Оксид индия(III)

Оксид индия​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид индия
Хим. формула	In2O3
Физические свойства
Состояние	светло-жёлтые кристаллы
Молярная масса	277,64 г/моль
Плотность	7,179 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1910 °C
• кипения	≈3300 °C
Мол. теплоёмк.	92 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-926 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	1312-43-2
PubChem	150905
SMILES	O=[In]O[In]=O
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксид индия — бинарное неорганическое соединение металла индия и кислорода с формулой In₂O₃, светло-жёлтые кристаллы, полупроводник.

Получение

• При нагревании индий горит фиолетовым пламенем:

$\mathsf{4}\mathsf{I}\mathsf{n}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{>800^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

• Термическое разложение гидроксида индия:

$\mathsf{2}\mathsf{I}\mathsf{n}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{350^{o}C}{\to }\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• нитрата индия:

$4\mathrm{I}\mathrm{n}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3\stackrel{\mathrm{t}>800}{\to }2\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+12\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$

• сульфата индия:

$2\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2(\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4)\stackrel{600}{\to }2\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+6\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow +3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$

• Окисление сульфида индия:

$\mathsf{2}\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{9}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{650^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

Физические свойства

Оксид индия — аморфное вещество или светло-жёлтые кристаллы (красно-коричневые при нагревании), образует кристаллы кубической сингонии, пространственная группа I a3, параметры ячейки a = 1,01194 нм, Z = 16. При давлении 6,5 ГПа и температуре 300-400°С переходит в фазу с гексагональной решеткой, которая стабильна при нормальных условиях. Кристаллы принадлежат к пространственной группе R 3c, параметры ячейки a = 0,5487 нм, c = 1,4510 нм, Z = 6, плотность 7,3 г/см³.

При избыточном давлении кислорода плавится при 1910°С, а в обычных условиях легко возгоняется и начинает разлагаться при 850°С.

Химические свойства

• При нагревании возгоняется с разложением:

$\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\stackrel{1000\mathrm{C}{\phantom{A}}^0}{\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}}\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$

• Реагирует с концентрированными кислотами:

$\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{I}\mathsf{n}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• и щелочами при сплавлении:

$\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Восстанавливается водородом и углеродом до металла:

$\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{700^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{I}\mathsf{n}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

$\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{C}\stackrel{700-800}{\to }3\mathrm{C}\mathrm{O}\uparrow +2\mathrm{I}\mathrm{n}$

• При прокаливании в токе аммиака образует нитрид индия:

$\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\stackrel{600^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{I}\mathsf{n}\mathsf{N}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Реагирует с сероводородом:

$\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathsf{I}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Реакция с карбонатом натрия и серой с образованием дисульфидоиндата(III) натрия, оксида углерода(IV) и оксида серы(IV)

$\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+6\mathrm{S}\stackrel{\mathrm{t}>700\mathrm{C}{\phantom{A}}^0}{\to }2\mathrm{N}\mathrm{a}[\mathrm{I}\mathrm{n}\mathrm{S}{\phantom{A}}_2]+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow +2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$

• С растворами щелочей:

$\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶[\mathrm{I}\mathrm{n}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_6]{\phantom{A}}^{3-}$

$\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+6\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2\mathrm{K}{\phantom{A}}_3[\mathrm{I}\mathrm{n}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_6]$

Применение

• Для получения прозрачных токопроводящих плёнок.
• В смеси с Ag₂O как материал для электрических контактов.
• Компонент специальных стёкол, поглотителей нейтронов.
• Полупроводниковый материал.

См. также

Индий также образует другие окислы:

• In₂O
• InO

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.