 등을 검출하기 위한 가스 센서에 사용되거나, 코발트 및 망간으로 도핑하여 고전압 바리스터로 이용되기도 한다.