valență de antimoniu. Structura atomului de antimoniu. Peste tot, în afară de soare

DEFINIȚIE

Antimoniu este al cincizeci și unu-lea element al Tabelului Periodic. Denumire - Sb din latinescul „stibium”. Este situat în perioada a cincea, grupul VA. Se referă la semimetale. Sarcina nucleară este 51.

Antimoniul apare în natură în combinație cu sulful - sub formă de luciu de antimoniu] 6 sau antimonit, Sb 2 S 3. În ciuda faptului că conținutul de antimoniu din scoarța terestră este relativ mic, antimoniul este cunoscut încă din cele mai vechi timpuri. Acest lucru se datorează prevalenței luciului de antimoniu în natură și ușurinței de a obține antimoniu din acesta.

În stare liberă, antimoniul formează cristale alb-argintie (Fig. 1), care au un luciu metalic și au o densitate de 6,68 g/cm 3 . Semănând cu metalul în aparență, antimoniul cristalin este fragil și conduce căldura și curentul electric mult mai rău decât metalele obișnuite. Pe lângă antimoniul cristalin, sunt cunoscute și celelalte modificări alotrope ale acestuia.

Orez. 1. Antimoniu. Aspect.

Greutatea atomică și moleculară a antimoniului

Greutatea moleculară relativă a unei substanțe(M r) este un număr care arată de câte ori masa unei molecule date este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon și masa atomică relativă a unui element(A r) - de câte ori masa medie a atomilor unui element chimic este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon.

Deoarece antimoniul există în stare liberă sub formă de molecule monoatomice Sb, valorile maselor sale atomice și moleculare coincid. Ele sunt egale cu 121.760.

Izotopi ai antimoniului

Se știe că antimoniul poate apărea în natură sub formă de doi izotopi stabili 121Sb (57,36%) și 123Sb (42,64%). Numerele lor de masă sunt 121 și, respectiv, 123. Nucleul unui atom al izotopului de antimoniu 121 Sb conține cincizeci și unu de protoni și șaptezeci de neutroni, iar izotopul 123 Sb conține un astfel de număr de protoni și șaptezeci și doi de neutroni.

Există izotopi artificiali instabili ai antimoniului cu numere de masă de la 103 la 139, precum și mai mult de douăzeci de stări izomerice ale nucleelor, dintre care izotopul 125Sb cu un timp de înjumătățire de 2,76 ani este cel mai longeviv.

ionii de antimoniu

La nivelul energetic exterior al atomului de antimoniu, există cinci electroni care sunt de valență:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 3 .

Ca urmare a interacțiunii chimice, antimoniul renunță la electronii de valență, adică. este donatorul lor și se transformă într-un ion încărcat pozitiv sau acceptă electroni de la un alt atom, adică este acceptorul lor și se transformă într-un ion încărcat negativ:

Sb 0 -3e → Sb 3+;

Sb 0 -5e → Sb 5+;

Sb 0 +3e → Sb 3- .

Moleculă și atom de antimoniu

În stare liberă, antimoniul există sub formă de molecule monoatomice Sb. Iată câteva proprietăți care caracterizează atomul și molecula de antimoniu:

Aliaje de antimoniu

La unele aliaje se adaugă antimoniu pentru a le întări. Un aliaj format din antimoniu, plumb și o cantitate mică de cositor se numește metal tipografic sau hart și este folosit pentru a face tipografie. Dintr-un aliaj de antimoniu cu plumb (de la 5 la 15% Sb) se realizeaza placi de acumulatori de plumb, foi si tevi pentru industria chimica.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

numar atomic	51
Aspectul unei substanțe simple	metal alb argintiu
Proprietățile atomului
Masă atomică (Masă molară)	121.760 a. e. m. (/mol)
Raza atomului	ora 159
Energie de ionizare (primul electron)	833,3 (8,64) kJ/mol (eV)
Configuratie electronica	4d 10 5s 2 5p 3
Proprietăți chimice
raza covalentă	ora 140
Raza ionică	(+6e)62 (-3e)245 pm
Electronegativitatea (după Pauling)	2,05
Potențialul electrodului	0
Stări de oxidare	5, 3, −3
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple
Densitate	6,691 /cm³
Capacitate de căldură molară	25,2 J/( mol)
Conductivitate termică	24,43 W /( )
Temperatură de topire	903,9
Căldura de topire	20,08 kJ/mol
Temperatura de fierbere	1908
Căldura de evaporare	195,2 kJ/mol
Volumul molar	18,4 cm³/mol
Rețeaua cristalină a unei substanțe simple
Structură cu zăbrele	trigonală
Parametrii rețelei	4,510
raport c/a	N / A
Debye temperatura	200,00

Sb	51
121,760
4d 10 5s 2 5p 3

- un element al subgrupului principal al grupului a cincea din perioada a cincea a sistemului periodic de elemente chimice a lui D. I. Mendeleev, număr atomic 51. Este desemnat prin simbolul Sb (lat. Stibium). Substanța simplă antimoniu (număr CAS: 7440-36-0) este un metal (semimetal) de culoare alb-argintie cu o nuanță albăstruie, structură cu granulație grosieră. Există patru modificări alotrope metalice ale antimoniului care există la presiuni diferite și trei modificări amorfe.

Referință istorică

Antimoniul este cunoscut din cele mai vechi timpuri. În țările din Orient, a fost folosit aproximativ 3000 î.Hr. e. pentru confecţionarea vaselor. În Egiptul antic deja în secolul al XIX-lea. î.Hr e. pudră de sclipici de antimoniu (Sb 2 S 3 natural) numită mesten sau tulpina folosit pentru înnegrirea sprâncenelor. În Grecia antică era cunoscut ca stimiȘi stibi, de aici latină stibium. Aproximativ secolele 12-14. n. e. a apărut numele antimoniu. În 1789 A. Lavoisier a inclus antimoniul în lista elementelor chimice sub denumire antimoine(Engleza modernă antimoniu, spaniolă și italiană antimoniu, Limba germana Antimon). „antimoniul” rusesc vine din turcă surme; el a desemnat pulberea luciului de plumb PbS, care a servit și la înnegrirea sprâncenelor (după alte surse, „antimoniu” - din persanul „surmium” - metal). O descriere detaliată a proprietăților și metodelor de obținere a antimoniului și a compușilor acestuia a fost dată pentru prima dată de alchimistul Vasily Valentin (Germania) în 1604.

Fiind în natură

În filoane hidrotermale la temperatură medie cu minereuri de argint, cobalt și nichel, și în minereuri sulfurate de compoziție complexă.

Izotopi ai antimoniului

Antimoniul natural este un amestec de doi izotopi: 121 Sb (abundența izotopilor 57,36%) și 123 Sb (42,64%). Singurul radionuclid cu viață lungă este 125 Sb cu un timp de înjumătățire de 2,76 ani, toți ceilalți izotopi și izomeri ai antimoniului au un timp de înjumătățire care nu depășește două luni, ceea ce nu le permite utilizarea în arme nucleare.

Energia de prag pentru reacțiile cu eliberare de neutroni (primul):
121 Sb - 9,248 MeV
123 Sb - 8,977 MeV
125 Sb - 8.730 MeV

Proprietati fizice si chimice

Antimoniul în stare liberă formează cristale de culoare alb-argintie cu un luciu metalic, densitate 6,68 g/cm³. Cu aspectul unui metal, antimoniul cristalin este mai fragil și mai puțin conductiv termic și electric.

Aplicație

Antimoniul este din ce în ce mai utilizat în industria semiconductoarelor în producția de diode, detectoare cu infraroșu și dispozitive cu efect Hall. Sub formă de aliaj, acest metaloid crește semnificativ duritatea și rezistența mecanică a plumbului.
Folosit:

- baterii
- aliaje anti-frecare
– aliaje de imprimare
- arme de calibru mic si gloante trasoare
— mantale de cablu
- chibrituri
- medicamente, medicamente antiprotozoare
– lipirea lipiturilor individuale fără plumb conțin 5% Sb
– utilizare la mașini de imprimat linotip

Compușii de antimoniu sub formă de oxizi, sulfuri, antimonat de sodiu și triclorura de antimoniu sunt utilizați în producția de compuși refractari, emailuri ceramice, sticlă, vopsele și produse ceramice. Trioxidul de antimoniu este cel mai important dintre compușii de antimoniu și este utilizat în principal în compozițiile ignifuge. Sulfura de antimoniu este unul dintre ingredientele din capete de chibrit.

Sulfura naturală de antimoniu, stibnitul, era folosită în vremurile biblice în medicină și cosmetică. Stibnitul este încă folosit în unele țări în curs de dezvoltare ca medicament. Compușii de antimoniu - antimoniatul de meglumină (glucantim) și stibogluconat de sodiu (pentostam), sunt utilizați în tratamentul leishmaniozei.

Proprietăți fizice

Antimoniu obișnuit este un metal alb-argintiu cu un luciu puternic. Spre deosebire de majoritatea altor metale, se extinde atunci când se solidifică. Sb scade punctele de topire și cristalizare ale plumbului, iar aliajul în sine se extinde oarecum în volum în timpul întăririi. Împreună cu staniul și cuprul, antimoniul formează un aliaj metalic - Babbit, care are proprietăți antifricțiune (utilizare în rulmenți).Sb se adaugă și la metalele destinate turnării subțiri.

Mercur roșu.” Particularitatea acestei substanțe este că este un fel de catalizator nuclear multifuncțional (factor de multiplicare a neutronilor 7-9) și ar trebui să fie luate în considerare foarte strict de către orice țară, având în vedere amenințarea terorismului nuclear.

Preturi

Prețurile pentru antimoniul metalic în lingouri cu o puritate de 99% s-au ridicat la aproximativ 5,5 USD/kg.

Materiale termoelectrice

Telurura de antimoniu este utilizată ca componentă a aliajelor termoelectrice (termo-emf cu 100-150 μV/K) cu telurura de bismut.

Rolul biologic și efectele asupra organismului

Antimoniul este un micronutrient. Conținutul său în corpul uman este de 10 -6% în greutate. Prezent constant în organismele vii, rolul fiziologic și biochimic nu a fost elucidat. Antimoniul prezintă un efect iritant și cumulativ. Se acumulează în glanda tiroidă, îi inhibă funcția și provoacă gușă endemică. Cu toate acestea, ajungând în tractul digestiv, compușii de antimoniu nu provoacă otrăvire, deoarece sărurile Sb (III) sunt hidrolizate acolo cu formarea de produse slab solubile. În același timp, compușii de antimoniu (III) sunt mai toxici decât antimoniul (V). Praful și vaporii de Sb provoacă sângerări nazale, „febră de turnare a antimoniului”, pneumoscleroză, afectează pielea și perturbă funcțiile sexuale. Pragul de percepție a gustului în apă este de 0,5 mg/l. Doza letală pentru un adult este de 100 mg, pentru copii - 49 mg. Pentru aerosolii de antimoniu MPC în aerul zonei de lucru este de 0,5 mg/m 3 , în aerul atmosferic de 0,01 mg/m 3 . MPC în sol 4,5 mg/kg. În apa potabilă, antimoniul aparține clasei de pericol 2, are un MPC de 0,005 mg/l, stabilit conform LPV sanitar și toxicologic. În apele naturale, standardul de conținut este de 0,05 mg/l. În apele uzate industriale evacuate în instalațiile de tratare cu biofiltre, conținutul de antimoniu nu trebuie să depășească 0,2 mg/l.

Antimoniul este un metal otrăvitor (semimetal),
folosit în metalurgie, medicină și tehnologie
Pietre și minerale toxice și otrăvitoare

Antimoniul (în latină Stibium, notat cu simbolul Sb) este un element cu număr atomic 51 și greutate atomică 121,75. Este un element al subgrupului principal al grupei a cincea, perioada a cincea a sistemului periodic de elemente chimice D.I. Mendeleev. Antimoniul este un metal (semi-metal) de culoare alb-argintiu cu o nuanță albăstruie, structură cu granulație grosieră. În forma sa obișnuită, formează cristale cu un luciu metalic și o densitate de 6,68 g/cm3.

Semănând cu metalul în aparență, antimoniul cristalin este fragil și conduce căldura și curentul electric mai rău decât metalele obișnuite. Doi izotopi stabili 121Sb (abundența izotopică 57,25%) și 123Sb (42,75%) sunt cunoscuți în natură. În fotografie - Antimoniu. județul Tulare California. STATELE UNITE ALE AMERICII. Foto: A.A. Evseev.

Omenirea a fost familiarizată cu antimoniul din cele mai vechi timpuri: în țările din Orient, acesta a fost folosit aproximativ în 3000 î.Hr. e. pentru confecţionarea vaselor. Un compus de antimoniu - luciu de antimoniu (Sb2S3 natural) a fost folosit pentru vopsirea sprancenelor si genelor negre. În Egiptul antic, pulberea din acest mineral era numită mesten sau tulpina, pentru grecii antici, antimoniul era cunoscut ca stími și stíbi, de unde latinescul stibium.

Antimoniul metalic este rar folosit din cauza fragilității sale, însă, datorită faptului că crește duritatea altor metale (staniu, plumb) și nu se oxidează în condiții normale, metalurgiștii îl introduc adesea ca element de aliere în diferite aliaje. Aliajele care utilizează elementul cincizeci și unu sunt utilizate pe scară largă într-o mare varietate de domenii: pentru plăci de baterii, fonturi tipografice, rulmenți (babbits), ecrane pentru lucrul cu surse de radiații ionizante, vase, turnare de artă etc.

Antimoniul metalic pur este utilizat în principal în industria semiconductoarelor - pentru a obține antimonide (săruri de antimoniu) cu proprietăți semiconductoare. Antimoniul face parte din preparatele medicinale sintetice. Compușii de antimoniu sunt, de asemenea, folosiți pe scară largă: sulfurile de antimoniu sunt folosite la fabricarea chibriturilor și în industria cauciucului. Oxizii de antimoniu sunt utilizați în producția de compuși refractari, emailuri ceramice, sticlă, vopsele și produse ceramice.

Antimoniul aparține oligoelementelor (conținutul din corpul uman este de 10-6% în greutate). Se știe că antimoniul formează legături cu atomii de sulf, ceea ce determină toxicitatea sa ridicată. Antimoniul prezintă un efect iritant și cumulativ, se acumulează în glanda tiroidă, inhibă funcția sa și provoacă gușă endemică. Praful și vaporii provoacă sângerări nazale, „febră de turnare” de antimoniu, pneumoscleroză, afectează pielea, perturbă funcțiile sexuale. Cu toate acestea, compușii de antimoniu au fost folosiți în medicină din cele mai vechi timpuri ca medicamente valoroase.

Proprietăți biologice

Antimoniul este un microelement care se găsește în multe organisme vii. S-a stabilit că conținutul elementului cincizeci și unu (la suta de grame de substanță uscată) este de 0,006 mg la plante, 0,02 mg la animalele marine și 0,0006 mg la animalele terestre. În corpul uman, conținutul de antimoniu este de numai 10-6% în greutate. Aportul elementului cincizeci și unu în corpul animalelor și al oamenilor are loc prin organele respiratorii (cu aer inhalat) sau tractul gastrointestinal (cu alimente, apă, medicamente), aportul mediu zilnic este de aproximativ 50 mcg. Principalele depozite de acumulare de antimoniu sunt glanda tiroida, ficat, splină, rinichi, țesut osos, acumularea are loc și în sânge (în eritrocite, antimoniul se acumulează în principal în starea de oxidare +3, în plasma sanguină - în starea de oxidare +5).

Metalul este excretat din organism destul de lent, în principal cu urina (80%), în cantități mici - cu fecale. Cu toate acestea, rolul fiziologic și biochimic al antimoniului este încă necunoscut și prost înțeles, așa că nu există date privind manifestările clinice ale deficienței de antimoniu.

Cu toate acestea, sunt cunoscute date privind concentrațiile maxime admise ale elementului pentru corpul uman: 10-5-10-7 grame la 100 de grame de țesut uscat. La o concentrație mai mare, antimoniul inactivează (interferează cu munca) o serie de enzime ale metabolismului lipidic, glucidic și proteic (posibil ca urmare a blocării grupărilor sulfhidril).

Faptul este că antimoniul și derivații săi sunt toxici - Sb formează legături cu sulful (de exemplu, reacționează cu grupele SH de enzime), ceea ce provoacă toxicitatea sa ridicată. Acumulându-se în exces în glanda tiroidă, antimoniul îi inhibă funcția și provoacă gușă endemică. Când intră în tractul digestiv, antimoniul și compușii săi nu provoacă otrăvire, deoarece sărurile Sb (III) sunt hidrolizate pentru a forma produse slab solubile care sunt excretate din organism: se observă iritația mucoasei gastrice, apar vărsături reflexe și aproape întreaga cantitate de antimoniu luată este aruncată împreună cu mase emetice.

Cu toate acestea, după administrarea unor cantități semnificative de antimoniu sau cu utilizare prelungită, pot fi observate leziuni ale tractului gastrointestinal: ulcere, hiperemie, umflarea mucoasei. Compușii de antimoniu (III) sunt mai toxici decât antimoniul (V) - sunt biodisponibili. Pragul de percepție a gustului în apă este de 0,5 mg/l. Doza letală pentru un adult este de 100 mg, pentru copii - 49 mg. MPC Sb în sol 4,5 mg/kg.

În apă, antimoniul aparține clasei a doua de pericol, are un MPC de 0,005 mg/l, stabilit conform LPV sanitar-toxicologic. În apele naturale, standardul este de 0,05 mg/l. În apele uzate industriale evacuate în instalațiile de tratare cu biofiltre, conținutul de antimoniu nu trebuie să depășească 0,2 mg/l.

Praful și vaporii provoacă sângerări nazale, „febră de turnare” de antimoniu, pneumoscleroză, afectează pielea, perturbă funcțiile sexuale. Pentru aerosolii de antimoniu, MPC în aerul zonei de lucru este de 0,5 mg/m3, în aerul atmosferic de 0,01 mg/m3. Când este frecat în piele, antimoniul provoacă iritații, eritem, pustule, similar cu variola.

Acest tip de daune pot fi observate în profesiile care se ocupă de antimoniu: emailatori (oxid de antimoniu), imprimante (aliaje de imprimare, metal britanic). În caz de intoxicație cronică a organismului cu antimoniu, este necesar să se ia măsuri preventive, să se limiteze aportul, să se efectueze un tratament simptomatic, este posibil să se utilizeze agenți de complexare.

Cu toate acestea, în ciuda factorilor negativi asociați cu toxicitatea antimoniului, acesta, ca și compușii săi, este utilizat în medicină. Chiar și în secolele XV-XVI. preparatele de antimoniu erau folosite ca medicamente, în principal ca expectorante și emetice. Pentru a provoca vărsături, pacientului i s-a dat vin maturat într-un vas cu antimoniu. Unul dintre compușii de antimoniu, KC4H4O6 (SbO) * H2O, se numește piatră emetică. Mecanismul de acțiune al unui astfel de medicament este descris de noi mai sus.

Antimoniu. Cartierul Monarh (Sb), Gravelotte, Limpopo prov. Africa de Sud. Foto: A.A. Evseev.

Fapte interesante

Una dintre cele mai moderne metode de „utilizare” a antimoniului a intrat în arsenalul criminologilor. Faptul este că un glonț de pușcă lasă în urmă un flux de vortex (trasor) - o „urmă” în care există părți ale unui număr de elemente - plumb, antimoniu, bariu, cupru. Pe măsură ce se așează, lasă o „amprentă” invizibilă pe suprafață.

Cu toate acestea, aceste particule au fost invizibile doar până de curând, evoluțiile moderne fac posibilă determinarea prezenței particulelor și a direcției de zbor a glonțului. Acest lucru se întâmplă astfel: benzi de hârtie de filtru umedă sunt așezate pe suprafață, apoi sunt plasate într-un accelerator de particule elementar (sincrofazotron) și bombardate cu neutroni. Ca urmare a „decojirii”, unii dintre atomii transferați pe hârtie (inclusiv atomii de antimoniu) sunt transformați în izotopi radioactivi instabili, iar gradul de activitate a acestora face posibilă aprecierea conținutului acestor elemente din probe și, astfel, determina traiectoria și lungimea zborului glonțului, caracteristicile glonțului, armele și muniția.

Multe materiale semiconductoare care conțin antimoniu au fost obținute în condiții de greutate la bordul stațiilor științifice orbitale spațiale din apropierea Pământului Salyut-6 și Skylab.

Autorul cărții „Aventurile bunului soldat Schweik” din povestea „Piatra vieții” expune una dintre versiunile originii numelui „antimoniu”. În 1460, starețul mănăstirii Stahlhausen din Bavaria, părintele unei mănăstiri, căuta o piatră filosofală (un amalgam de aur și ruti - „aur alb”, evaporat în aur). În acele vremuri îndepărtate, cu greu ar fi fost posibil să se găsească măcar o mănăstire în ale cărei chilii și beciuri nu s-ar fi desfășurat lucrări alchimice (Spania, orașul Almaden, cel mai mare depozit de cinabru roșu industrial din lume - sulfură de mercur, un satelit de depozite de antimoniu, sublimare vulcanică uscată pe batoliți înroșiți). În fotografia de mai jos - depozite de tip "cinabru" și cinabru - un însoțitor de antimoniu în depozite.

Antimonit negru - sulfură de antimoniu, cu sateliți - calcedonie gri
și cinabru roșu într-o drusă, Nikitovka, regiunea Donețk, sud-estul Ucrainei

Într-unul dintre experimente, starețul a amestecat cenușa Jeannei D „Arc („Fecioara Orleans” – mândria Franței) într-un creuzet cu cenușă și dublul cantității de pământ luată de la locul arderii (cinabru). a început să încălzească acest „amestec infernal”. După evaporarea cu cărbune, s-a dovedit a fi o substanță grea, întunecată, cu un luciu metalic (mercur).Rezultatul l-a supărat pe stareț - cartea spunea că prețuită „piatra filosofală” ar trebui să fie lipsită de greutate și transparent (erori de traducere - scumpe și de culoare aurie).

Deziluzionat de „știința eretică”, Leonardus a aruncat substanța rezultată în curtea mănăstirii (cu cenușă - antimonit). Curând a observat că porcii lingă de bunăvoie „piatra” (cenzura) aruncată de el și se îngrașă repede. Hotărând că a descoperit un nutrient care îi poate hrăni pe cei flămânzi, călugărul a pregătit o nouă porție din „piatra vieții”, a zdrobit-o și a adăugat această pulbere în terciul pe care îl mâncau frații săi slabi în Hristos. A doua zi patruzeci de călugări ai mănăstirii au murit într-o agonie cumplită. Pocăindu-se de fapta sa, starețul a blestemat experimentele, și a redenumit „piatra vieții” antimoniu, adică un remediu „împotriva călugărilor”. Nu merită să garantezi autenticitatea poveștii, la fel ca și pentru autorul acestei versiuni.

Chimiștii medievali ai Europei de Vest (Spania) au descoperit că aproape toate metalele se dizolvă adesea în antimoniu topit (elementul „pietrei filozofale-II” - după mercur și amalgamele sale). Antimoniul – un metal care devorează alte metale – este un „prădător chimic”. Poate că, un astfel de raționament a condus la imaginea simbolică a antimoniului sub forma unei figuri de lup cu gura deschisă (deschisă) (arsuri ale producției chimice de antimoniu - „Gurile Iadului sau Diavolului” în Almaden, Spania, Biserica Catolică a Majestăţii Sale Regele Spaniei).

În literatura arabă, strălucirea cu plumb și antimoniu era numită al-kahkhal (machiaj), alko (g) ol, alkofol. Se credea că produsele cosmetice și terapeutice pentru ochi conțin un spirit misterios (genie), de aceea, probabil, lichidele volatile au început să fie numite alcool.

Toată lumea este familiarizată cu expresia „sprincene de antimoniu” (machiaj pe față), care anterior denota o operație cosmetică folosind pudra de sulfură de antimoniu Sb2S3. Cert este că compușii de antimoniu au culori diferite: unii sunt negri, alții sunt portocalii-roșii. Chiar și în timpuri imemoriale, arabii făceau comerț în țările din Est cu vopsea pentru sprâncene, care includea antimoniu. Autorul romanului „Samvel” descrie în detaliu tehnica acestei operații cosmetice: „Tânărul a scos din sân o geantă de piele, a luat un băț subțire de aur, ascuțit, l-a adus la buze, a respirat pe el, astfel încât s-a udat și l-a coborât în ​​pulbere. Bățul era acoperit cu un strat subțire de praf negru. A început să-și pună kohl pe ochi." În timpul săpăturilor arheologice ale înmormântărilor antice de pe teritoriul Armeniei, au fost găsite toate accesoriile cosmetice descrise mai sus: un băț subțire de aur și o cutie minusculă din marmură lustruită (furt la Vake în Spania, Evul Mediu, Europa de Vest).

Poveste

Numele descoperitorului antimoniului este necunoscut, deoarece acest metal este cunoscut omului încă din timpuri preistorice. Produsele din antimoniu și aliajele sale (în special, antimoniul cu cupru) au fost folosite de om de multe milenii, bronzul de antimoniu, folosit în timpul regatului babilonian, era format din cupru și aditivi de staniu, plumb și antimoniu. Descoperirile arheologice au confirmat presupunerea că în Babilon încă din 3 mii de ani î.Hr. (împreună cu însoțitorul său geologic - cinabru roșu) au fost realizate vase din antimoniu, de exemplu, descrierea fragmentelor de vază din antimoniu metalic găsite în Tello (sudul Babiloniei) este binecunoscută. Au fost găsite și alte obiecte din antimoniu, în special în Georgia, datând din mileniul I î.Hr. e. Aliajele de antimoniu cu plumb au fost, de asemenea, utilizate pentru fabricarea produselor și trebuie remarcat faptul că în antimoniul metalic nu era considerat un metal independent și a fost confundat cu plumb (un imitator al unei forme de producție chimică de tranziție a mercurului - un afrodisiac pentru femei).

În ceea ce privește compușii de antimoniu, cel mai faimos „lustru de antimoniu” - sulfura de antimoniu Sb2S3, care era cunoscută în multe țări. În India, Mesopotamia, Egipt, Asia Centrală și alte țări asiatice, din acest mineral s-a făcut o pulbere neagră, subțire și strălucitoare, care a fost folosită în scopuri cosmetice, în special pentru alcătuirea ochilor „unguent pentru ochi”. Pliniu cel Bătrân numește antimoniul stimmi și stibi - produse cosmetice și farmaceutice pentru machiaj și tratamentul ochilor. În literatura greacă a perioadei alexandrine, aceste cuvinte înseamnă un cosmetic negru (pulbere neagră).

În ceea ce privește cuvântul rus „antimoniu”, atunci, cel mai probabil, este de origine turcă - surme. Sensul original al acestui termen a fost - unguent, machiaj, unguent. Acest lucru este confirmat de păstrarea acestui cuvânt până în zilele noastre în multe limbi orientale: turcă, persană, uzbecă, azeră și altele. Potrivit altor surse, „antimoniul” provine din persanul „surme” – metal. În literatura rusă de la începutul secolului al XIX-lea, sunt folosite cuvintele antimoniu (Zakharov, 1810), surma, surma, gândacul surum și antimoniu.

Fiind în natură

În ciuda faptului că conținutul de antimoniu din scoarța terestră este relativ scăzut - conținutul mediu (clarke) 5∙10-5% (500 mg / t) - era cunoscut în antichitate. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece antimoniul face parte din aproximativ o sută de minerale, dintre care cel mai comun este luciul de antimoniu Sb2S3 - un mineral gri-plumb cu un luciu metalic (alias antimonit, alias stibnit), care conține mai mult de 70% antimoniu și servind drept materie primă industrială principală pentru primirea acesteia. Cea mai mare parte a strălucirii de antimoniu se formează în depozite hidrotermale, unde acumulările sale creează depozite de minereu de antimoniu sub formă de vene și corpuri de formă de foiță. În părțile superioare ale corpurilor de minereu, în apropierea suprafeței pământului, luciul de antimoniu suferă oxidare, formând o serie de minerale și anume: senarmontitul și valentita Sb2O3 (ambele minerale de aceeași compoziție chimică, conțin 83,32% antimoniu și 16,68% oxigen); bufet (ocru antimoniu) Sb2O4; stibiocanit Sb2O4 nH2O; cermesit Sb2S2O. În cazuri rare, minereurile de antimoniu (datorită afinității lor cu sulful) sunt reprezentate de sulfuri complexe de antimoniu, cupru, mercur, plumb, fier (berthierit FeSbS4, jamsonit Pb4FeSb6S14, tetraedrit Cu12Sb4S13, livingstonit HgSb4S8 și alții), precum și alții. oxicloruri (senarmontit, nodrit PbClSbO 2) antimoniu.

Conținutul de antimoniu în rocile efuzive magmatice este mai mic decât în ​​rocile sedimentare (sublimare vulcanică de-a lungul fisurilor din magma fierbinte pe un catalizator din calderă - apă). În sedimentare, cele mai mari concentrații de antimoniu se observă în șisturile argiloase (1,2 g/t), bauxite și fosforite (2 g/t) și cele mai scăzute în calcare și gresii (0,3 g/t). Cantități crescute de antimoniu se găsesc în cenușa de cărbune (intră în conflict cu cinabru cu apa - cinabru se formează pe arsen).

În compușii naturali, antimoniul, pe de o parte, prezintă proprietățile unui metal și este un element calcofil tipic, formând antimonitul. În același timp, antimoniul are proprietățile unui metaloid, care se manifestă prin formarea diferitelor sulfosăruri - boulangerit, tetraedrit, burnonit, pirargirit și altele. Cu un număr de metale (paladiu, arsenic), antimoniul este capabil să creeze compuși intermetalici. În plus, în natură se observă substituția izomorfă a antimoniului și arsenului în fahlor și geocronit Pb5(Sb, As)2S8 și a antimoniului și bismutului în cobellit Pb6FeBi4Sb2S16 și altele.

Trebuie remarcat faptul că antimoniul se găsește și în starea sa nativă. Antimoniul nativ este un mineral de compoziție Sb, uneori cu un ușor amestec de argint, arsenic, bismut (până la 5%). Apare sub formă de mase granulare (cristalizand în sistemul trigonal), formațiuni sinterizate și cristale lamelare romboedrice.

Antimoniul nativ are un luciu metalic, culoare alb-staniu cu o tentă galbenă. Se formează cu un deficit de sulf în antimoniu la temperatură joasă, antimoniu-aur-argint și cupru-plumb-zinc-antimoniu-argint-arsen, precum și depozitele pneumatolitice-hidrotermale de antimoniu-argint-tungsten de temperatură înaltă (în din urmă, conținutul de antimoniu poate atinge valori cristaline - Seinäjoki în Finlanda - un scut cristalin de antimoniu).

Conținutul de antimoniu în corpurile de minereu stratal este de la 1 la 10%, în venă - de la 3 la 50%, conținutul mediu este de la 5 la 20%, uneori mai mult. Corpurile de minereu stratificate se formează prin soluții hidrotermale la temperatură joasă prin umplerea fisurilor din roci, precum și prin înlocuirea acestora din urmă cu minerale de antimoniu. Două tipuri de depozite au o importanță comercială majoră: corpuri de rezervor, lentile, buzunare și depozite în depozite mature asemănătoare mantalei formate ca urmare a înlocuirii metasomatice a calcarelor sub sistul de șist cu compuși de silice și antimoniu (în China - Sikuanshan; Asia) . Al doilea tip de depozite este un sistem de filoane secante de cuarț-antimonit cu scufundare abruptă în șisturi (în CSI - Turgayskoye, Razdolninskoye, Sarylakh etc.; în Africa de Sud - Gravelot etc.). În al treilea rând - fisuri verticale (regiunea Donețk, sud-estul Ucrainei, Nikitovka). Depozite bogate de minerale de antimoniu au fost găsite în China, Bolivia, Japonia, SUA, Mexic și o serie de țări africane.

Aplicație

Datorită fragilității sale, antimoniul metalic este rar folosit, dar deoarece crește duritatea altor metale (de exemplu, staniu și plumb) și nu se oxidează în condiții normale, metalurgiștii îl introduc în compoziția diferitelor aliaje. Numărul total de aliaje care conțin elementul cincizeci și unu se apropie de două sute. Alierea unui număr de aliaje cu antimoniu era cunoscută încă din Evul Mediu: „Dacă o anumită porțiune de antimoniu este adăugată la staniu prin aliere, se obține un aliaj de imprimare ( garth) din care este realizat fontul folosit de cei care primesc cărțile."

Incredibil, un astfel de aliaj - garth(din ucraineană - " întărire", - antimoniu, staniu și plumb), care conține de la 5 la 30% Sb - un atribut indispensabil al unei tipografii! Care este unicitatea aliajului care a trecut de-a lungul secolelor? Antimoniul topit, spre deosebire de alte metale (cu excepția bismutului și galiu), se extinde la solidificare, își mărește volumul. Astfel, la turnarea unui font, aliajul de imprimare care conține antimoniu, solidificându-se în matricea de turnare, se extinde, datorită căruia îl umple etanș și reproduce o imagine în oglindă, care este transferată pe hârtie. .În plus, antimoniul conferă aliajului de imprimare duritate și rezistență la uzură, ceea ce este important la reutilizarea unui șablon (matrice, formă tipografică).

Aliajele plumb-antimoniu utilizate în inginerie chimică (pentru căptușeala căzilor de baie și alte echipamente rezistente la acizi) au duritate ridicată și rezistență la coroziune. Cel mai cunoscut aliaj gartble (conținut de Sb de la 5 la 15%) este utilizat pentru fabricarea țevilor prin care sunt transportate lichide agresive. Teci de telegraf, cabluri telefonice și electrice, electrozi, plăci de baterie, miezuri de gloanțe, împușcături, schije sunt fabricate din același aliaj. Aliajele de rulmenți (babbits) care conțin staniu, cupru, plumb și antimoniu (Sb de la 4 la 15%) și-au găsit aplicații largă (construcții de mașini-unelte, transport feroviar și rutier), au duritate suficientă, rezistență mare la abraziune, rezistență ridicată la coroziune. Antimoniul este adăugat și la metalele destinate turnării subțiri și casante.

Antimoniul pur este utilizat pentru a obține antimonide (AlSb, CaSb, InSb), precum și un aditiv în producția de compuși semiconductori. Un astfel de antimoniu este aliat (doar 0,000001%) cu cel mai important metal semiconductor - germaniul, pentru a-i îmbunătăți calitatea. O serie de compuși ai săi (în special, cu galiu și indiu) sunt semiconductori. Antimoniul este folosit în industria semiconductoarelor nu doar ca legende. Antimoniul este, de asemenea, utilizat în producția de diode (AlSb și CaSb), detectoare cu infraroșu și dispozitive cu efect Hall. Antimonidul de indiu este folosit pentru a construi senzori Hall, pentru a converti cantități neelectrice în cele electrice, în aparate de calcul, ca filtru și înregistrator de radiații infraroșii. Datorită benzii interzise mari, AlSb este folosit pentru a construi celule solare.

„Activitate” diversă și compuși de antimoniu. De exemplu, trioxidul de antimoniu (Sb2O3) este folosit în principal ca pigment pentru vopsele, opacizant pentru email, mordant în industria textilă, în producția de compuși și vopsele refractare, este, de asemenea, utilizat pentru fabricarea de elemente optice (iluminate) sticla, emailuri ceramice.

Pentoxidul de antimoniu (Sb2O5) este utilizat pe scară largă în fabricarea de produse farmaceutice, în producția de sticlă, ceramică, vopsele, în industria textilă și a cauciucului, ca parte integrantă a lămpilor fluorescente fluorescente (Sb este activat în lămpile fluorescente cu halofosfat de calciu) . Antimoniul trisulfuric este utilizat la producerea chibriturilor și în pirotehnică. Antimoniul piatiserina este folosit pentru vulcanizarea cauciucului (pentru cauciucul „medical”, care include Sb2S5, o culoare roșie caracteristică și elasticitate ridicată). Triclorura de antimoniu (SbCl3) este utilizată pentru albăstrirea oțelurilor, înnegrirea zincului, în medicină, ca mordant în producția de textile și ca reactiv în chimia analitică.

Stibina toxică sau antimoniul hidrogen SbH3 este folosit ca fumigant pentru combaterea insectelor dăunătoare din plantele agricole. Mulți compuși de antimoniu pot servi ca pigmenți în vopsele, de exemplu, antimoniul de potasiu (K2O * 2Sb2O5) este utilizat pe scară largă la fabricarea ceramicii, vopsea cu antimoniu, care se bazează pe trioxid de antimoniu, este folosită pentru a picta părțile subacvatice și suprastructurile navelor. . Metaantimoniul de sodiu (NaSbO3) numit „leuconină” este folosit pentru a acoperi ustensilele de bucătărie, precum și în producerea smalțului și a sticlei albe lăptoase.

Productie

Antimoniul este un element destul de rar, conținutul său în scoarța terestră nu este mai mare de 5∙10-5%, cu toate acestea, sunt cunoscute peste o sută de minerale care conțin acest element. Un mineral de antimoniu comun și semi-industrial (nu sulfură) este luciul de antimoniu, sau stibnitul, Sb2S3, care conține peste 70% antimoniu. Minereurile de antimoniu rămase diferă brusc unele de altele în conținutul lor de metal - de la 1 la 60%. Este imposibil să se obțină antimoniu metalic din minereuri care conțin mai puțin de 10% Sb. Din acest motiv, minereurile sărace sunt îmbogățite.

Sulfurile (cele mai bogate), precum și minereurile complexe sunt îmbogățite prin flotație și oxidate cu sulfuri - prin metode combinate. După îmbogățire, concentratul de minereu conține de la 30 la 60% Sb, astfel de materii prime sunt potrivite pentru prelucrarea în antimoniu, care este produs prin metode pirometalurgice sau hidrometalurgice. În prima variantă, transformările au loc în topitură sub influența temperaturii ridicate, în a doua - în soluții apoase de compuși de antimoniu și alte elemente. Metodele pirometalurgice pentru obținerea antimoniului includ: precipitarea, reducerea și topirea directă în cuptoare cu arbore. Topirea prin precipitații, materia primă pentru care este un concentrat de sulfură, se bazează pe deplasarea antimoniului din sulfura sa de către fier:

Sb2S3 + 3Fe → 2Sb + 3FeS

Procesul se desfășoară în cuptoare cu tambur reverberat sau rotativ astfel: fierul sub formă de așchii de fontă sau oțel este introdus direct în cuptor, apoi pentru a forma o atmosferă reducătoare care previne pierderile cu eliberarea de oxid de antimoniu volatil (III), cărbune (cărbune fin sau cocs). Fluxurile - sulfat de sodiu sau sodă - sunt introduse în încărcătura pentru zgura sterilă. Topirea încărcăturii are loc la o temperatură constantă de 1300-1400 o C. În urma topirii prin precipitare se formează antimoniu brut, care conține de la 95 la 97% Sb (în funcție de conținutul inițial din concentrat) și de la 3 până la 5% impurități - fier, aur, plumb, cupru, arsen și alte metale care au fost conținute în materia primă. Extracția antimoniului din concentratul original variază de la 77 la 92%.

Topirea prin reducere se bazează pe reducerea oxizilor de antimoniu la metal cu carbon solid:

Sb2O4 + 4C → 2Sb + 4CO

Se produce în cuptoare reverberatorii sau cu tambur scurt la o temperatură de 800-1.000 o C. Încărcătura este minereu oxidat, cărbune (praful de cărbune este posibil) și flux (sodă, potasiu). Se dovedește că antimoniul brut este mai pur decât în ​​timpul topirii prin precipitare (mai mult de 99% Sb), extracția metalului din concentrat este de 80-90%.

Topirea directă în cuptoarele cu ax este utilizată pentru a topi metalul din materii prime oxidate sau sulfurate. Temperatura maximă de 1 300-1 500 o C este atinsă prin arderea cocsului - parte integrantă a încărcăturii, calcarul, cenușurile de pirit sau minereul de fier acționează ca flux. Metalul se obține atât datorită reducerii carbonului (cărbunelui) cu cocs Sb2O3, cât și ca urmare a interacțiunii antimonitului neoxidat cu Sb2O3 cu îndepărtarea constantă a SO2 din topitură de către gazele cuptorului. Produsele de topire (metale brute și zgură) curg în partea inferioară a cuptorului și sunt evacuate din acesta într-un bazin.

O altă metodă de obținere a antimoniului – hidrometalurgică este din ce în ce mai folosită în ultimii ani. Se compune din două etape: prelucrarea materiilor prime cu transferul compușilor de antimoniu într-o soluție și izolarea antimoniului din aceste soluții. Complexitatea metodei constă în faptul că este problematic transferul antimoniului în soluție: majoritatea compușilor naturali de antimoniu nu se dizolvă în apă. S-a găsit însă solventul dorit - o soluție apoasă de sulfură de sodiu (120 g/l) și sodă caustică (30 g/l). Sulfura și oxidul de antimoniu intră în soluție sub formă de sulfasalți și săruri ale acizilor de antimoniu. Din soluția rezultată, antimoniul este izolat prin electroliză. Antimoniul brut, obținut prin metoda hidrometalurgică, nu se distinge prin puritate și conține de la 1,5 până la 15% impurități.

Pentru a obține antimoniu cu mai puține impurități, se folosește rafinarea pirometalurgică (la foc) sau electrolitică. Cea mai comună rafinare la foc în industrie se realizează în cuptoare cu reverberație. Când stibnitul este adăugat la tirajul de antimoniu topit, impuritățile de fier și de cupru formează compuși de sulf și se transformă în mată. Arsenicul este îndepărtat sub formă de arseniat de sodiu prin topire în atmosferă oxidantă (purjare cu aer) cu sodă sau potasiu, iar sulful este îndepărtat și el.

În prezența metalelor nobile, se utilizează rafinarea electrolitică anodică, ceea ce face posibilă concentrarea metalelor nobile în nămol. Antimoniul rafinat nu conține mai mult de 0,5-0,8% impurități străine. Cu toate acestea, chiar și un astfel de metal nu satisface toți consumatorii - pentru industria semiconductoare, de exemplu, este necesar un antimoniu cu o puritate de 99,999%. În acest caz, se utilizează o metodă de curățare cristalo-fizică - topirea zonei într-o atmosferă de argon, în cazuri deosebit de critice, topirea zonei se repetă de mai multe ori.

Proprietăți fizice

Antimoniul este cunoscut sub formă cristalină și trei modificări amorfe (exploziv, negru și galben). În aparență, antimoniul cristalin sau gri (modificarea sa principală) este un metal alb-argintiu strălucitor, cu o nuanță albăstruie, care este mai subțire, cu atât mai multe impurități (un element pur în stare liberă formează cristale în formă de ac care seamănă cu forma de stele).

Multe proprietăți mecanice depind de puritatea metalului. Antimoniul gri cristalizează într-un sistem trigonal (romboedric) (a = 0,45064 nm, z = 2, grupa spațială R3m), densitatea sa este de 6,61-6,73 g/cm3 (în stare lichidă - 6,55 g/cm3) . La o presiune de ~5,5 GPa, rețeaua romboedrică de antimoniu gri se transformă în modificarea cubică SbII. La o presiune de 8,5 GPa - în SbIII hexagonal. Peste 28 GPa, se formează SbIV. Antimoniul cristalin se topește la o temperatură scăzută - 630,5 o C, antimoniul topit începe să fiarbă la 1634 o C.

Capacitatea termică specifică a antimoniului la temperaturi de 20-100 o C este de 0,210 kJ / (kg * K) sau 0,0498 cal / (g * o C), conductivitatea termică la 20 o C este de 17,6 W / (m * K) sau 0,042 cal / (cm * sec * o C). Coeficient de temperatură de dilatare liniară pentru antimoniul policristalin 11,5 * 10-6 la temperaturi de la 0 la 100 o C; pentru un singur cristal a1 = 8,1 * 10-6, a2 = 19,5 * 10-6 la 0-400 o C, rezistivitatea electrică la 20 o C este de 43,045 * 10-6 cm * cm.

Antimoniul este diamagnetic, susceptibilitatea sa magnetică specifică este -0,66 * 10-6. Duritatea Brinell pentru metalul turnat este de 325-340 MN/m2 (32,5-34,0 kgf/mm2); modulul de elasticitate 285-300; rezistență finală 86,0 MN/m2 (8,6 kgf/mm2). Temperatura de tranziție a antimoniului la starea supraconductoare este de 2,7 K. Antimoniul gri are o structură stratificată, în care fiecare atom de Sb este legat piramidal de trei vecini din strat (distanța interatomică 0,288 nm) și are trei vecini cei mai apropiați în celălalt strat (interatomic). distanta 0,338 nm). În condiții normale, această formă de antimoniu este stabilă.

Cu o răcire bruscă a vaporilor de antimoniu gri, se formează antimoniul negru (densitate 5,3 g/cm3), care, încălzit la 400 o C fără aer, trece în antimoniu gri. Antimoniul negru are proprietăți semiconductoare. Antimoniul galben se formează prin acțiunea oxigenului asupra stibinei lichide SbH3 și conține cantități minore de hidrogen legat chimic. Când este încălzit, precum și când este iluminat cu lumină vizibilă, antimoniul galben se transformă în antimoniu negru.

Antimoniul exploziv arată ca grafitul (densitate 5,64-5,97 g/cm3) și explodează la impact și frecare. Această modificare se formează în timpul electrolizei unei soluții de SbCl3 în acid clorhidric la o densitate scăzută de curent și conține clor legat. Antimoniul exploziv, atunci când este frecat sau lovit cu o explozie, se transformă în antimoniu metalic.

Este imposibil să afirmăm fără echivoc că antimoniul este un metal. Chiar și alchimiștii medievali l-au clasat (totuși, la fel ca unele metale adevărate: zinc și bismut, de exemplu) la grupul de „semimetale”, deoarece erau mai prost forjate, iar maleabilitatea era considerată principala trăsătură a metalului, în plus, potrivit idei alchimice, fiecare metal a fost asociat cu un corp ceresc. Până în acel moment, toate corpurile cerești cunoscute fuseseră deja distribuite (Soarele era asociat cu aurul, Luna personificată argintul, Mercur - mercur, Venus - cupru, Marte - fier, Jupiter - staniu și Saturn - plumb), prin urmare, metale independente. , potrivit alchimiştilor, nu mai exista.

Spre deosebire de majoritatea metalelor, antimoniul, în primul rând, este casant și se macină în pulbere (acest lucru se poate face într-un mortar de porțelan cu un pistil de porțelan), iar în al doilea rând, conduce electricitatea și căldura mai rău (la 0 o C, conductivitatea sa electrică este de numai 3,76). % conductivitatea electrică a argintului). În același timp, antimoniul cristalin are un luciu metalic caracteristic, peste 310 o C devine plastic, în plus, monocristalele de înaltă puritate sunt plastice. Cu acidul sulfuric, antimoniul formează sulfatul Sb2 (SO4) 3 și se afirmă ca metal, iar acidul azotic oxidează antimoniul la un oxid superior, care se formează sub forma unui compus hidratat xSb2O5 * yH2O, dovedind caracterul său de non- metal. Se pare că proprietățile metalice ale antimoniului sunt destul de slab exprimate, cu toate acestea, proprietățile unui nemetalic sunt departe de a fi pe deplin inerente acestuia.

Proprietăți chimice

Configurația electronilor exteriori ai atomului de antimoniu este 5s25p3. În compuși, antimoniul este similar cu arsenul, dar diferă de acesta prin proprietăți metalice pronunțate și prezintă stări de oxidare de +5, +3 și -3. În termeni chimici, elementul cincizeci și unu este inactiv - în aer la temperatura camerei, antimoniul metalic este stabil, începe să se oxideze la temperaturi apropiate de punctul de topire (~ 600 o C) cu formarea de oxid de antimoniu (III), sau anhidridă de antimoniu - Sb2O3:

4Sb + 3O2 → 2Sb2O3

deasupra punctului de topire, antimoniul se aprinde. Oxidul de antimoniu (III) este un oxid amfoter cu predominanța proprietăților de bază, insolubil, formează minerale. Reacționează cu alcalii și acizii, iar în acizii puternici, cum ar fi sulfuric și clorhidric, oxidul de antimoniu (III) se dizolvă pentru a forma săruri de antimoniu (III), în alcalii pentru a forma săruri de antimoniu H3SbO3 sau acid metaantimoniu HSbO2:

Sb2O3 + 2NaOH → 2NaSbO2 + H2O

Sb2O3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2O

Când Sb2O3 este încălzit peste 700 o C în oxigen, se formează un oxid din compoziția Sb2O4:

2Sb2O3 + O2 → 2Sb2O4

Sb2O4 conține simultan antimoniu tri- și pentavalent. În structura sa, grupurile octaedrice și sunt conectate între ele. Acest oxid de antimoniu este cel mai stabil.

Antimoniul în pulbere zdrobită arde într-o atmosferă de clor, elementul cincizeci și unu reacționează activ cu alți halogeni, formând halogenuri de antimoniu. Antimoniul metalic nu reacționează cu azotul și hidrogenul, la fel ca și cu siliciul și borul, carbonul se dizolvă ușor în antimoniul topit. Cu sulful, fosforul, arsenul și cu multe metale, antimoniul se combină în timpul fuziunii. Combinând cu metale, antimoniul formează antimonide, de exemplu, antimonidul de staniu SnSb, nichel Ni2Sb3, NiSb, Ni5Sb2 și Ni4Sb. Antimonidele pot fi considerate produse de substituție a hidrogenului în stibină (SbH3) cu atomi de metal. Unele antimonide, în special AlSb, GaSb, InSb, au proprietăți semiconductoare.

Antimoniul este rezistent la apă și acizi diluați. De exemplu, antimoniul nu se dizolvă în acid clorhidric și acid sulfuric diluat. Nu reacționează cu acizii fluorhidric și fluorhidric. Cu toate acestea, acizii clorhidric și sulfuric concentrați dizolvă lent antimoniul cu formarea de clorură SbCl3 și sulfat de Sb2(SO4)3. Acidul β-antimoniu slab solubil HSbO3 se formează cu acid azotic concentrat:

3Sb + 5HNO3 → 3HSbO3 + 5NO + H2O

Antimoniul se dizolvă în acva regia - într-un amestec de acizi nitric și tartric. Soluțiile de alcalii și NH3 nu acționează asupra antimoniului, alcaliile topite dizolvă antimoniul cu formarea de antimoniu.

Când este încălzit cu nitrați sau clorați de metale alcaline, pulbere de antimoniu formează săruri ale acidului de antimoniu cu fulger. De interes practic sunt sărurile puțin solubile ale acidului de antimoniu - antimonați (MeSbO3 * 3H2O, unde Me este Na, K) și sărurile acidului metaantimon neizolat - metaantimoniți (MeSbO2 * 3H2O), care au proprietăți reducătoare. Antimonații (III) ai metalelor alcaline, în special potasiul, sunt solubili în apă, spre deosebire de alți antimonați.

Când sunt încălzite în aer, se oxidează la antimonați (V). Cunoscuți sunt metaantimonații (III), de exemplu, KSbO2, ortoantimonații (III), cum ar fi Na3SbO3 și poliantimonații, de exemplu, NaSb5O8, Na2Sb4O7. Elementele pământurilor rare se caracterizează prin formarea ortoantimonaților LnSbO3 și Ln3Sb5O12. Antimonati de nichel, mangan - catalizatori in sinteza organica (reactii de oxidare si policondensare), antimonati de elemente de pamant rare - fosfori.

Dintre compușii importanți ai antimoniului, pe lângă oxidul (III), se mai izolează și următorii: hidrură (stibină) SbH3 - un gaz toxic incolor format prin acțiunea HCl asupra antimonidelor de magneziu sau zinc sau soluție de acid clorhidric de SbCl3 asupra NaBH4 . Stibina se descompune încet la temperatura camerei în antimoniu și hidrogen, procesul este accelerat semnificativ când este încălzită la 150 o C; se oxidează, arde în aer; ușor solubil în apă; folosit pentru a obține antimoniu de înaltă puritate. Un alt compus important al elementului cincizeci și unu, oxidul de antimoniu (V) sau anhidrida de antimoniu, Sb2O5 (cristale galbene, se dizolvă în apă pentru a forma acid de antimoniu) este în primul rând acid.

Interesant este că oxidul inferior de antimoniu (Sb2O3) se numește anhidridă de antimoniu, deși această afirmație este incorectă, deoarece anhidrida este un oxid care formează acid, iar în Sb (OH) 3, Sb2O3 hidrat, proprietățile bazice predomină în mod clar asupra celor acide. Astfel, proprietățile oxidului inferior de antimoniu indică faptul că antimoniul este un metal. Cu toate acestea, cel mai mare oxid de antimoniu Sb2O5 este într-adevăr o anhidridă cu proprietăți acide pronunțate, ceea ce vorbește în favoarea faptului că antimoniul este încă un nemetal. Se pare că dualismul observat în caracteristicile fizice ale antimoniului este urmărit și în proprietățile sale chimice ale antimoniului.

Antimonitul. Județul Minei White Caps Nevada, SUA. Foto: A.A. Evseev.

Utilizarea materialelor de pe site-ul web http://i-Think.ru/

ADR 6.1
Substante toxice (otrava)
Risc de otrăvire prin inhalare, contact cu pielea sau prin înghițire. Periculoase pentru mediul acvatic sau pentru sistemul de canalizare
Folosiți o mască de ieșire de urgență
Diamant alb, număr ADR, craniu negru și oase încrucișate

ADR 8
Substanțe corozive (caustice).
Risc de arsuri din cauza coroziunii pielii. Pot reactiona violent intre ele (componente), cu apa si alte substante. Materialul vărsat/împrăștiat poate elibera vapori corozivi.
Periculoase pentru mediul acvatic sau pentru sistemul de canalizare
Jumătatea superioară albă a rombului, negru - inferioară, egală ca mărime, număr ADR, eprubete, mâini

Numele încărcăturii deosebit de periculoase în timpul transportului	Număr ONU	Clasă ADR
PULBER DE ANTIMONIU	2871	6.1
Pentafluorura de antimoniu Pentafluorura de antimoniu	1732	8
LACTAT DE ANTIMONIU	1550	6.1
PENTAFLUORURĂ DE ANTIMONIU	1732	8
PENTACLORURĂ DE ANTIMONIU LICHID	1730	8
SOLUȚIE DE PENTACLORUR DE ANTIMONIU	1731	8
COMPUS DE ANTIMONIU, ANORGANIC, LICHID, N.C.C.	3141	6.1
COMPUS DE ANTIMONIU, ANORGANIC, SOLID, N.C.K.	1549	6.1
TRICLORURĂ DE ANTIMONIU, SOLID	1733	8
TARTRAT DE ANTIMONI-POTASIU	1551	6.1

Antimoniu (lat. Stibium; notat cu simbolul Sb) - un element al subgrupului principal al celui de-al cincilea grup al perioadei a cincea a sistemului periodic de elemente chimice al lui D. I. Mendeleev, numărul atomic 51.

Masa atomică - 121,76

Densitate, kg/m³ - 6620

Punct de topire, ° С - 630,5

Capacitate termică, kJ / (kg ° С) - 0,205

Electronegativitatea - 1,9

Raza covalentă, Å - 1,40

prima ionizare potenţial, ev - 8,64

Informații istorice despre antimoniu

Alături de aur, mercur, cupru și alte șase elemente, se crede că antimoniul este preistoric. Numele descoperitorului său nu a ajuns până la noi. Se știe doar că, de exemplu, în Babilon încă din 3 mii de ani î.Hr. din el s-au făcut vase. Numele latin pentru elementul „stibium” se găsește în scrierile lui Pliniu cel Bătrân. Cu toate acestea, grecescul „στιβι”, de la care provine acest nume, sa referit inițial nu la antimoniul în sine, ci la cel mai comun mineral al său, luciul de antimoniu.

În țările Europei antice se cunoștea doar acest mineral. La mijlocul secolului, ei au învățat să mirosească din ea „kinglet de antimoniu”, care era considerat semi-metal. Agricola (1494...1555), cel mai mare metalurgist al Evului Mediu, scria: „Dacă la plumb se adaugă prin aliere o anumită porțiune de antimoniu, se obține un aliaj tipografic, din care se face un tip, folosit de cei care tipăriți cărți.” Astfel, una dintre principalele utilizări curente ale elementului #51 este veche de multe secole.

Proprietățile și metodele de obținere a antimoniului, preparatele și aliajele acestuia pentru prima dată în Europa sunt descrise în detaliu în binecunoscuta carte „Carul de triumf al antimoniului”, publicată în 1604. De mulți ani, alchimistul benedictin Vasily Valentin, care ar fi trăit la începutul secolului al XV-lea, era considerat autorul ei. Cu toate acestea, în secolul trecut, s-a stabilit că acest lucru nu sa întâmplat niciodată în rândul călugărilor din ordinul benedictin. Oamenii de știință au ajuns la concluzia că „Vasili Valentin” este pseudonimul unui om de știință necunoscut care și-a scris tratatul nu mai devreme de mijlocul secolului al XVI-lea. ... Denumirea de „antimoniu”, dată de el antimoniului sulfuros natural, istoricul german Lipman derivă din grecescul ανεμον - „floare” (prin apariția intercreșterilor de cristale acitice de luciu de antimoniu, asemănătoare cu florile din familia Compositae).

Denumirea de „antimoniu” atât aici, cât și în străinătate s-a referit mult timp doar la acest mineral. Și la acea vreme, antimoniul metalic era numit regele antimoniului - regulus antimoni. În 1789, Lavoisier a inclus antimoniul în lista substanțelor simple și i-a dat numele de antimonie, care rămâne denumirea franceză pentru elementul nr. 51 până în prezent. Numele englezești și germane sunt aproape de el - antimoniu, Antimon.

Există, totuși, o altă versiune. Ea are mai puțini susținători eminenți, dar printre aceștia se numără și creatorul lui Schweik - Yaroslav Hasek.

Între rugăciuni și treburile casnice, părintele Leonardus, starețul mănăstirii Stahlhausen din Bavaria, căuta o piatră filosofală. Într-unul dintre experimentele sale, a amestecat într-un creuzet cenușa unui eretic ars cu cenușa pisicii sale și dubla cantitatea de pământ luată de la locul arderii. Călugărul a început să încălzească acest „amestec infernal”.

După evaporare, s-a obținut o substanță grea întunecată cu un luciu metalic. A fost neașteptat și interesant; Cu toate acestea, părintele Leonardus s-a enervat: în cartea care a aparținut ereticului ars, se spunea că piatra filosofilor ar trebui să fie fără greutate și transparentă... Iar părintele Leonardus a aruncat substanța rezultată departe de păcat - în curtea mănăstirii.

După ceva timp, a fost surprins să observe că porcii lingă de bunăvoie „piatra” pe care a aruncat-o și, în același timp, se îngrașă rapid. Și atunci părintele Leonardus a avut o idee genială: a decis că a descoperit un nutrient care este potrivit și pentru oameni. A pregătit o nouă porție din „piatra vieții”, a zdrobit-o și a adăugat această pulbere în terci, pe care o mâncau frații săi slabi în Hristos.

A doua zi, toți cei patruzeci de călugări ai mănăstirii Stahlhausen au murit într-o agonie cumplită. Pocăindu-se de fapta sa, starețul și-a blestemat experimentele și a redenumit „piatra vieții” în antimoniu, adică un remediu împotriva călugărilor.

Este dificil să garantezi autenticitatea detaliilor acestei povești, dar această versiune este prezentată în povestea lui J. Hasek „Piatra vieții”.

Etimologia cuvântului „antimoniu” este discutată mai sus în detaliu. Rămâne doar să adăugăm că numele rusesc pentru acest element – ​​„antimoniu” – provine din turcul „surme”, care se traduce prin „frecare” sau „înnegrire a sprâncenelor”. Până în secolul al XIX-lea. în Rusia, a existat o expresie „la sprâncene îmbufnate”, deși erau „antimoniu” în nici un caz întotdeauna cu compuși de antimoniu. Doar unul dintre ele - o modificare neagră a antimoniului trisulfuric - a fost folosit ca colorant pentru sprâncene. A fost desemnat mai întâi printr-un cuvânt, care mai târziu a devenit numele rusesc pentru element.

Antimoniul este cunoscut din cele mai vechi timpuri. În țările din Orient, a fost folosit aproximativ 3000 î.Hr. e. pentru confecţionarea vaselor. În Egiptul antic deja în secolul al XIX-lea. î.Hr e. pudră de sclipici de antimoniu (Sb 2 S 3 natural) numită mesten sau tulpina folosit pentru înnegrirea sprâncenelor. În Grecia antică era cunoscut ca stimiȘi stibi, de aici latină stibium. Aproximativ secolele 12-14. n. e. a apărut numele antimoniu. În 1789 A. Lavoisier a inclus antimoniul în lista elementelor chimice sub denumire antimoine(Engleza modernă antimoniu, spaniolă și italiană antimoniu, Limba germana Antimon). „antimoniul” rusesc vine din turcă surme; el a desemnat pulberea de luciu de plumb PbS, care a servit și la înnegrirea sprâncenelor (conform altor surse, „antimoniu” - din persanul „surmium” - metal). O descriere detaliată a proprietăților și metodelor de obținere a antimoniului și a compușilor acestuia a fost dată pentru prima dată de alchimistul Vasily Valentin (Germania) în 1604.

Găsirea antimoniului în natură

Conținutul mediu de antimoniu din scoarța terestră este de 500 mg/t. Conținutul său în rocile magmatice este în general mai scăzut decât în ​​cele sedimentare. Dintre rocile sedimentare, cele mai mari concentrații de antimoniu se observă în șisturile argiloase (1,2 g/t), bauxite și fosforite (2 g/t) și cele mai scăzute în calcare și gresii (0,3 g/t). Cantități crescute de antimoniu se găsesc în cenușa de cărbune. Antimoniul, pe de o parte, în compușii naturali are proprietățile unui metal și este un element calcofil tipic, formând antimonitul. Pe de altă parte, are proprietățile unui metaloid, care se manifestă prin formarea diferitelor sulfosăruri - bournonit, boulangerit, tetraedrit, jamsonit, pirargirit etc. Antimoniul poate forma compuși intermetalici cu metale precum cuprul, arsenul și paladiu. Raza ionică a antimoniului Sb 3+ este cea mai apropiată de razele ionice ale arsenului și bismutului, datorită cărora există o substituție izomorfă a antimoniului și arsenului în fahlor și geocronit Pb 5 (Sb, As) 2 S 8 și a antimoniului și bismutului în cobelit Pb 6 FeBi 4 Sb 2 S 16; Volatilitatea antimoniului într-un număr de compuși ai săi este relativ scăzută. Halogenurile de antimoniu SbCl 3 au cea mai mare volatilitate. În condiții supergene (în straturile apropiate de suprafață și la suprafață), antimonitul suferă oxidare aproximativ după următoarea schemă: Sb 2 S 3 + 6O 2 = Sb 2 (SO 4) 3 . Sulfatul de oxid de antimoniu rezultat este foarte instabil și se hidrolizează rapid, transformându-se în ocru de antimoniu - bufet Sb 2 O 4, stibioconit Sb 2 O 4 nH 2 O, valentinit Sb 2 O 3 etc. Solubilitatea în apă este destul de scăzută 1,3 mg/l , dar crește semnificativ în soluții de alcaline și metale sulfuroase cu formarea unui tioacid de tip Na 3 SbS 3. Antimonitul Sb 2 S 3 (71,7% Sb) are principala importanță industrială. Sulfosărurile tetraedrite Cu 12 Sb 4 S 13 , bournonita PbCuSbS 3 , boulangeritul Pb 5 Sb 4 S 11 și jamsonitul Pb 4 FeSb 6 S 14 sunt de mică importanță.

Proprietățile fizice ale antimoniului

În stare liberă, formează cristale de culoare alb-argintiu cu o strălucire metalică, densitate 6,68 g/cm³. Cu aspectul unui metal, antimoniul cristalin este mai fragil și mai puțin conductiv termic și electric. Antimoniul este cunoscut sub formă cristalină și în trei forme amorfe (exploziv, negru și galben). Antimoniul exploziv (densitate 5,64-5,97 g/cm 3) explodează la orice contact; format în timpul electrolizei unei soluții de SbCl3; negru (densitate 5,3 g/cm 3) - cu răcire rapidă a vaporilor de antimoniu; galben - când oxigenul este trecut în SbH 3 lichefiat. Antimoniul galben și negru sunt instabili, la temperaturi scăzute se transformă în antimoniu obișnuit. Cel mai stabil antimoniu cristalin cristalizează în sistemul trigonal, a = 4,5064 Å; densitate 6,61-6,73 g/cm3 (lichid - 6,55 g/cm3); tpl 630,5 °C; kip t 1635-1645 °С: capacitate termică specifică la 20-100 °С 0,210 kJ/(kg K); conductivitate termică la 20 ° C 17,6 W / (m K) . Coeficientul de temperatură de dilatare liniară pentru antimoniu policristalin 11,5·10 -6 la 0-100 °C; pentru un singur cristal a 1 = 8,1 10 -6, a 2 = 19,5 10 -6 la 0-400 ° C, rezistivitate electrică (20 ° C) (43,045 10 -6 cm cm). Antimoniul este diamagnetic, susceptibilitatea magnetică specifică este -0,66·10 -6 . Spre deosebire de majoritatea metalelor, antimoniul este fragil, se desparte ușor de-a lungul planurilor de clivaj, se uzează în pulbere și nu poate fi forjat (uneori este denumit semimetale). Proprietățile mecanice depind de puritatea metalului. Duritate Brinell pentru metal turnat 325-340 MN / m 2 (32,5-34,0 kgf / mm 2); modulul de elasticitate 285-300; rezistență finală 86,0 MN / m 2 (8,6 kgf / mm 2).

Antimoniu - metal sau nu metal?

Șapte metale erau cunoscute metalurgiștilor și chimiștilor medievali: aur, argint, cupru, staniu, plumb, fier și mercur. Zincul, bismutul și arsenul, descoperite la acea vreme, împreună cu antimoniul, au fost alocate unui grup special de „semimetale”: erau mai prost forjate, iar ductilitatea era considerată principala caracteristică a metalului. În plus, conform ideilor alchimice, fiecare metal era asociat cu un corp ceresc. Și erau cunoscute șapte astfel de corpuri: Soarele (aurul i-a fost asociat), Luna (argint), Mercur (mercur), Venus (cuprul), Marte (fier), Jupiter (staniul) și Saturn (plumb).

Nu era suficient corp ceresc pentru antimoniu și, pe această bază, alchimiștii nu au vrut să-l recunoască ca un metal independent. Dar, destul de ciudat, au avut parțial dreptate, ceea ce nu este greu de confirmat prin analiza proprietăților fizice și chimice ale antimoniului.

Proprietățile chimice ale antimoniului

Configurația electronilor exteriori ai atomului Sb este 5s 2 5p 3 . În compuși, prezintă stări de oxidare în principal +5, +3 și -3. În termeni chimici, este inactiv. Nu se oxidează în aer până la punctul de topire. Nu reacționează cu azotul și hidrogenul. Carbonul se dizolvă ușor în antimoniu topit. Metalul interacționează activ cu clorul și alți halogeni, formând halogenuri de antimoniu. Interacționează cu oxigenul la temperaturi peste 630 ° C cu formarea de Sb 2 O 3. Atunci când este fuzionat cu sulf, se obțin sulfuri de antimoniu, acesta interacționează și cu fosforul și arsenul. Antimoniul este rezistent la apă și acizi diluați. Acizii clorhidric și sulfuric concentrați dizolvă lent Antimoniul cu formarea de clorură SbCl 3 și sulfat de Sb 2 (SO 4) 3 ; acidul azotic concentrat oxidează antimoniul la un oxid superior, care se formează sub formă de compus hidratat xSb 2 O 5 yH 2 O. Săruri puțin solubile ale acidului de antimoniu - antimonați (MeSbO 3 3H 2 O, unde Me - Na, K) şi săruri neizolate acid metaantimonic - metaantimoniţi (MeSbO 2 ·3H 2 O), care au proprietăţi reducătoare. Antimoniul se combină cu metalele pentru a forma antimonide.

De asemenea, o analiză detaliată a proprietăților chimice ale antimoniului nu a făcut posibilă eliminarea acestuia din secțiunea „nici aceasta, nici aceea”. Stratul exterior, electronic, al atomului de antimoniu este format din cinci electroni de valență s 2 p 3 . Trei dintre ele ( p-electroni) - nepereche și doi ( s-electroni) sunt perechi. Primele se desprind mai ușor de atom și determină valența 3+ caracteristică antimoniului. Odată cu manifestarea acestei valențe, o pereche de electroni de valență neîmpărțiți s 2 este in stoc. Când această rezervă este epuizată, antimoniul devine pentavalent. Pe scurt, prezintă aceleași valențe ca și omologul său din grup, fosforul nemetal.

Să urmărim cum se comportă antimoniul în reacțiile chimice cu alte elemente, de exemplu, cu oxigenul și care este natura compușilor săi.

Când este încălzit în aer, antimoniul se transformă ușor în oxid Sb 2 O 3 - un solid alb, aproape insolubil în apă. În literatură, această substanță este adesea numită anhidridă de antimoniu, dar acest lucru este incorect. La urma urmei, anhidrida este un oxid care formează acid, iar în Sb (OH) 3, Sb 2 O 3 hidrat, proprietățile bazice predomină în mod clar asupra celor acide. Proprietățile oxidului inferior de antimoniu indică faptul că antimoniul este un metal. Dar cel mai mare oxid de antimoniu Sb 2 O 5 este într-adevăr o anhidridă cu proprietăți acide pronunțate. Deci, antimoniul este încă un nemetal?

Există, de asemenea, un al treilea oxid - Sb 2 O 4. În el, un atom de antimoniu este de trei, iar celălalt este pentavalent, iar acest oxid este cel mai stabil. În interacțiunea sa cu alte elemente - aceeași dualitate, iar problema antimoniului metalului sau nemetalului rămâne deschisă. De ce, atunci, în toate cărțile de referință apare printre metale? În principal de dragul clasificării: trebuie să-l puneți undeva, dar în exterior arată mai mult ca metal...

În cărțile medievale, antimoniul era desemnat prin figura unui lup cu gura deschisă. Probabil, un astfel de simbol „prădător” al acestui metal se explică prin faptul că antimoniul dizolvă („devorează”) aproape toate celelalte metale.

Tehnologie pentru obținerea antimoniului

Metalul se obține prin prelucrarea pirometalurgică și hidrometalurgică a concentratelor sau a minereului care conțin 20-60% Sb. Metodele pirometalurgice includ precipitarea și topirea prin reducere. Materiile prime pentru topirea prin precipitare sunt concentratele de sulfuri; procesul se bazează pe deplasarea antimoniului din sulfura acestuia de către fier: Sb 2 S 3 + 3Fe => 2Sb + 3FeS. Fierul este introdus în încărcătură sub formă de resturi. Topirea se realizează în cuptoare reverberative sau cu tambur scurt rotativ la 1300-1400 °C. Extracția antimoniului în metal brut este mai mare de 90%. Topirea prin reducere a antimoniului se bazează pe reducerea oxizilor acestuia la metal cu cărbune sau praf de cărbune și pe zgură roci sterile. Topirea prin reducere este precedată de arderea de oxidare la 550 °C cu exces de aer. Cenușa conține oxid de antimoniu nevolatil. Cuptoarele electrice pot fi folosite atât pentru precipitare, cât și pentru reducerea topiturii. Metoda hidrometalurgică de obținere a Antimoniului constă în două etape: tratarea materiilor prime cu o soluție de sulfură alcalină cu transferul Antimoniului într-o soluție sub formă de săruri acide de antimoniu și sulfosaruri și izolarea Antimoniului prin electroliză. Antimoniul brut, în funcție de compoziția materiei prime și de metoda de producere a acesteia, conține de la 1,5 până la 15% impurități: Fe, As, S și altele. Pentru a obține antimoniu pur se folosește rafinarea pirometalurgică sau electrolitică. În timpul rafinării pirometalurgice, impuritățile de fier și cupru sunt îndepărtate sub formă de compuși ai sulfului prin introducerea de antimonit (krudum) - Sb 2 S 3 în topitura de antimoniu, după care arsenicul (sub formă de arsenat de sodiu) și sulful sunt îndepărtate prin suflare. aer sub zgura de sifon. În timpul rafinării electrolitice cu un anod solubil, antimoniul brut este purificat din fier, cupru și alte metale rămase în electrolit (Cu, Ag, Au rămân în nămol). Electrolitul este o soluție constând din SbF3, H2SO4 și HF. Conținutul de impurități în Antimoniu rafinat nu depășește 0,5-0,8%. Pentru a obține antimoniu de înaltă puritate, se folosește topirea zonei într-o atmosferă de gaz inert sau se obține antimoniu din compuși purificați anterior - oxid (III) sau triclorura.

Aplicarea antimoniului

Datorită fragilității sale, antimoniul metalic este rar folosit. Cu toate acestea, deoarece antimoniul crește duritatea altor metale (staniu, plumb) și nu se oxidează în condiții normale, metalurgiștii îl introduc adesea în compoziția diferitelor aliaje. Numărul de aliaje în care este inclus elementul este aproape de 200.

Antimoniul este folosit în principal sub formă de aliaje pe bază de plumb și cositor pentru plăci de baterii, mantale de cablu, rulmenți (babbit), aliaje utilizate în tipărire (hart), etc. Astfel de aliaje au duritate, rezistență la uzură și rezistență la coroziune crescute. În lămpile fluorescente, halofosfatul de calciu activează Sb. Antimoniul este inclus în compoziția materialelor semiconductoare ca adiție de aliere la germaniu și siliciu, precum și în compoziția antimonidelor (de exemplu, InSb). Izotopul radioactiv 122 Sb este utilizat în surse de radiații γ și neutroni.

Este folosit în industria semiconductoarelor în producția de diode, detectoare cu infraroșu, dispozitive cu efect Hall. Este o componentă a aliajelor de plumb, crescându-le duritatea și rezistența mecanică. Domeniul de aplicare include:

• baterii
• aliaje antifricțiune
• aliaje de imprimare
• arme de calibru mic si gloante trasoare
• mantale de cablu
• chibrituri
• medicamente, medicamente antiprotozoare
• lipire - unele lipituri fără plumb conțin 5% Sb
• utilizare la mașinile de tipar linotip

Împreună cu staniul și cuprul, antimoniul formează un aliaj metalic - babbitt, care are proprietăți antifricțiune și este utilizat în rulmenți lipiți. Sb se adaugă și la metalele destinate turnării subțiri.

Compușii de antimoniu sub formă de oxizi, sulfuri, antimonat de sodiu și triclorura de antimoniu sunt utilizați în producția de compuși refractari, emailuri ceramice, sticlă, vopsele și produse ceramice. Trioxidul de antimoniu este cel mai important dintre compușii de antimoniu și este utilizat în principal în compozițiile ignifuge. Sulfura de antimoniu este unul dintre ingredientele din capete de chibrit.

Sulfura naturală de antimoniu, stibnitul, era folosită în vremurile biblice în medicină și cosmetică. Stibnitul este încă folosit în unele țări în curs de dezvoltare ca medicament.

Compușii de antimoniu precum antimoniatul de meglumină (glucantim) și stibogluconat de sodiu (pentostam) sunt utilizați în tratamentul leishmaniozei.

Efectul antimoniului asupra corpului uman

Conținutul de antimoniu (la 100 g de substanță uscată) este de 0,006 mg la plante, 0,02 mg la animalele marine și 0,0006 mg la animalele terestre. Antimoniul intră în corpul animalelor și al oamenilor prin organele respiratorii sau tractul gastro-intestinal. Se excretă în principal cu fecale, în cantități mici - cu urina. Antimoniul este concentrat selectiv în glanda tiroidă, ficat și splină. Antimoniul se acumulează predominant în eritrocite în starea de oxidare +3, în plasma sanguină - în starea de oxidare. +5. Concentrația maximă admisă de antimoniu este de 10 -5 - 10 -7 g la 100 g de țesut uscat. La o concentrație mai mare, acest element inactivează o serie de enzime ale metabolismului lipidic, glucidic și proteic (posibil ca urmare a blocării grupărilor sulfhidril).

Antimoniul prezintă un efect iritant și cumulativ. Se acumulează în glanda tiroidă, îi inhibă funcția și provoacă gușă endemică. Cu toate acestea, ajungând în tractul digestiv, compușii de antimoniu nu provoacă otrăvire, deoarece sărurile Sb (III) sunt hidrolizate acolo cu formarea de produse slab solubile. În același timp, compușii de antimoniu (III) sunt mai toxici decât antimoniul (V). Praful și vaporii de Sb provoacă sângerări nazale, „febră de turnare a antimoniului”, pneumoscleroză, afectează pielea și perturbă funcțiile sexuale. Pragul de percepție a gustului în apă este de 0,5 mg/l. Doza letală pentru un adult este de 100 mg, pentru copii - 49 mg. Pentru aerosolii de antimoniu, MPC în aerul zonei de lucru este de 0,5 mg/m³, în aerul atmosferic de 0,01 mg/m³. MPC în sol 4,5 mg/kg. În apa potabilă, antimoniul aparține clasei a 2-a de pericol, are un MPC de 0,005 mg/l, stabilit conform LPV sanitar-toxicologic. În apele naturale, standardul de conținut este de 0,05 mg/l. În apele uzate industriale evacuate în instalațiile de tratare cu biofiltre, conținutul de antimoniu nu trebuie să depășească 0,2 mg/l.

Descrierea și proprietățile antimoniului

Pentru prima dată omenirea a început să folosească antimoniu cu mult înaintea erei noastre. La urma urmei, până acum, arheologii găsesc fragmente sau produse din antimoniu metalic în locurile vechiului Babilon, ceea ce corespunde începutului secolului al III-lea î.Hr. Ca metal independent, antimoniul este rar folosit în producție, dar în principal în compuși cu alte elemente. Cea mai populară aplicație care a ajuns până în vremurile noastre este utilizarea mineralului „antimoniu luciu” în cosmetologie ca creion de ochi sau vopsea pentru gene și sprâncene.

În sistemul periodic al lui D. I. Mendeleev antimoniul este un element chimic, care aparține grupului V, simbolul său este Sb. Număr atomic 51, masă atomică 121,75, densitate 6620 kg/m3. Proprietățile antimoniului- culoare alb-argintiu cu o tentă albăstruie. Prin structura sa, metalul este cu granulatie grosiera si foarte casant, poate fi usor macinat manual pana la o stare de pulbere intr-un mortar de portelan si nu se preteaza. Punctul de topire al metalului este de 630,5 ⁰С, punctul de fierbere este de 1634 °C.

Pe lângă forma cristalină standard, există încă trei stări amorfe de antimoniu în natură:

exploziv antimoniu- se formează în timpul electrolizei compusului SbCI3 într-un mediu de acid clorhidric și explodează la impact sau atingere, revenind astfel la starea sa normală.

galben antimoniu- se obtine prin actiunea moleculelor de oxigen O2 asupra combinatiei hidrogenului cu antimoniul SbH 3.

Negru antimoniu- se formează în timpul răcirii puternice a vaporilor de antimoniu galben.

În condiții normale proprietățile antimoniului nu se schimbă, nu se dizolvă în apă. Funcționează bine în formă aliaj de antimoniu cu alte metale, deoarece principalul său avantaj este creșterea durității metalelor, de exemplu, conexiunea plumb - antimoniu(de la 5-15%) este cunoscut sub numele de garbtley. Chiar dacă adăugați 1% antimoniu la plumb, puterea acestuia va crește deja semnificativ.

Depunerea și extragerea antimoniului

Antimoniul este un element, care este extras din minereuri. Minereurile de antimoniu sunt numite formațiuni minerale care conțin antimoniu în astfel de cantități încât, la extragerea metalului pur, să se obțină efectul economic și industrial maxim. După conținutul principal element - antimoniu, minereurile sunt clasificate:

- Foarte bogat, Sb - în limita a 50%.

- Bogat, Sb - nu mai mult de 12%.

- Obișnuit, Sb - de la 2 la 6%.

- Slab, Sb - maxim 2%.

În funcție de compoziția lor, minereurile de mai sus sunt împărțite în sulfură (până la 70% din masa totală este antimonit Sb 2 S 3), sulfură-oxid (până la 50% Sb în compuși de oxid) și oxid (mai mult de 50% din masa totală de minereu în compuși oxid de antimoniu). Minereurile foarte bogate nu trebuie să fie îmbogățite; din ele se obține imediat concentratul de antimoniu și se trimite la topitorie. Extracția antimoniului din minereurile obișnuite și sărace nu este fezabilă din punct de vedere economic. Astfel de minereuri trebuie să fie îmbogățite până la un concentrat cu un conținut de antimoniu de până la 50%. Următorul pas este prelucrarea concentratului prin metode pirometalurgice și hidrometalurgice.

Metodele pirometalurgice includ procesele de precipitare și topire prin reducere. În procesul de topire prin precipitații, principala materie primă sunt minereurile sulfurate. Principiul de topire este următorul: la o temperatură de 1300–1400 ° C, sulfura de antimoniu pură este extrasă cu ajutorul fierului. antimoniu, formulă a acestui proces –Sb2S3+3Fe=>2Sb+3FeS. Topirea de recuperare constă în refacerea oxizi de antimoniu la metal cu cărbune sau praf de cocs. Metoda hidrometalurgică de extragere a antimoniului constă în două etape - prelucrarea minereului cu trecerea lui într-o stare de soluție și extragerea metalului din soluție.

Aplicarea antimoniului

În forma sa pură, antimoniul este considerat unul dintre cele mai fragile metale, dar atunci când este combinat cu alte metale, le crește duritatea și procesul de oxidare nu are loc în condiții normale. Aceste avantaje sunt apreciate pe merit în domeniul industrial, iar acum antimoniul se adaugă multor aliaje, peste 200.

Aliaje pentru producția de rulmenți. Acest grup include compuși precum staniu - antimoniu, plumb - antimoniu, antimoniu - cupru, deoarece aceste aliaje se topesc cu ușurință și sunt foarte convenabile de turnat în matrițe pentru coji de rulmenți. Conținutul de antimoniu variază de obicei între 4 și 15%, dar în niciun caz nu trebuie depășit această rată, deoarece un exces de antimoniu va sparge metalul. Astfel de aliaje și-au găsit aplicația în construcția de rezervoare, transportul auto și pe calea ferată.

Una dintre cele mai importante caracteristici ale antimoniului este capacitatea sa de a se extinde la solidificare. Pe baza acestei caracteristici, a fost creat un aliaj - plumb (82%), antimoniu(15%), cositor (3%), se mai numește și „aliaj tipografic”, deoarece umple perfect formularele pentru diferite tipuri de fonturi și realizează printuri clare. În acest caz, antimoniul a adăugat rezistență la impact și rezistență la uzură metalului.

Aliat cu antimoniu, este folosit în inginerie mecanică, este folosit pentru realizarea plăcilor pentru baterii și este folosit și la fabricarea țevilor, jgheaburilor prin care vor fi transportate lichide agresive. Aliaj zinc - antimoniu(antimonidul de zinc) este considerat un compus anorganic. Datorită proprietăților sale semiconductoare, este utilizat la fabricarea de tranzistoare, camere termice și detectoare în infraroșu.

Pe lângă utilizarea industrială, antimoniul și-a găsit aplicația largă în cosmetologie și medicină. Folosit din cele mai vechi timpuri până în zilele noastre antimoniu pentru ochi, ca remediu si vopsea pentru sprancene si gene. Mulți oameni cunosc vindecarea proprietățile antimoniului iar cu conjunctivită și alte infecții ale ochilor, se folosește imediat antimoniul.

În funcție de aspectul și metoda de aplicare, există diferite tipuri antimoniu - pulbere, cu ajutorul unui bețișor de lemn, se aplică cu ușurință pe zona pleoapei, dar mai întâi este necesar să se înmoaie în orice ulei; creion - desenează perfect clar săgeți pe pleoapă, acest creion este același pulbere de antimoniu, doar presat în formă.

Dacă în cele mai vechi timpuri vopseaua cu antimoniu era prietenoasă cu mediul și aducea un efect cu adevărat vindecator, atunci în timpul nostru trebuie să fii extrem de atent și să citiți cu atenție compoziția înainte de a cumpăra. Totul este legat de faptul că acum producătorii fără scrupule extrag antimoniu pur din minereu de proastă calitate, iar impuritățile metalelor grele, cum ar fi arsenul, rămân. Este dificil să ne imaginăm răul făcut corpului uman din cauza compusului arsenic-antimoniu.

Prețul antimoniului

Din cauza situației instabile de pe piața mondială, nu există o valoare unică pentru metal antimoniu. Preț variază de la 6.300 USD la 8.300 USD/tonă, în ultimele două luni a existat o tendință negativă de creștere a prețurilor, aceasta fiind direct legată de principalul producător - China și relațiile sale economice externe.

Dar vicisitudinile politice și economice nu au avut niciun efect asupra antimoniu pentru ochi. Cultura orientală și alte accesorii sunt la modă acum, inclusiv antimoniu. Cumpără nu va fi dificil, deoarece există o selecție uriașă în magazinele orientale, sau puteți plasa o comandă într-un magazin online.