في الكيمياء إن مركب أكسيد القصدير مركب كيميائي غير عضوي، يمتلك نوعان : أول أكسيد القصدير (أكسيد القصدير الثنائي) وثاني أكسيد القصدير (أكسيد القصدير الرباعي)، وفي هذه المقالة سوف نغطي الخصائص والاستخدامات والتحضير لأكسيد القصدير الثنائي، وأكسيد القصدير مركب غير عضوي يتألف من القصدير والأكسجين.
أكسيد القصدير الثنائي
- إن مركب أكسيد القصدير الثنائي والذي يعرف أيضا بأكسيد القصدير (II) وفي الإنجليزية: (Tin(II) oxide) أو (stannous oxide) هو عبارة عن مركب غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (SnO)، وهو عبارة عن مركب مكون من القصدير والأكسجين حيث يكون للقصدير حالة أكسدة +2، هناك نوعان من الأشكال شكل أسود أزرق مستقر وشكل أحمر ثابت.
- إن أول أكسيد القصدير عبارة عن مركب غير عضوي يتكون من ذرة قصدير واحدة وذرة أكسجين، والصيغة الكيميائية التالية: (SnO)، وحالة أكسدة القصدير في هذا المركب هي +2، لذلك يتم تمثيله على أنه أكسيد القصدير (II)، وهذا المركب موجود في شكلين: شكل مستقر اللون أسود مزرق بينما الآخر هو الشكل الثابت المعروف أيضًا باسم الشكل الأحمر.
- يمتلك مركب أكسيد القصدير الثنائي نقطة انصهار مقدارها 1080 درجة مئوية، وكثافة مقدارها 6.95 جم لكل سم مكعب، يتواجد على شكل مسحوق أسود بني أو أسود إلى أسود بلوري صلب، غير قابل للذوبان في الماء والكحول، يذوب أكسيد القصدير الثنائي في الأحماض من أجل تشكيل أيون القصدير الموجب (Sn +2) وفي القاعدة من أجل تشكيل أيون ستانيت (Sn(OH) -3).
- يوجد مركب أكسيد القصدير (II) في شكل بلوري صلب، يظهر باللون الأسود المزرق، علما أن درجة انصهار أكسيد القصدير (II) هي 1976 فهرنهايت، يتواجد أكسيد القصدير الثنائي على شكل بلورات سوداء ذات رائحة مميزة، كما أن أكسيد القصدير غير قابل للذوبان في الماء ولكنه قابل للذوبان في الأحماض والقلويات وقابل للذوبان بشكل طفيف في كلوريد الأمونيوم، كما أن أكسيد القصدير غير متوافق مع الأحماض و / أو القلويات.
- إن مركب أكسيد القصدير الثنائي هو عامل مختزل، غير مستقر في الهواء بسبب الأكسدة البطيئة لأكسيد القصدير (IV)، وعند درجة حرارة مقدارها 300 درجة مئوية، تستمر هذه الأكسدة بشكل متوهج، وأكسيد القصدير الثنائي متوافق مع عناصر مؤكسدة قوية، يتفاعل مع الأحماض وبقواعد قوية، أما من ناحية هيكل أكسيد القصدير الثنائي، تحتوي بنية طبقة (PbO) الرباعية الزوايا للأسود (SnO) على أربع ذرات من القصدير الهرمية المربعة الإحداثية.
- لقد تم العثور على روماركيت المعدني النادر في الطبيعة بهذا الشكل، ويُعزى عدم التناسق بشكل شائع إلى زوج وحيد نشط ولكن حسابات كثافة الإلكترون تكشف أنه ناتج عن تفاعل مضاد بين مداري (Sn (5s) و O (2p))، يحدد التركيب الكهربائي والكيمياء للزوج المنفرد غالبية خواص المادة، وفي (SnO) لوحظ عدم قياس العناصر المتكافئة، وتم قياس ما بين 2.5 و 3 فولت على أنه فجوة النطاق الإلكترونية.
تحضير أكسيد القصدير الثنائي
- من أجل تحضير أكسيد القصدير الثنائي فإنه يتم تسخين هيدرات أكسيد القصدير (II) ذات الصيغة الكيميائية التالية: (SnO x H2O (x1))، والذي يتكون عندما يتفاعل ملح القصدير (II) مع هيدروكسيد قلوي مثل: هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، حيث أنه ينتج (SnO) أزرق-أسود، وأيضا يمكن تسخين الراسب المتشكل بفعل الأمونيا المائية على ملح القصدير (II) بلطف من أجل توليد (SnO) القرمزي المستقر.
- في المختبر يمكن تصنيع أكسيد القصدير الثنائي (SnO) على شكل مادة نقية عن طريق تسخين أوكسالات القصدير (II) في غياب الهواء أو تحت بيئة ثنائي أكسيد الكربون (CO2)، ومن الممكن أيضًا استخدام هذه العملية من أجل صنع أكسيد الحديدوز وأكسيد المنغنيز، ويحدث ذلك تبعا للمعادلة الكيميائية التالية:
SnC2O4 · 2H2O → SnO + CO2 + CO + 2 H2O
- يتم تحضير أكسيد القصدير (II) عن طريق تسخين هيدروكسيد القصدير (II)، حيث أنه يتم الحصول على الأخير على شكل راسب أبيض عن طريق تفاعل أيونات القصدير مع أيونات الهيدروكسيد وذلك تبعا للمعادلة الكيميائية التالية:
Sn2 + (aq) + 2OH¯ (aq) → Sn (OH) 2 (s)
استخدامات أكسيد القصدير الثنائي
- بشكل عام يتم استخدام أكاسيد القصدير في صناعة الزجاج الخزفي، وفي تكوين أصباغ مختلفة، وفي تلميع الأسطح، وكمستشعر لاستشعار الغاز، كما وتستخدم أكاسيد القصدير أيضا كمقدمة لتفاعلات كيميائية مختلفة، كما ويتم استخدامه كعامل مضيء، أكسيد القصدير الثنائي هو مادة مذبذبة، ويشكل أملاح القصدير (II) في الأحماض القوية.
- و (stannites) التي تحتوي على هيدروكسيد القصدير (Sn (OH)3) في قواعد قوية، كما أنه يشكل المجمعات الأيونية التالية: (Sn (OH2) 32+) و (Sn (OH) (OH2)2+)، وذلك عند إذابته في محاليل حمضية قوية، وينتج المجمعات التالية: (Sn3 (OH) 42+) عند إذابته في محاليل حمضية أقل، الستانيتات اللامائية مثل 🙁 K2Sn2O3 و K2SnO2) معروفة أيضًا.
- من أجل اختزال النحاس (I) إلى عناقيد معدنية في تحضير زجاج الياقوت النحاسي، حيث أنه يتم استخدام أكسيد القصدير الثنائي كعامل اختزال، وجسيمات أكسيد القصدير النانوية لها خصائص مغناطيسية يتم استغلالها في تخزين البيانات المغناطيسية والتصوير بالرنين المغناطيسي، كما وتستخدم الطلاءات الموفرة للطاقة والطلاءات المضادة للكهرباء الساكنة كمحفزات.
- ويستخدم أكسيد القصدير الثنائي في الخلايا الشمسية مثل الأقطاب الكهربائية والطلاءات المضادة للانعكاس، تستخدم مستشعرات الغاز والأجهزة الإلكترونية الضوئية والمقاومات في إنتاج مستشعرات الغاز، كما أن أكسيد القصدير (II) هو عامل مختزل، ويستخدم في تحضير أملاح القصدير (II) الأخرى، أيضا فإنه يتم استخدامه من أجل صنع مسحوق المعجون الناعم الكاشطة.
- يستخدم أكسيد القصدير (II) كعامل اختزال وكمادة كاشطة ناعمة وفي تحضير أملاح الستانوس، كما ويتم استخدامه في صناعة زجاج الياقوت النحاسي، ويستخدم أكسيد القصدير الثنائي للإضاءة بالأشعة فوق البنفسجية، كما تُستخدم أكاسيد القصدير في الطلاءات الواقية والسبائك وتستخدم كعامل اختزال ولصنع أملاح ستانوس.
- يستخدم أكسيد القصدير الثنائي في صناعة الزجاج المصنوع من القصدير والنحاس والقصدير، علما أن الاستخدام المهيمن لأكسيد الستانوس هو بمثابة مقدمة في تصنيع مركبات أو أملاح القصدير الأخرى، عادةً تكون ثلاثية التكافؤ، كما أنه يمكن أيضًا استخدام أكسيد الستانوس كعامل اختزال وفي تكوين زجاج الياقوت.
وفي الملخص نستنتج أن أكسيد القصدير الثنائي عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي يتواجد على صورة بلورات سوداء ذات رائحة مميزة، تتكون من القصدير والأكسجين، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (SnO)، يدخل في عدة من الاستخدامات المختلفة منها: كعامل اختزال وكمادة كاشطة ناعمة وفي تحضير أملاح الستانوس، كما ويتم استخدامه في صناعة زجاج الياقوت النحاسي.
