L'étain (Sn)

L'étain (Sn) utilisé comme catalyseur

Les composés contenant de l'étain peuvent servir de catalyseurs et jouer ainsi un rôle déterminant en accélérant les réactions chimiques. Leur principale application est la synthèse organique, en particulier la fabrication de polymères et de produits de chimie fine. Les catalyseurs sont essentiels aux réactions chimiques, car ils permettent d'accélérer ou de modifier les vitesses de réaction sans être eux-mêmes consommés. Les catalyseurs à base d'étain sont capables de faciliter les estérifications et les transestérifications, ainsi que la formation de liaisons carbone-carbone. Ces catalyseurs se révèlent très utiles en catalyse organique et dans la protection de l'environnement en raison de leur activité catalytique notable, de leur facilité de fabrication et de leur faculté à être réutilisés. Les catalyseurs à base d'étain peuvent intervenir dans les procédés catalytiques du traitement des eaux usées et de l'élimination des substances nocives. En outre, l'étain est utilisé comme agent réducteur dans les réactions chimiques, en particulier en synthèse organique, où il facilite la conversion des groupes fonctionnels. Il présente des propriétés réductrices remarquables grâce à sa capacité à passer par plusieurs états d'oxydation.

Le chlorure d'étain

Le chlorure d'étain, également connu sous le nom de chlorure stanneux, est un solide cristallin blanc de formule chimique SnCl2. Il s'agit d'un réactif réducteur courant qui présente un effet catalytique supérieur à l'état fondu et que l'on retrouve dans l'hydroliquéfaction des charbons. Le chlorure d'étain(II) est également un précurseur précieux de couches semi-conductrices dans le dépôt chimique en phase vapeur (DCPV ou CVD en anglais). Préparé en réagissant sous forme dihydratée avec de l'anhydride acétique, il possède des propriétés réductrices en milieu acide et réduit activement les composés nitrés aromatiques, les nitriles, les cyanosilyléthers et les azotures organiques. De par sa capacité à produire des couleurs plus vives avec certains colorants, le chlorure d'étain est utilisé comme mordant dans la teinture des textiles. Il sert également à catalyser l'addition de sulfones diazoïques, d'oxydes de phosphine diazoïques et de phosphonates diazoïques sur les aldéhydes, en formant respectivement des β-céto-oxydes de phosphine et des β-céto-phosphonates. Associés au chlorure de trityle, les éthers d'énol silylés sont capables de catalyser la réaction de Michael avec les cétones α,β-insaturées et l'aldolisation avec les acétals ou les aldéhydes.

L'iodure d'étain

L'iodure d'étain, également appelé iodure stanneux et représenté par la formule chimique SnI2, est un solide de couleur rouge-orangé. L'iodure d'étain (SnI2) est utilisé comme matériau précurseur pour synthétiser de la pérovskite sans plomb pour les cellules solaires du fait de sa capacité à renforcer la stabilité et les performances des cellules solaires en pérovskite. L'iodure d'étain permet de contrôler la cristallisation et la croissance de la couche de pérovskite, ce qui améliore l'efficacité et la stabilité à long terme des cellules solaires. Il peut aussi faciliter la formation de films de pérovskite de haute qualité avec une bonne couverture et une bonne uniformité, ce qui est essentiel pour assurer une absorption efficace de la lumière et un transport efficace des charges dans les dispositifs à cellules solaires. En outre, l'iodure d'étain de grande pureté possède d'excellentes propriétés pour la synthèse de films minces de pérovskite de grande stabilité destinés aux diodes électroluminescentes sans plomb (PeLED). Il sert d'additif d'électrolyte à double fonction dans les batteries Li-air à haut débit. SnI2 protège l'anode en lithium et réduit le potentiel de charge en facilitant la décomposition de Li2O2.

L'étain utilisé comme alliage

L'étain est réputé pour sa polyvalence dans la formation d'alliages, une influence historique que l'on retrouve dans diverses industries, de la métallurgie à l'électronique. L'une des premières utilisations significatives de l'alliage d'étain a été le bronze (composé de 12,5 % d'étain et de 87,5 % de cuivre), datant de 3000 avant Jésus-Christ. Aujourd'hui, l'étain est utilisé dans différents alliages, dont certains largement reconnus comme les brasures tendres du type étain-plomb contenant au moins 60 % d'étain.

L'étain dans l'électronique

L'étain joue un rôle important dans l'industrie électronique, où il intervient dans la fabrication et la fonctionnalité des appareils électroniques de diverses applications et différents formats. 

L'oxyde d'étain

L'oxyde d'étain, représenté par la formule chimique SnO, est un oxyde métallique utilisé dans diverses industries en raison de ses propriétés uniques. Il est couramment employé dans la production de revêtements conducteurs transparents et présente à la fois une transparence et une conductivité électrique lorsqu'il est déposé sous forme de film mince. Ses vastes applications comprennent le photovoltaïque, l'optoélectronique (en tant qu'anode), l'application de revêtements sur des substrats, les diodes Schottky et la catalyse. L'oxyde d'étain(IV) en nanopoudre appartient à une catégorie de matériaux d'électrode intervenant dans la fabrication des batteries lithium-ion. Il présente une capacité théorique élevée, une bonne sécurité et un faible coût de production, ce qui suscite un vif intérêt. En outre, l'application en revêtement de surface et le dopage élémentaire par SnO2 ont permis d'améliorer les caractéristiques électrochimiques des batteries. Ces batteries se composent d'une anode, d'une cathode et d'un électrolyte qui facilitent le cycle de charge et de décharge et contribuent à la mise au point de batteries plus écologiques et plus durables pour le stockage de l'énergie électrique. Par ailleurs, les caractéristiques uniques de l'oxyde d'étain, telles que son faible coût, ses capacités élevées de détection de gaz, son faible temps de réponse et sa récupération rapide, en font un matériau prometteur pour les capteurs de gaz et les dispositifs optoélectroniques. L'oxyde d'étain est également utilisé dans la fabrication de photo-anodes mésoporeuses destinées aux cellules solaires. Ce procédé consiste à imprimer une pâte de grande viscosité sur des plaquettes de silice semi-transformées par sérigraphie, ce qui permet d'obtenir des microréseaux intégrés avec un excellent rendement de fabrication.