surma valentligi. Surma atomining tuzilishi. Quyoshdan tashqari hamma joyda
TA’RIF
Surma davriy sistemaning ellik birinchi elementi. Belgilanishi - Sb lotincha "stibium" dan. U beshinchi davrda, VA guruhida joylashgan. Yarim metallarga ishora qiladi. Yadro zaryadi 51 ga teng.
Surma tabiatda oltingugurt bilan birgalikda uchraydi - surma jilosi] 6 yoki antimonit, Sb 2 S 3 shaklida. Yer qobig'idagi surma miqdori nisbatan kichik bo'lishiga qaramay, surma qadim zamonlardan beri ma'lum. Bu tabiatda surma jilosining keng tarqalganligi va undan surma olishning qulayligi bilan bog'liq.
Erkin holatda surma kumush-oq kristallar hosil qiladi (1-rasm), ular metall yorqinligi va zichligi 6,68 g / sm 3 ni tashkil qiladi. Tashqi ko'rinishidan metallga o'xshash kristalli surma mo'rt bo'lib, issiqlik va elektr tokini oddiy metallarga qaraganda ancha yomon o'tkazadi. Kristalli surma bilan bir qatorda uning boshqa allotropik modifikatsiyalari ham ma'lum.
Guruch. 1. Surma. Tashqi ko'rinish.
Surmaning atom va molekulyar og'irligi
Moddaning nisbiy molekulyar og'irligi(M r) - berilgan molekulaning massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan raqam va elementning nisbiy atom massasi(A r) - kimyoviy element atomlarining o'rtacha massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan necha marta katta.
Surma erkin holatda monotomik Sb molekulalari shaklida mavjud bo'lganligi sababli, uning atom va molekulyar massalarining qiymatlari bir-biriga mos keladi. Ular 121,760 ga teng.
Surma izotoplari
Ma'lumki, surma tabiatda ikkita turg'un izotoplar 121Sb (57,36%) va 123Sb (42,64%) shaklida bo'lishi mumkin. Ularning massa raqamlari mos ravishda 121 va 123 ga teng. 121 Sb surma izotopi atomining yadrosida ellik bir proton va yetmishta neytron, 123 Sb izotopida esa shuncha proton va yetmish ikki neytron mavjud.
Massa soni 103 dan 139 gacha bo'lgan sun'iy beqaror surma izotoplari, shuningdek, yadrolarning yigirmadan ortiq izomer holati mavjud bo'lib, ular orasida yarimparchalanish davri 2,76 yil bo'lgan 125Sb izotopi eng uzoq umr ko'radi.
surma ionlari
Surma atomining tashqi energiya darajasida valentlik bo'lgan beshta elektron mavjud:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 3 .
Kimyoviy o'zaro ta'sir natijasida antimon o'zining valentlik elektronlarini beradi, ya'ni. ularning donori bo'lib, musbat zaryadlangan ionga aylanadi yoki boshqa atomdan elektronlarni qabul qiladi, ya'ni. ularning qabul qiluvchisi bo'lib, manfiy zaryadlangan ionga aylanadi:
Sb 0 -3e → Sb 3+;
Sb 0 -5e → Sb 5+;
Sb 0 +3e → Sb 3- .
Surmaning molekulasi va atomi
Erkin holatda surma monotomik Sb molekulalari shaklida mavjud. Surma atomi va molekulasini tavsiflovchi ba'zi xususiyatlar:
Surma qotishmalari
Ba'zi qotishmalarga ularni qotib qolish uchun surma qo'shiladi. Surma, qoʻrgʻoshin va oz miqdorda qalaydan tashkil topgan qotishma tipografik metall yoki hart deb ataladi va tipografik tip yasash uchun ishlatiladi. Surmaning qoʻrgʻoshinli qotishmasidan (5 dan 15% Sb gacha) qoʻrgʻoshin akkumulyator plitalari, choyshablar va kimyo sanoati uchun quvurlar tayyorlanadi.
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
| atom raqami | 51 |
| Oddiy moddaning ko'rinishi | kumush oq metall |
| Atom xossalari | |
| Atom massasi (molyar massa) |
121.760 a. e. m. (/mol) |
| Atom radiusi | 159.00 |
| Ionizatsiya energiyasi (birinchi elektron) |
833,3 (8,64) kJ/mol (eV) |
| Elektron konfiguratsiya | 4d 10 5s 2 5p 3 |
| Kimyoviy xossalari | |
| kovalent radius | 140:00 |
| Ion radiusi | (+6e)62 (-3e)245 pm |
| Elektromanfiylik (Paulingga ko'ra) |
2,05 |
| Elektrod potentsiali | 0 |
| Oksidlanish holatlari | 5, 3, −3 |
| Oddiy moddaning termodinamik xossalari | |
| Zichlik | 6,691 /sm³ |
| Molar issiqlik sig'imi | 25,2 J / (mol) |
| Issiqlik o'tkazuvchanligi | 24,43 Vt /( ) |
| Erish harorati | 903,9 |
| Eriydigan issiqlik | 20,08 kJ/mol |
| Qaynatish harorati | 1908 |
| Bug'lanish issiqligi | 195,2 kJ/mol |
| Molyar hajm | 18,4 sm³/mol |
| Oddiy moddaning kristall panjarasi | |
| Panjara tuzilishi | trigonal |
| Panjara parametrlari | 4,510 |
| c/a nisbati | yo'q |
| Debay harorati | 200,00 |
| Sb | 51 |
| 121,760 | |
| 4d 10 5s 2 5p 3 | |
- D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimining beshinchi davrining beshinchi guruhining asosiy kichik guruhining elementi, atom raqami 51. Sb (lat. Stibium) belgisi bilan belgilanadi. Oddiy surma moddasi (CAS raqami: 7440-36-0) kumush-oq rangli metall (yarim metall) bo'lib, zangori tusli, qo'pol taneli tuzilishga ega. Turli bosimlarda mavjud bo'lgan surmaning to'rtta metall allotropik modifikatsiyasi va uchta amorf modifikatsiyasi mavjud.
Tarixiy ma'lumotnoma
Surma qadim zamonlardan beri ma'lum. Sharq mamlakatlarida u miloddan avvalgi 3000 yilda ishlatilgan. e. idishlarni tayyorlash uchun. Qadimgi Misrda allaqachon 19-asrda. Miloddan avvalgi e. surma yaltiroq kukuni (tabiiy Sb 2 S 3) chaqirdi mesten yoki poya qoshlarni qoralash uchun ishlatiladi. Qadimgi Yunonistonda u nomi bilan tanilgan stimulyatsiya Va stibi, shuning uchun lotincha stibium. Taxminan 12-14 asrlar. n. e. nomi paydo bo'ldi antimon. 1789 yilda A. Lavoisier nomi ostida kimyoviy elementlar ro'yxatiga surma kiritdi antimoin(Zamonaviy ingliz surma, ispan va italyan antimonio, nemis Antimon). Ruscha "surma" turk tilidan keladi surme; u qo'rg'oshin porlashi kukunini PbS deb belgiladi, bu ham qoshlarni qorayishga xizmat qildi (boshqa manbalarga ko'ra, "surma" - forscha "surmium" - metalldan). Surma va uning birikmalarini olish xususiyatlari va usullarining batafsil tavsifi birinchi marta 1604 yilda kimyogar Vasiliy Valentin (Germaniya) tomonidan berilgan.
Tabiatda bo'lish
Kumush, kobalt va nikel rudalari bilan o'rta haroratli gidrotermal tomirlarda, shuningdek, murakkab tarkibli sulfid rudalarida.
Surma izotoplari
Tabiiy surma ikki izotop aralashmasi: 121 Sb (izotopning ko'pligi 57,36%) va 123 Sb (42,64%). Yagona uzoq umr ko‘radigan radionuklid 125 Sb bo‘lib, yarim yemirilish davri 2,76 yil, surmaning barcha boshqa izotoplari va izomerlari ikki oydan oshmaydigan yarim yemirilish davriga ega, bu esa ularni yadro qurolida qo‘llashga imkon bermaydi.
Neytron chiqishi bilan reaksiyalar uchun chegara energiyasi (1):
121 Sb - 9,248 MeV
123 Sb - 8,977 MeV
125 Sb - 8,730 MeV
Fizikaviy va kimyoviy xossalari
Surma erkin holatda metall yorqinligi, zichligi 6,68 g/sm³ bo'lgan kumush-oq kristallar hosil qiladi. Tashqi ko'rinishidan metallga o'xshash kristalli surma mo'rtroq, issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi kamroq.
Ilova
Yarimo'tkazgich sanoatida diodlar, infraqizil detektorlar va Hall effektli qurilmalar ishlab chiqarishda surma tobora ko'proq foydalanilmoqda. Qotishma shaklida bu metalloid qo'rg'oshinning qattiqligi va mexanik kuchini sezilarli darajada oshiradi.
Ishlatilgan:
- batareyalar
- ishqalanishga qarshi qotishmalar
- matbaa qotishmalari
- o'q otish qurollari va izdosh o'qlari
- kabel qoplamalari
- o'yinlar
- dorilar, antiprotozoal preparatlar
– lehimli individual qo'rg'oshinsiz lehimlar 5% Sb o'z ichiga oladi
– linotipli bosma mashinalarda foydalanish
Oksidlar, sulfidlar, natriy antimonat va surma trixlorid ko'rinishidagi surma birikmalari o'tga chidamli birikmalar, keramik emallar, shisha, bo'yoq va sopol buyumlar ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Antimon trioksidi antimon birikmalarining eng muhimi bo'lib, asosan olovga chidamli kompozitsiyalarda qo'llaniladi. Surma sulfid gugurt boshlari tarkibidagi moddalardan biridir.
Surmaning tabiiy sulfidi stibnit Injil davrida tibbiyot va kosmetika sohasida ishlatilgan. Stibnit hali ham ba'zi rivojlanayotgan mamlakatlarda dori sifatida qo'llaniladi. Surma birikmalari - meglumin antimoniat (glyukantim) va natriy stiboglyukonat (pentostam), leyshmaniozni davolashda qo'llaniladi.
Jismoniy xususiyatlar
Oddiy surma bu kumushsimon oq metall bo'lib, kuchli yorqinlik bilan ajralib turadi. Ko'pgina boshqa metallardan farqli o'laroq, u qattiqlashganda kengayadi. Sb qo'rg'oshinning erish va kristallanish nuqtalarini pasaytiradi va qotishmaning o'zi qotib qolganda bir oz hajmda kengayadi. Qalay va mis bilan birga surma metall qotishmasi - Babbit hosil qiladi, u ishqalanishga qarshi xususiyatga ega (podshipniklarda qo'llaniladi) Sb yupqa quyish uchun mo'ljallangan metallarga ham qo'shiladi.
Qizil simob." Ushbu moddaning o'ziga xos xususiyati shundaki, u o'ziga xos ko'p funktsiyali yadro katalizatoridir (neytronlarni ko'paytirish koeffitsienti 7-9) va yadroviy terrorizm xavfini hisobga olgan holda har qanday davlat tomonidan juda qat'iy e'tiborga olinishi kerak.
Narxlar
Sofligi 99% bo'lgan ingotlardagi metall surma narxi taxminan 5,5 USD/kg ni tashkil etdi.
Termoelektrik materiallar
Antimon telluridi vismut telluri bilan termoelektrik qotishmalarning (100-150 mkV/K termo-emf) tarkibiy qismi sifatida ishlatiladi.
Biologik roli va organizmga ta'siri
Surma mikroelement hisoblanadi. Inson tanasida uning miqdori og'irlikning 10 -6% ni tashkil qiladi. Tirik organizmlarda doimo mavjud bo'lib, fiziologik va biokimyoviy roli aniqlanmagan. Surma tirnash xususiyati beruvchi va kümülatif ta'sir ko'rsatadi. Qalqonsimon bezda to'planib, uning ishini inhibe qiladi va endemik guatrni keltirib chiqaradi. Ammo ovqat hazm qilish tizimiga kirganda, surma birikmalari zaharlanishni keltirib chiqarmaydi, chunki Sb (III) tuzlari u erda yomon eriydigan mahsulotlar hosil bo'lishi bilan gidrolizlanadi. Shu bilan birga, surma (III) birikmalari surma (V) ga nisbatan zaharliroqdir. Sb ning changi va bug'lari burundan qon ketishiga, surma "quyma isitmasi", pnevmosklerozga olib keladi, teriga ta'sir qiladi va jinsiy funktsiyalarni buzadi. Suvda ta'm sezish chegarasi 0,5 mg/l ni tashkil qiladi. Kattalar uchun o'ldiradigan doz 100 mg, bolalar uchun - 49 mg. Surma aerozollari uchun MPC ishchi hudud havosida 0,5 mg/m 3, atmosfera havosida 0,01 mg/m 3 ni tashkil qiladi. Tuproqdagi MPC 4,5 mg/kg. Ichimlik suvida surma 2-xavfli sinfga kiradi, 0,005 mg/l MPC ga ega, sanitariya-toksikologik LPV bo'yicha belgilangan. Tabiiy suvlarda tarkib standarti 0,05 mg/l ni tashkil qiladi. Biofiltrli tozalash inshootlariga tushiriladigan sanoat chiqindi suvlarida surma miqdori 0,2 mg/l dan oshmasligi kerak.
Surma zaharli metall (yarim metall),
metallurgiya, tibbiyot va texnologiyada qo'llaniladi
Zaharli va zaharli toshlar va minerallar
Surma (lotincha Stibium, Sb belgisi bilan belgilanadi) - atom raqami 51 va atom og'irligi 121,75 bo'lgan element. Bu beshinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi, kimyoviy elementlarning davriy tizimining beshinchi davri D.I. Mendeleev. Surma kumush-oq rangli metall (yarim metall) bo'lib, zangori tusli, qo'pol taneli tuzilishga ega. Odatiy shaklda u metall yorqinligi va zichligi 6,68 g / sm3 bo'lgan kristallar hosil qiladi.
Tashqi ko'rinishidan metallga o'xshash kristalli surma mo'rt bo'lib, issiqlik va elektr tokini oddiy metallarga qaraganda yomonroq o'tkazadi. Tabiatda ikkita barqaror izotoplar 121Sb (izotop koʻpligi 57,25%) va 123Sb (42,75%) maʼlum. Suratda - Surma. Tulare tumani Kaliforniya. AQSH. Foto: A.A. Evseev.
Insoniyat surma bilan qadim zamonlardan beri tanish: Sharq mamlakatlarida u miloddan avvalgi 3000-yillarda ishlatilgan. e. idishlarni tayyorlash uchun. Qora qoshlar va kirpiklarni bo'yash uchun surma birikmasi - surma porlashi (tabiiy Sb2S3) ishlatilgan. Qadimgi Misrda bu mineralning kukuni deyilgan mesten yoki poya, qadimgi yunonlar uchun surma stími va stíbi nomlari bilan ma'lum bo'lgan, shuning uchun lotincha. stibium.
Metall surma o'zining mo'rtligi tufayli kamdan-kam qo'llaniladi, ammo u boshqa metallarning (qalay, qo'rg'oshin) qattiqligini oshiradi va normal sharoitda oksidlanmaydi, metallurglar uni ko'pincha turli qotishmalarga qotishma element sifatida kiritadilar. Ellik birinchi elementdan foydalanadigan qotishmalar turli sohalarda keng qo'llaniladi: akkumulyator plitalari, tipografik shriftlar, podshipniklar (babbitlar), ionlashtiruvchi nurlanish manbalari bilan ishlash ekranlari, idishlar, badiiy quyma va boshqalar.
Sof metall surma asosan yarimo‘tkazgich sanoatida – yarimo‘tkazgich xossalariga ega antimonidlar (surma tuzlari) olish uchun ishlatiladi. Surma dorivor sintetik preparatlarning bir qismidir. Surma birikmalari ham keng qo'llaniladi: surma sulfidlari gugurt ishlab chiqarishda va kauchuk sanoatida qo'llaniladi. Surma oksidlari oʻtga chidamli birikmalar, keramik emallar, shisha, boʻyoq va sopol buyumlar ishlab chiqarishda qoʻllaniladi.
Surma iz elementlariga tegishli (inson organizmidagi tarkib og'irligi bo'yicha 10-6% ni tashkil qiladi). Ma'lumki, surma oltingugurt atomlari bilan aloqalar hosil qiladi, bu uning yuqori toksikligini keltirib chiqaradi. Surma tirnash xususiyati beruvchi va kümülatif ta'sir ko'rsatadi, qalqonsimon bezda to'planib, uning funktsiyasini inhibe qiladi va tirnash xususiyati keltirib chiqaradi. endemik guatr. Chang va bug'lar burundan qon ketishiga olib keladi, surma "quyma isitmasi", pnevmoskleroz, teriga ta'sir qiladi, jinsiy funktsiyalarni buzadi. Shunga qaramay, antimon birikmalari tibbiyotda qimmatli dori sifatida qadim zamonlardan beri qo'llanilgan.
Biologik xossalari
Surma ko'plab tirik organizmlarda uchraydigan mikroelementdir. Aniqlanishicha, ellik birinchi element (har yuz gramm quruq moddada) o'simliklarda 0,006 mg, dengiz hayvonlarida 0,02 mg, quruqlikdagi hayvonlarda 0,0006 mg. Inson tanasida surma miqdori og'irlik bo'yicha atigi 10-6% ni tashkil qiladi. Ellik birinchi elementning hayvonlar va odamlar tanasiga kirishi nafas olish organlari (nafas olish havosi bilan) yoki oshqozon-ichak trakti (oziq-ovqat, suv, dori-darmonlar bilan) orqali sodir bo'ladi, o'rtacha kunlik iste'mol qilish taxminan 50 mkg ni tashkil qiladi. Surma to'plashning asosiy omborlari qalqonsimon bez, jigar, taloq, buyraklar, suyak to'qimalari, to'planishi qonda ham sodir bo'ladi (eritrositlarda, surma asosan oksidlanish darajasida +3, qon plazmasida - oksidlanish darajasida +5 to'planadi).
Metall tanadan juda sekin, asosan siydik bilan (80%), oz miqdorda - najas bilan chiqariladi. Biroq, surmaning fiziologik va biokimyoviy roli hali ham noma'lum va yaxshi tushunilmagan, shuning uchun surma etishmovchiligining klinik ko'rinishlari haqida ma'lumotlar yo'q.
Biroq, inson tanasi uchun elementning maksimal ruxsat etilgan kontsentratsiyasi to'g'risidagi ma'lumotlar ma'lum: quruq to'qimalarning 100 grammiga 10-5-10-7 gramm. Yuqori konsentratsiyada surma lipidlar, uglevodlar va oqsillar almashinuvining bir qator fermentlarini (ehtimol sulfhidril guruhlarini blokirovka qilish natijasida) inaktiv qiladi (ishga xalaqit beradi).
Haqiqat shundaki, surma va uning hosilalari zaharli hisoblanadi - Sb oltingugurt bilan bog'laydi (masalan, fermentlarning SH-guruhlari bilan reaksiyaga kirishadi), bu uning yuqori toksikligini keltirib chiqaradi. Qalqonsimon bezda ortiqcha miqdorda to'plangan surma uning faoliyatini inhibe qiladi va endemik guatrni keltirib chiqaradi. Ovqat hazm qilish tizimiga kirganda, surma va uning birikmalari zaharlanishni keltirib chiqarmaydi, chunki Sb (III) tuzlari gidrolizlanib, organizmdan ajralib chiqadigan yomon eriydigan mahsulotlarni hosil qiladi: oshqozon shilliq qavatining tirnash xususiyati kuzatiladi, refleksli qusish paydo bo'ladi va deyarli. olingan surmaning butun miqdori emetik massalar bilan birga tashlanadi.
Biroq, surmani sezilarli darajada qabul qilgandan so'ng yoki uzoq muddat foydalanish bilan oshqozon-ichak traktining shikastlanishi kuzatilishi mumkin: oshqozon yarasi, giperemiya, shilliq qavatning shishishi. Surma (III) birikmalari surmaga (V) nisbatan zaharliroqdir – ular biologik mavjud. Suvda ta'm sezish chegarasi 0,5 mg/l ni tashkil qiladi. Kattalar uchun o'ldiradigan doz 100 mg, bolalar uchun - 49 mg. MPC Sb tuproqda 4,5 mg/kg.
Suvda surma ikkinchi xavfli sinfga kiradi, 0,005 mg/l MPC ga ega, sanitariya-toksikologik LPV bo'yicha belgilangan. Tabiiy suvlarda standart 0,05 mg/l ni tashkil qiladi. Biofiltrli tozalash inshootlariga tushiriladigan sanoat chiqindi suvlarida surma miqdori 0,2 mg/l dan oshmasligi kerak.
Chang va bug'lar burundan qon ketishiga olib keladi, surma "quyma isitmasi", pnevmoskleroz, teriga ta'sir qiladi, jinsiy funktsiyalarni buzadi. Surma aerozollari uchun ishchi zona havosida MPC 0,5 mg/m3, atmosfera havosida 0,01 mg/m3 ni tashkil qiladi. Surma teriga surtilganda, chechakka o'xshash tirnash xususiyati, eritema, pustulalarni keltirib chiqaradi.
Bunday zararni surma bilan shug'ullanadigan kasblarda kuzatish mumkin: emallar (surma oksidi yordamida), printerlar (bosma qotishmalar bilan ishlaydigan, ingliz metalli). Tananing surma bilan surunkali zaharlanishi bo'lsa, profilaktika choralarini ko'rish, uni qabul qilishni cheklash, simptomatik davolashni amalga oshirish kerak, komplekslashtiruvchi vositalardan foydalanish mumkin.
Shunga qaramay, surmaning toksikligi bilan bog'liq salbiy omillarga qaramay, u, uning birikmalari kabi, tibbiyotda qo'llaniladi. Hatto XV-XVI asrlarda ham. surma preparatlari dori sifatida, asosan ekspektoran va qustiruvchi sifatida ishlatilgan. Kusishni qo'zg'atish uchun bemorga surma idishida keksa sharob berildi. Surma birikmalaridan biri KC4H4O6 (SbO) * H2O emetik tosh deb ataladi. Bunday preparatning ta'sir qilish mexanizmi biz yuqorida tavsiflangan.
Surma. Monarx tumani (Sb), Gravelotte, Limpopo prov. Janubiy Afrika. Foto: A.A. Evseev.
Qiziq faktlar
Surmani "ishlatish" ning eng zamonaviy usullaridan biri kriminologlarning arsenaliga kirdi. Gap shundaki, miltiq o‘qi orqasida (izlanuvchi) girdob oqimi – “iz” qoldiradi, unda bir qancha elementlar – qo‘rg‘oshin, surma, bor, mis ulushlari mavjud. Ular joylashib, sirtda ko'rinmas "iz" qoldiradilar.
Biroq, bu zarralar yaqin vaqtgacha ko'rinmas edi, zamonaviy ishlanmalar zarralar mavjudligini va o'qning parvoz yo'nalishini aniqlashga imkon beradi. Bu quyidagicha sodir bo'ladi: ho'l filtr qog'ozining chiziqlari sirtga joylashtiriladi, so'ngra ular elementar zarracha tezlatgichga (sinxrofasotron) joylashtiriladi va neytronlar bilan bombardimon qilinadi. "O'qlanish" natijasida qog'ozga o'tkazilgan ba'zi atomlar (shu jumladan surma atomlari) beqaror radioaktiv izotoplarga aylanadi va ularning faollik darajasi namunalardagi ushbu elementlarning tarkibini aniqlashga imkon beradi va shu bilan. o'qning uchish traektoriyasi va uzunligini, o'q, qurol va o'q-dorilarning xususiyatlarini aniqlash.
Tarkibida surma boʻlgan koʻplab yarimoʻtkazgichli materiallar “Salyut-6” va “Skylab” Yerga yaqin orbital ilmiy stansiyalarida vaznsiz sharoitlarda olingan.
"Yaxshi askar Shveykning sarguzashtlari" muallifi "Hayot toshi" qissasida "surma" nomining kelib chiqishi versiyalaridan birini bayon qiladi. 1460 yilda Bavariyadagi Stahlhauzen monastirining abboti, bitta monastirning otasi, faylasuf toshini (oltin va rutining kombinatsiyasi - oltinga bug'langan "oq oltin") qidirayotgan edi. O'sha uzoq vaqtlarda hech bo'lmaganda bitta monastirni topib bo'lmas edi, uning kameralari va yerto'lalarida alkimyoviy ishlar olib borilmaydi (Ispaniya, Almaden shahri, dunyodagi eng yirik sanoat qizil kinobar - simob sulfid konlari, surma konlarining yo'ldoshi, qizil-issiq batolitlarda quruq vulqon sublimatsiyasi). Quyidagi fotosuratda - "kinnabar" tipidagi konlar va kinobar - konlarda surma hamrohi.
Qora antimonit - surma sulfid, yo'ldoshlari bilan - kulrang kalsedon
va druzada qizil kinobar, Nikitovka, Donetsk viloyati, Ukraina janubi-sharqida
Eksperimentlarning birida abbot Janna D "Ark" ("Orlean Virjiniya" - Frantsiya faxri) kulini kul bilan aralashtirdi va yondirilgan joydan (kinobar) olingan tuproq miqdorini ikki baravar oshirdi.Rohib. bu "do'zaxli aralashmani" qizdira boshladi.Ko'mir bilan bug'langandan so'ng u metall jiloli (simob) og'ir qorong'i modda bo'lib chiqdi.Natija abbotni xafa qildi - kitobda aytilishicha, "falsafiy tosh" vaznsiz va vaznsiz bo'lishi kerak. shaffof (tarjima xatolari - qimmat va oltin rang).
"bid'atchi ilm"dan hafsalasi pir bo'lgan Leonardus hosil bo'lgan moddani monastir hovlisiga tashladi (shlaklar bilan - antimonit). Ko‘p o‘tmay, cho‘chqalar o‘zi tashlagan “tosh”ni (shlakni) o‘z ixtiyori bilan yalab, tezda semirib ketishayotganini payqadi. Ochlarni to'ydiradigan ozuqa topdi, deb qaror qilib, rohib "hayot toshining" yangi qismini tayyorladi, uni maydaladi va bu kukunni Masihdagi oriq akalari egan bo'tqaga qo'shib qo'ydi. Ertasi kuni monastirning qirq rohiblari dahshatli azobda vafot etdilar. O'z qilmishidan tavba qilib, abbot tajribalarni la'natladi va "hayot toshi" ni antimonium, ya'ni "rohiblarga qarshi" davo deb o'zgartirdi. Ushbu versiyaning muallifi kabi, hikoyaning haqiqiyligiga ishonch hosil qilishning hojati yo'q.
G'arbiy Evropaning (Ispaniya) o'rta asrlar kimyogarlari deyarli barcha metallar ko'pincha eritilgan surmada eriydi ("falsafa toshi-II" elementi - simob va uning amalgamalaridan keyin) eriydi. Surma - boshqa metallarni yutib yuboradigan metall - "kimyoviy yirtqich". Balki, bunday mulohazalar ochiq (ochiq) og'zi bo'ri shaklidagi surmaning ramziy tasviriga olib keldi (surma kimyoviy ishlab chiqarishning kuyishlari - Ispaniyaning Almaden shahrida, katolik cherkovida "Do'zax yoki iblisning og'zlari" Ispaniya Qiroli oliy hazratlari).
Arab adabiyotida qoʻrgʻoshin va surma porlashi al-kahxal (pardoz), alko (g) ol, alkofol deb atalgan. Ko'zlar uchun kosmetika va terapevtik mahsulotlar sirli ruhni (jinni) o'z ichiga oladi, deb ishonilgan, shuning uchun, ehtimol, uchuvchi suyuqliklar alkogol deb atala boshlagan.
Hammaga "surma qoshlari" (yuzdagi bo'yanish) iborasi tanish, bu ilgari surma sulfid kukuni Sb2S3 yordamida kosmetik operatsiyani bildirgan. Haqiqat shundaki, surma birikmalari turli xil ranglarga ega: ba'zilari qora, boshqalari to'q sariq-qizil. Hatto qadim zamonlarda ham arablar Sharq mamlakatlarida surmani o'z ichiga olgan qosh bo'yog'i bilan savdo qilishgan. “Samvel” romani muallifi ushbu kosmetik operatsiyaning texnikasini batafsil tasvirlab beradi: “Yigit ko‘kragidan charm xalta chiqarib, yupqa uchli tilla tayoqchani olib, labiga olib kelib, shunday nafas oldi: ho'l bo'lib, uni kukunga tushirdi. Tayoq yupqa qatlam qora chang bilan qoplangan edi. Armaniston hududidagi qadimiy qabrlarni arxeologik qazishlar paytida yuqorida tavsiflangan barcha kosmetik aksessuarlar topildi: yupqa uchli oltin tayoq va sayqallangan marmardan yasalgan mayda quti (Ispaniya, O'rta asrlar, G'arbiy Evropadagi Vake shahridagi o'g'irlik).
Hikoya
Surma kashfiyotchisining ismi noma'lum, chunki bu metall insoniyatga tarixdan oldingi davrlardan beri ma'lum bo'lgan. Surma va uning qotishmalaridan tayyorlangan mahsulotlar (xususan, mis bilan surma) inson tomonidan ko'p ming yillar davomida ishlatilgan, Bobil shohligi davrida ishlatilgan surma bronza mis va qalay, qo'rg'oshin va surma qo'shimchalaridan iborat edi. Arxeologik topilmalar Bobilda miloddan avvalgi 3 ming yillikda bo'lgan degan taxminni tasdiqladi. (uning geologik hamrohi - qizil kinobar bilan birga) surmadan idishlar yasalgan, masalan, Telloda (Janubiy Bobiliya) topilgan metall surmadan vaza bo'laklarining tavsifi yaxshi ma'lum. Surmadan yasalgan boshqa buyumlar ham topilgan, xususan, Gruziyada miloddan avvalgi 1-ming yillikka oid. e. Qo'rg'oshinli surma qotishmalari mahsulot ishlab chiqarish uchun ham ishlatilgan va shuni ta'kidlash kerakki, qadimgi davrlarda metall surma mustaqil metall hisoblanmagan va uni qo'rg'oshin bilan yanglishtirgan (simobning o'tish davri kimyoviy ishlab chiqarish shakliga taqlid qilgan - ayollar uchun afrodizyak).
Surma birikmalariga kelsak, eng mashhur "surma porlashi" - ko'plab mamlakatlarda ma'lum bo'lgan antimon sulfid Sb2S3. Hindiston, Mesopotamiya, Misr, O'rta Osiyo va boshqa Osiyo mamlakatlarida bu mineraldan yupqa porloq qora kukun tayyorlangan bo'lib, u kosmetik maqsadlarda, ayniqsa ko'zlarni "ko'z malhami" qilish uchun ishlatilgan. Pliniy Elder antimonni stimmi va stibi deb ataydi - bo'yanish va ko'zni davolash uchun kosmetika va farmatsevtika mahsulotlari. Iskandariya davri yunon adabiyotida bu so'zlar qora kosmetika (qora kukun) degan ma'noni anglatadi.
Ruscha "surma" so'ziga kelsak, u, ehtimol, turkiy kelib chiqishi - surme. Bu atamaning asl ma'nosi - malham, bo'yanish, malham edi. Bu so‘zning ko‘pgina sharq tillarida: turk, fors, o‘zbek, ozarbayjon va boshqa tillarda bizning davrimizga qadar saqlanib qolganligi ham buni tasdiqlaydi. Boshqa manbalarga ko'ra, "surma" forscha "surme" - metalldan keladi. 19-asr boshlari rus adabiyotida surma (Zaxarov, 1810), surma, surma, surum qoʻngʻiz, surma soʻzlari qoʻllanadi.
Tabiatda bo'lish
Yer qobig'idagi surma miqdori nisbatan past bo'lishiga qaramay - o'rtacha miqdori (klark) 5∙10-5% (500 mg / t) - bu qadimgi davrlarda ma'lum bo'lgan. Buning ajablanarli joyi yo'q, chunki surma yuzga yaqin minerallarning bir qismi bo'lib, ulardan eng keng tarqalgani surma porlashi Sb2S3 - qo'rg'oshin-kulrang mineral, metall yorqinligi (aka antimonit, aka stibnit), tarkibida 70% dan ortiq surma va uni qabul qilish uchun asosiy sanoat xom ashyosi bo'lib xizmat qiladi. Surma porlashining asosiy qismi gidrotermal konlarda hosil bo'ladi, bu erda uning to'planishi tomirlar va choyshab shaklidagi tanalar shaklida surma rudasi konlarini hosil qiladi. Ruda jismlarining yuqori qismlarida, er yuzasiga yaqin joyda, surma porlashi oksidlanishdan o'tadi va bir qator minerallarni hosil qiladi, xususan: senarmontit va valentit Sb2O3 (ikkalasi bir xil kimyoviy tarkibdagi minerallar ham 83,32% surma va 16,68% ni o'z ichiga oladi. kislorod); servant (surma oxrasi) Sb2O4; stibiokanit Sb2O4 nH2O; sermezit Sb2S2O. Kamdan-kam hollarda surma rudalari (oltingugurtga yaqinligi tufayli) surma, mis, simob, qo'rg'oshin, temirning murakkab sulfidlari (bertierit FeSbS4, jamsonit Pb4FeSb6S14, tetraedrit Cu12Sb4S13, livingstonit HgSb va boshqalar), shuningdek asS88 va boshqalar bilan ifodalanadi. oksixloridlar (senarmontit, nodrit PbClSbO 2) surma.
Magmatik effuziv jinslardagi surma miqdori cho'kindi jinslarga qaraganda pastroq (kaldera katalizatorida issiq magmaning yoriqlari bo'ylab vulqon sublimatsiyasi - suv). Choʻkindilarda surmaning eng yuqori konsentratsiyasi gil slanetslarda (1,2 g/t), boksitlar va fosforitlarda (2 g/t), eng pasti esa ohaktosh va qumtoshlarda (0,3 g/t) kuzatiladi. Ko'p miqdorda surma ko'mir kulida uchraydi (u kinobar bilan suv bilan to'qnashadi - kinobar mishyakda hosil bo'ladi).
Tabiiy birikmalarda surma, bir tomondan, metall xossalarini namoyon qiladi va antimonit hosil qiluvchi tipik xalkofil element hisoblanadi. Shu bilan birga, surma metalloid xususiyatlariga ega bo'lib, turli sulfo tuzlari - bulanjerit, tetraedrit, burnonit, pirargirit va boshqalarni hosil qilishda namoyon bo'ladi. Bir qator metallar (palladiy, mishyak) bilan surma intermetalik birikmalar yaratishga qodir. Bundan tashqari, tabiatda faxlor va geokronit Pb5(Sb, As)2S8 tarkibidagi surma va mishyakning, Pb6FeBi4Sb2S16 kobellitida surma va vismutning va boshqalarning izomorf almashinishi kuzatiladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, surma o'zining ona holatida ham mavjud. Mahalliy surma - Sb tarkibidagi mineral, ba'zida kumush, mishyak, vismutning ozgina aralashmasi (5% gacha). U granüler massalar (trigonal tizimda kristallanish), sinter shakllanishi va rombedral qatlamli kristallar shaklida bo'ladi.
Mahalliy surma metall nashrida, sariq rangli qalay-oq rangga ega. U past haroratli surma, surma-oltin-kumush va mis-qo'rg'oshin-rux-surma-kumush-mishyak, shuningdek, yuqori haroratli pnevmatolitik-gidrotermik surma-kumush-volfram konlarida oltingugurt etishmovchiligi bilan hosil bo'ladi. ikkinchisi, surma tarkibi kristall qiymatlarga yetishi mumkin - Finlyandiyada Seinäjoki - kristall surma qalqoni).
Qatlamli ruda tanalarida surma miqdori 1 dan 10% gacha, tomirda 3 dan 50% gacha, o'rtacha miqdori 5 dan 20% gacha, ba'zan undan ham ko'proq. Qatlamlangan ruda jismlari past haroratli gidrotermik eritmalar yordamida tog’ jinslaridagi yoriqlarni to’ldirish, shuningdek, ikkinchisini surma minerallari bilan almashtirish orqali hosil bo’ladi. Ikki turdagi konlar yirik tijorat ahamiyatiga ega: slanets pardasi ostidagi ohaktoshlarning kremniy va surma birikmalari bilan metasomatik almashinishi natijasida hosil bo'lgan etuk mantiyaga o'xshash konlardagi suv omborlari, linzalar, cho'ntaklar va shtoklar (Xitoyda - Sikuanshan; Osiyoda). . Ikkinchi turdagi konlar slanetslarda (MDHda - Turgayskoye, Razdolninskoye, Sarylax va boshqalar; Janubiy Afrikada - Gravelot va boshqalar) tik cho'miladigan sekant kvars-antimonit tomirlari tizimidir. Uchinchi - vertikal yoriqlar (Donetsk viloyati, Ukrainaning janubi-sharqida, Nikitovka). Surma minerallarining boy konlari Xitoy, Boliviya, Yaponiya, AQSH, Meksika va bir qator Afrika mamlakatlarida topilgan.
Ilova
Metall surma o'zining mo'rtligi tufayli kamdan-kam qo'llaniladi, ammo u boshqa metallarning (masalan, qalay va qo'rg'oshin) qattiqligini oshiradi va normal sharoitda oksidlanmaydi, metallurglar uni turli qotishmalar tarkibiga kiritadilar. Ellik birinchi elementni o'z ichiga olgan qotishmalarning umumiy soni ikki yuzga yaqinlashadi. Bir qator qotishmalarning surma bilan qotishmasi o'rta asrlarda ma'lum bo'lgan: "Agar surmaning ma'lum bir qismi qalayga qotishma orqali qo'shilsa, bosma qotishma olinadi ( garth) kitoblarni oluvchilar foydalanadigan shrift undan yasaladi”.
Ajablanarlisi shundaki, bunday qotishma - garth(Ukrainadan - " qattiqlashishi", - surma, qalay va qo'rg'oshin), tarkibida 5% dan 30% gacha Sb - bosmaxonaning ajralmas atributi! Asrlar davomida o'tgan qotishmaning o'ziga xosligi nimada? Eritilgan surma, boshqa metallardan farqli o'laroq (vismut va undan tashqari) galliy), qattiqlashganda kengayadi , uning hajmini oshiradi. Shunday qilib, shriftni quyishda, quyma matritsasida qotib qolgan surma o'z ichiga olgan bosma qotishma kengayadi, buning natijasida uni mahkam to'ldiradi va qog'ozga o'tkaziladigan oyna tasvirini takrorlaydi. .Bundan tashqari, surma bosma qotishma qattiqligi va aşınma qarshiligini beradi, bu shablonni (matritsa, tipografik shakl) qayta ishlatishda muhim ahamiyatga ega.
Kimyoviy muhandislikda ishlatiladigan qo'rg'oshin-surma qotishmalari (astarli vannalar va boshqa kislotaga chidamli uskunalar uchun) yuqori qattiqlik va korroziyaga chidamliligiga ega. Agressiv suyuqliklar tashiladigan quvurlarni ishlab chiqarish uchun eng mashhur qotishma (Sb tarkibi 5 dan 15% gacha) ishlatiladi. Telegraf, telefon va elektr kabellari, elektrodlar, akkumulyator plitalari, o'q yadrolari, o'q, shrapnellarning g'iloflari bir xil qotishmadan qilingan. Qalay, mis, qo'rg'oshin va surma (Sb 4 dan 15% gacha) o'z ichiga olgan rulman qotishmalari (babbits) keng qo'llanilishini topdi (stanoksozlik, temir yo'l va avtomobil transporti), ular etarli qattiqlik, yuqori aşınma qarshilik, yuqori korroziyaga chidamliligiga ega. Yupqa va mo'rt quyish uchun mo'ljallangan metallarga surma ham qo'shiladi.
Sof surma antimonidlarni (AlSb, CaSb, InSb) olish uchun, shuningdek, yarim o'tkazgichli birikmalar ishlab chiqarishda qo'shimcha sifatida ishlatiladi. Bunday surma sifatini yaxshilash uchun eng muhim yarimo'tkazgichli metall - germaniy bilan qotishma qilinadi (faqat 0,000001%). Uning bir qator birikmalari (xususan, galliy va indiy bilan) yarimo'tkazgichlardir. Surma yarimo'tkazgich sanoatida nafaqat afsonalar sifatida ishlatiladi. Surma diodlar (AlSb va CaSb), infraqizil detektorlar va Hall effektli qurilmalar ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi. Indiy antimonid Hall datchiklarini qurishda, elektr bo'lmagan kattaliklarni elektrga aylantirish uchun, hisoblash asboblarida, filtr va infraqizil nurlanish yozuvchisi sifatida ishlatiladi. Katta tarmoqli bo'shlig'i tufayli AlSb quyosh batareyalarini qurish uchun ishlatiladi.
Turli xil "faoliyat" va antimon birikmalari. Masalan, surma trioksidi (Sb2O3) asosan bo'yoqlar uchun pigment, emal uchun xiralashtiruvchi vosita, to'qimachilik sanoatida mordan sifatida, o'tga chidamli birikmalar va bo'yoqlar ishlab chiqarishda ishlatiladi, shuningdek, optik (ma'rifiy) ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. shisha, seramika emallari.
Surma pentoksidi (Sb2O5) farmatsevtika ishlab chiqarishda, shisha, keramika, bo'yoq ishlab chiqarishda, to'qimachilik va kauchuk sanoatida, lyuminestsent lampalarning ajralmas qismi sifatida keng qo'llaniladi (Sb kaltsiy galofosfatli lyuminestsent lampalarda faollashtiriladi) . Trisulfat surma gugurt ishlab chiqarishda va pirotexnikada ishlatiladi. Pyatiserin surma kauchukni vulkanizatsiya qilish uchun ishlatiladi ("tibbiy" kauchuk uchun, Sb2S5, xarakterli qizil rang va yuqori elastiklikni o'z ichiga oladi). Trixlorid surma (SbCl3) poʻlatlarni koʻklashda, ruxni qoralashda, tibbiyotda, toʻqimachilik ishlab chiqarishda mordan, analitik kimyoda reagent sifatida ishlatiladi.
Zaharli stibin yoki vodorod surma SbH3 qishloq xo'jaligi o'simliklarining hasharotlar zararkunandalariga qarshi kurashish uchun fumigant sifatida ishlatiladi. Ko'pgina surma birikmalari bo'yoqlarda pigment bo'lib xizmat qilishi mumkin, masalan, kaliyli surma (K2O * 2Sb2O5) keramika ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi, surma trioksidiga asoslangan surma bo'yoq suv osti qismini va kemalarning ustki tuzilmalarini bo'yash uchun ishlatiladi. . "Leuconine" deb ataladigan natriy metaantimoni (NaSbO3) oshxona idishlarini qoplash uchun, shuningdek, emal va sutli oq shisha ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Ishlab chiqarish
Surma juda kam uchraydigan element bo'lib, uning er qobig'idagi miqdori 5∙10-5% dan oshmaydi, ammo bu elementni o'z ichiga olgan yuzdan ortiq minerallar ma'lum. Keng tarqalgan va yarim sanoat surma minerali (sulfid emas) surma porlashi yoki stibnit, Sb2S3 bo'lib, tarkibida 70% dan ortiq surma mavjud. Qolgan surma rudalari metall tarkibi bilan bir-biridan keskin farq qiladi - 1 dan 60% gacha. Sb 10% dan kam bo'lgan rudalardan metall surma olish maqsadga muvofiq emas. Shu sababli kambag'al rudalar boyitiladi.
Sulfid (eng boy), shuningdek murakkab rudalar flotatsiya yo'li bilan boyitiladi va sulfid bilan oksidlanadi - kombinatsiyalangan usullar. Boyitishdan so'ng ruda konsentrati 30 dan 60% gacha Sb ni o'z ichiga oladi, bunday xom ashyo pirometallurgik yoki gidrometallurgiya usullari bilan ishlab chiqariladigan surmaga qayta ishlash uchun mos keladi. Birinchi variantda transformatsiyalar yuqori harorat ta'sirida eritmada, ikkinchisida - surma birikmalari va boshqa elementlarning suvli eritmalarida sodir bo'ladi. Surma olishning pirometallurgik usullariga quyidagilar kiradi: cho'ktirish, reduksiyalash va milya pechlarida to'g'ridan-to'g'ri eritish. Xom ashyosi sulfid kontsentrati bo'lgan yog'ingarchilik erishi surmani uning sulfididan temir bilan almashtirishga asoslangan:
Sb2S3 + 3Fe → 2Sb + 3FeS
Jarayon reverberatorli yoki aylanuvchi barabanli pechlarda quyidagicha amalga oshiriladi: quyma temir yoki po'lat chiplari ko'rinishidagi temir to'g'ridan-to'g'ri o'choqqa kiritiladi, so'ngra uchuvchi surma oksidi (III) chiqishi bilan yo'qotishlarni oldini oladigan kamaytiruvchi atmosferani hosil qilish uchun, ko'mir (ko'mir maydalari yoki koks). Chiqindilarni shlaklash uchun zaryadga oqimlar - natriy sulfat yoki soda kiritiladi. Zaryadning erishi 1300-1400 o S doimiy haroratda sodir bo'ladi. Yog'ingarchilik erishi natijasida 95 dan 97% gacha Sb (konsentratdagi dastlabki tarkibga qarab) va 3 dan 3 gacha bo'lgan xom surma hosil bo'ladi. 5% gacha aralashmalar - temir, oltin, qo'rg'oshin, mis, mishyak va xom ashyo tarkibidagi boshqa metallar. Asl konsentratdan surma olish 77% dan 92% gacha.
Qaytarilish erishi surma oksidlarini qattiq uglerod bilan metallga qaytarishga asoslangan:
Sb2O4 + 4C → 2Sb + 4CO
U 800-1000 o S haroratda reverberatorli yoki qisqa tamburli pechlarda ishlab chiqariladi. Zaryad oksidlangan ruda, ko'mir (ko'mir changi mumkin) va oqim (soda, kaliy). Aniqlanishicha, xom surma yog'ingarchilik erishi (99% dan ortiq Sb), konsentratdan metall olish 80-90% ga qaraganda tozaroqdir.
Milya pechlarida to'g'ridan-to'g'ri eritish oksidlangan yoki sulfidli bo'lakli xom ashyolardan metallni eritish uchun ishlatiladi. 1 300-1 500 o C maksimal harorat koks - zaryadning ajralmas qismi, ohaktosh, pirit shlaklari yoki temir javhari oqim sifatida harakat qilish orqali erishiladi. Metall Sb2O3 koks bilan uglerod (ko'mir) ning qaytarilishi hisobiga ham, oksidlanmagan antimonitning Sb2O3 bilan o'zaro ta'siri natijasida SO2 ni eritmadan o'choq gazlari bilan doimiy ravishda olib tashlash natijasida olinadi. Eritma mahsulotlari (qo'pol metall va cüruf) o'choqning pastki qismiga oqib tushadi va undan chuqurga chiqariladi.
So'nggi yillarda surma olishning yana bir usuli - gidrometallurgiyadan tobora ko'proq foydalanilmoqda. U ikki bosqichdan iborat: surma birikmalarini eritmaga o'tkazish bilan xom ashyoni qayta ishlash va bu eritmalardan surmani ajratish. Usulning murakkabligi shundaki, surmani eritmaga o'tkazish muammoli: tabiiy surma birikmalarining aksariyati suvda erimaydi. Shu bilan birga, kerakli erituvchi topildi - natriy sulfid (120 g / l) va kaustik soda (30 g / l) suvli eritmasi. Sulfid va surma oksidi sulfa tuzlari va surma kislotalarining tuzlari shaklida eritmaga kiradi. Olingan eritmadan antimon elektroliz bilan ajratiladi. Gidrometallurgiya usuli bilan olingan qo'pol surma tozaligi bilan ajralib turmaydi va tarkibida 1,5 dan 15% gacha aralashmalar mavjud.
Kamroq aralashmalar bilan surma olish uchun pirometallurgik (olovli) yoki elektrolitik tozalash qo'llaniladi. Sanoatda eng keng tarqalgan yong'inni qayta ishlash reverberatorli pechlarda amalga oshiriladi. Eritilgan qoralama surmaga stibnit qo'shilsa, temir va mis aralashmalari oltingugurt birikmalarini hosil qiladi va mat rangga aylanadi. Arsenik natriy arsenat shaklida oksidlovchi atmosferada (havoni tozalash) soda yoki kaliy bilan eritib chiqariladi va oltingugurt ham chiqariladi.
Nodir metallar mavjud bo'lganda, anodik elektrolitik tozalash qo'llaniladi, bu esa asil metallarni loyda konsentratsiyalash imkonini beradi. Qayta qilingan surma tarkibida 0,5-0,8% dan ko'p bo'lmagan xorijiy aralashmalar mavjud. Biroq, hatto bunday metall ham barcha iste'molchilarni qoniqtirmaydi - yarimo'tkazgich sanoati uchun, masalan, 99,999% tozalikdagi surma talab qilinadi. Bunday holda, kristall-fizikaviy tozalash usuli qo'llaniladi - argon atmosferasida zonaning erishi, ayniqsa muhim holatlarda, zonaning erishi bir necha marta takrorlanadi.
Jismoniy xususiyatlar
Surma kristall shaklda va uchta amorf modifikatsiyada (portlovchi, qora va sariq) ma'lum. Tashqi ko'rinishiga ko'ra, kristalli yoki kulrang surma (uning asosiy modifikatsiyasi) ko'k rangga ega bo'lgan yorqin kumush-oq metall bo'lib, u yupqaroq bo'lsa, shunchalik ko'p aralashmalar (erkin holatda bo'lgan sof element igna shaklidagi kristallarni hosil qiladi). yulduzlar).
Ko'pgina mexanik xususiyatlar metallning tozaligiga bog'liq. Kulrang surma trigonal (romboedr) tizimda kristallanadi (a = 0,45064 nm, z = 2, kosmik guruh R3m), uning zichligi 6,61-6,73 g / sm3 (suyuq holatda - 6,55 g / sm3) . ~5,5 GPa bosimda kulrang surmaning rombedral panjarasi SbII kubik modifikatsiyasiga aylanadi. 8,5 GPa bosimda - olti burchakli SbIII ga. 28 GPa dan yuqori SbIV hosil bo'ladi. Kristalli surma past haroratda - 630,5 o S da eriydi, eritilgan surma 1634 o S da qaynay boshlaydi.
20-100 o C haroratda surmaning solishtirma issiqlik sig'imi 0,210 kJ / (kg * K) yoki 0,0498 kal / (g * o C), 20 o C da issiqlik o'tkazuvchanligi 17,6 Vt / (m * K) yoki 0,042 kal / (sm * sek * o C). Polikristalli surma uchun chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 0 dan 100 o S gacha bo'lgan haroratda 11,5 * 10-6; bitta kristall uchun a1 = 8,1 * 10-6, a2 = 19,5 * 10-6 0-400 o S da, 20 o C da elektr qarshiligi 43,045 * 10-6 sm * sm.
Surma diamagnitdir, uning o'ziga xos magnit sezuvchanligi -0,66 * 10-6. Brinell qattiqligi quyma metall uchun 325-340 MN / m2 (32,5-34,0 kgf / mm2); elastiklik moduli 285-300; yakuniy quvvat 86,0 MN/m2 (8,6 kgf/mm2). Surmaning o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tish harorati 2,7 K. Kulrang surma qatlamli tuzilishga ega bo'lib, bu erda har bir Sb atomi qatlamdagi uchta qo'shni bilan piramidali bog'langan (atomlararo masofa 0,288 nm) va boshqa qatlamda (atomlararo masofa) uchta eng yaqin qo'shniga ega. 0,338 nm). Oddiy sharoitlarda surmaning bu shakli barqarordir.
Kulrang surma bug’larining keskin sovishi bilan qora surma hosil bo’ladi (zichligi 5,3 g/sm3), u havosiz 400 o S ga qizdirilganda kulrang surmaga o’tadi. Qora surma yarim o'tkazgich xususiyatlarga ega. Sariq surma SbH3 suyuq stibinga kislorod ta'sirida hosil bo'ladi va oz miqdorda kimyoviy bog'langan vodorodni o'z ichiga oladi. Qizdirilganda, shuningdek, ko'rinadigan yorug'lik bilan yoritilganda, sariq surma qora surmaga aylanadi.
Portlovchi surma grafitga o'xshaydi (zichligi 5,64-5,97 g / sm3) va zarba va ishqalanishda portlaydi. Ushbu modifikatsiya SbCl3 ning xlorid kislotadagi eritmasini past oqim zichligida elektroliz qilish jarayonida hosil bo'ladi va bog'langan xlorni o'z ichiga oladi. Portlovchi surma ishqalanganda yoki portlash bilan urilganda metall surmaga aylanadi.
Surma metall ekanligini aniq aytish mumkin emas. Hatto o'rta asr alkimyogarlari ham uni (ammo, ba'zi haqiqiy metallar kabi: sink va vismut kabi) "yarimmetalllar" guruhiga kiritganlar, chunki ular yomonroq soxtalashtirilgan va egiluvchanlik metallning asosiy xususiyati hisoblangan. alkimyoviy g'oyalar, har bir metall qandaydir samoviy jism bilan bog'liq edi. O'sha vaqtga kelib, barcha ma'lum samoviy jismlar allaqachon taqsimlangan (Quyosh oltin bilan bog'liq edi, Oy kumushni ifodalagan, Merkuriy - simob, Venera - mis, Mars - temir, Yupiter - qalay va Saturn - qo'rg'oshin), shuning uchun mustaqil metallar , alkimyogarlarning fikriga ko'ra, endi mavjud emas.
Aksariyat metallardan farqli o'laroq, surma, birinchidan, mo'rt bo'lib, kukunga aylanadi (buni chinni ohak bilan chinni ohakda qilish mumkin), ikkinchidan, u elektr va issiqlikni yomon o'tkazadi (0 o C da, uning elektr o'tkazuvchanligi atigi 3,76 ni tashkil qiladi). kumushning % elektr o'tkazuvchanligi). Shu bilan birga, kristalli surma xarakterli metall yorqinlikka ega, 310 o C dan yuqori bo'lsa, u plastik bo'ladi, qo'shimcha ravishda yuqori tozalikdagi monokristallar plastikdir. Oltingugurt kislotasi bilan surma Sb2 (SO4) 3 sulfatini hosil qiladi va o'zini metall sifatida tasdiqlaydi, nitrat kislota esa surmani yuqori oksidga oksidlaydi, bu xSb2O5 * yH2O gidratlangan birikma shaklida hosil bo'lib, uning noaniq bo'lgan xususiyatini isbotlaydi. metall. Ma'lum bo'lishicha, surmaning metall xususiyatlari juda zaif ifodalangan, ammo metall bo'lmagan xususiyatlar unga to'liq xos emas.
Kimyoviy xossalari
Surma atomining tashqi elektronlarining konfiguratsiyasi 5s25p3. Aralashmalarda surma mishyakga o'xshaydi, lekin undan aniq metall xossalari bilan farq qiladi va +5, +3 va -3 oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Kimyoviy nuqtai nazardan, ellik birinchi element faol emas - xona haroratida havoda metall surma barqaror, u erish nuqtasiga (~ 600 o C) yaqin haroratlarda antimon (III) oksidi hosil bo'lishi bilan oksidlana boshlaydi, yoki surma angidridi - Sb2O3:
4Sb + 3O2 → 2Sb2O3
erish nuqtasidan yuqorida, surma yonadi. Surma (III) oksidi amfoter oksid boʻlib, asosiy xossalari ustun boʻlib, erimaydi, minerallar hosil qiladi. Ishqorlar va kislotalar bilan reaksiyaga kirishadi, oltingugurt va xlorid kabi kuchli kislotalarda surma (III) oksid eriydi va surma (III) tuzlarini hosil qiladi, ishqorlarda surma H3SbO3 yoki metaantimon HSbO2 kislota tuzlarini hosil qiladi:
Sb2O3 + 2NaOH → 2NaSbO2 + H2O
Sb2O3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2O
Sb2O3 kislorodda 700 o C dan yuqori qizdirilganda Sb2O4 tarkibidagi oksid hosil bo'ladi:
2Sb2O3 + O2 → 2Sb2O4
Sb2O4 bir vaqtning o'zida uch va besh valentli surmani o'z ichiga oladi. Uning tuzilishida oktaedral guruhlar va bir-biri bilan bog'langan. Bu surma oksidi eng barqaror hisoblanadi.
Ezilgan kukunli surma xlor atmosferasida yonadi, ellik birinchi element boshqa galogenlar bilan faol reaksiyaga kirishib, surma galogenidlarini hosil qiladi. Metall surma azot va vodorod bilan reaksiyaga kirishmaydi, xuddi kremniy va bor kabi, uglerod eritilgan surmada ozgina eriydi. Oltingugurt, fosfor, mishyak va ko'plab metallar bilan surma sintez paytida birlashadi. Antimon metallar bilan birlashib, antimonidlar hosil qiladi, masalan, qalay antimonid SnSb, nikel Ni2Sb3, NiSb, Ni5Sb2 va Ni4Sb. Antimonidlarni stibindagi (SbH3) vodorodni metall atomlari bilan almashtirish mahsuloti deb hisoblash mumkin. Ayrim antimonidlar, xususan, AlSb, GaSb, InSb, yarim o'tkazuvchanlik xususiyatiga ega.
Surma suv va suyultirilgan kislotalarga chidamli. Masalan, surma xlorid kislotada va suyultirilgan sulfat kislotada erimaydi. Hidroflorik va gidroflorik kislotalar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Biroq konsentrlangan xlorid va sulfat kislotalar surmani SbCl3 xlorid va Sb2(SO4)3 sulfat hosil qilish bilan asta-sekin eritadi. Konsentrlangan nitrat kislota bilan yomon eriydigan b-antimon kislotasi HSbO3 hosil bo'ladi:
3Sb + 5HNO3 → 3HSbO3 + 5NO + H2O
Surma akva regia - nitrat va tartarik kislotalar aralashmasida eriydi. Ishqorlar va NH3 eritmalari surmaga ta'sir qilmaydi, eritilgan ishqorlar antimonatlar hosil bo'lishi bilan surmani eritadi.
Ishqoriy metall nitratlar yoki xloratlar bilan qizdirilganda kukunli surma chaqnash bilan surma kislota tuzlarini hosil qiladi. Antimon kislotaning kam eriydigan tuzlari - antimonatlar (MeSbO3 * 3H2O, bu erda Me Na, K) va izolyatsiyalanmagan metaantimon kislotalarning tuzlari - qaytaruvchi xususiyatlarga ega bo'lgan metaantimonitlar (MeSbO2 * 3H2O) amaliy qiziqish uyg'otadi. Ishqoriy metallarning antimonatlari (III), ayniqsa kaliy, boshqa antimonatlardan farqli ravishda suvda eriydi.
Havoda qizdirilganda ular antimonatlarga (V) oksidlanadi. Metaantimonatlar (III), masalan, KSbO2, Na3SbO3 kabi ortoantimonatlar (III) va poliantimonatlar, masalan, NaSb5O8, Na2Sb4O7 ma'lum. Noyob tuproq elementlari ortoantimonatlar LnSbO3 va Ln3Sb5O12 hosil bo'lishi bilan tavsiflanadi. Nikelning antimonatlari, marganets - organik sintezdagi katalizatorlar (oksidlanish va polikondensatsiya reaktsiyalari), nodir yer elementlarining antimonatlari - fosforlar.
Surmaning muhim birikmalaridan oksid (III) dan tashqari quyidagilar ham ajratiladi: gidrid (stibin) SbH3 - HCl ning magniy yoki rux antimonidlariga yoki NaBH4 ga SbCl3 ning xlorid kislota eritmasiga ta'sirida hosil bo'lgan rangsiz zaharli gaz. . Stibin xona haroratida asta-sekin surma va vodorodga parchalanadi, 150 o C ga qizdirilganda jarayon sezilarli darajada tezlashadi; u oksidlanadi, havoda yonadi; suvda ozgina eriydi; yuqori tozalikdagi surma olish uchun ishlatiladi. Ellik birinchi elementning yana bir muhim birikmasi, surma (V) oksidi yoki antimon angidrid, Sb2O5 (sariq kristallar, suvda eriydi va surma kislotasi hosil qiladi) birinchi navbatda kislotali hisoblanadi.
Qizig'i shundaki, surmaning quyi oksidi (Sb2O3) antimon angidridi deb ataladi, garchi bu bayonot noto'g'ri bo'lsa-da, chunki angidrid kislota hosil qiluvchi oksiddir va Sb (OH) 3, Sb2O3 gidratida asosiy xususiyatlar kislotalilarga nisbatan aniq ustunlik qiladi. Shunday qilib, surmaning quyi oksidining xossalari antimonning metall ekanligini ko'rsatadi. Biroq, antimonning eng yuqori oksidi Sb2O5 haqiqatan ham aniq kislotali xususiyatlarga ega angidrid bo'lib, bu surma hali ham metall bo'lmaganligidan dalolat beradi. Aniqlanishicha, surmaning fizik xususiyatlarida kuzatiladigan dualizm surmaning kimyoviy xossalarida ham kuzatiladi.
Antimonit. Oq qalpoqlar konlari okrugi Nevada, AQSh. Foto: A.A. Evseev.
http://i-Think.ru/ veb-saytidan materiallardan foydalanish
ADR 6.1
Zaharli moddalar (zahar)
Nafas olish, teri bilan aloqa qilish yoki yutish orqali zaharlanish xavfi. Suv muhiti yoki kanalizatsiya tizimi uchun xavfli
Favqulodda chiqish niqobidan foydalaning
Oq olmos, ADR raqami, qora bosh suyagi va suyaklar
ADR 8
Korroziv (kaustik) moddalar
Teri korroziyasi tufayli kuyish xavfi. Ular bir-biri bilan (komponentlar), suv va boshqa moddalar bilan zo'ravonlik bilan reaksiyaga kirishishi mumkin. To'kilgan/tarqalgan material korroziy bug'larni chiqarishi mumkin.
Suv muhiti yoki kanalizatsiya tizimi uchun xavfli
Rombning yuqori yarmi oq, qora - pastki, o'lchami teng, ADR raqami, probirkalar, qo'llar
| Tashish paytida o'ta xavfli yukning nomi | Raqam BMT | Sinf ADR |
| SURMA KUKUNI | 2871 | 6.1 |
| Surma pentaflorid Surma pentaflorid | 1732 | 8 |
| Surma laktati | 1550 | 6.1 |
| Surma pentafloridi | 1732 | 8 |
| SURMA PENTAXLORID, SUYUK | 1730 | 8 |
| ANTIMONLI PENTAXLORID ERITIMI | 1731 | 8 |
| SURMA BIRIKMA, NOORGANIK, SUYUK, N.C.C. | 3141 | 6.1 |
| ANTIMON BIRIKMA, NOORGANIK, QATTIQ, N.C.K. | 1549 | 6.1 |
| SURMA TRIXLORIDI, QATTIQ | 1733 | 8 |
| Surma-kaliyli tartrat | 1551 | 6.1 |
Surma (lat. Stibium; belgisi bilan belgilanadi Sb) - D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimining beshinchi davri beshinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi, atom raqami 51.
Atom massasi - 121,76
Zichlik, kg/m³ - 6620
Erish nuqtasi, ° S - 630,5
Issiqlik quvvati, kJ / (kg ° S) - 0,205
Elektromanfiylik - 1,9
Kovalent radius, Å - 1,40
1-ionlanish potentsial, ev - 8,64
Surma haqida tarixiy ma'lumotlarOltin, simob, mis va boshqa oltita element bilan bir qatorda, surma tarixdan oldingi davr hisoblanadi. Uning kashfiyotchisining nomi bizgacha etib kelgani yo'q. Ma'lumki, masalan, Bobilda miloddan avvalgi 3 ming yil ichida. undan idishlar yasalgan. "Stibium" elementining lotincha nomi Elder Pliniyning yozuvlarida uchraydi. Biroq, bu nom kelib chiqqan yunoncha "stimon" dastlab surmaning o'zi emas, balki uning eng keng tarqalgan minerali - surma yorqinligini anglatadi.
Qadimgi Evropa mamlakatlarida faqat bu mineral ma'lum bo'lgan. Asr o'rtalarida ular undan yarim metall hisoblangan "surma qiroli" ni eritishni o'rgandilar. O'rta asrlarning eng yirik metallurgi Agrikola (1494...1555) shunday yozgan edi: “Agar surmaning ma'lum bir qismi qo'rg'oshinga qotishma yo'li bilan qo'shilsa, tipografik qotishma olinadi, undan tip tayyorlanadi, uni o'z ichiga oluvchilar foydalanadilar. kitoblarni chop eting." Shunday qilib, №51 elementning asosiy joriy foydalanishlaridan biri ko'p asrlikdir.
Evropada birinchi marta surma olishning xossalari va usullari, uning preparatlari va qotishmalari 1604 yilda nashr etilgan mashhur "Surmaning zafarli aravasi" kitobida batafsil bayon etilgan. Ko'p yillar davomida Benediktin alkimyogari Vasiliy Valentin, 15-asr boshlarida yashagan, go'yo uning muallifi hisoblangan. Biroq, o'tgan asrda bu Benedikt ordeni rohiblari orasida hech qachon sodir bo'lmagani aniqlandi. Olimlar "Vasiliy Valentin" o'z risolasini 16-asrning o'rtalarida yozgan noma'lum olimning taxallusi degan xulosaga kelishdi. ... Nemis tarixchisi Lipman tabiiy oltingugurtli surmaga bergan "antimoniy" nomini yunoncha anemon - "gul" dan olgan (surma guliga o'xshash ignasimon yaltiroq kristallarning o'zaro o'sishi bilan). Compositae oilasi).
Bu erda ham, chet elda ham "antimonium" nomi uzoq vaqt davomida faqat ushbu mineralga tegishli. Va o'sha paytda metall surma surma shohi - regulus antimoni deb atalgan. 1789 yilda Lavuazye surmani oddiy moddalar ro'yxatiga kiritdi va unga antimon nomini berdi, bu hozirgi kungacha 51-sonli elementning frantsuzcha nomi bo'lib qolmoqda. Ingliz va nemis nomlari unga yaqin - surma, Antimon.
Biroq, yana bir versiya mavjud. Uning taniqli tarafdorlari kamroq, ammo ular orasida Shveykning yaratuvchisi - Yaroslav Xasek ham bor.
Ibodatlar va uy yumushlari orasida Bavariyadagi Stahlxauzen monastirining abboti Leonard ota faylasuf toshini qidirardi. Tajribalaridan birida u tigelda kuygan bid'atchining kulini o'z mushukining kuliga aralashtirdi va yonayotgan joydan olingan tuproq miqdorini ikki baravar oshirdi. Rohib bu "do'zax aralashmasini" qizdira boshladi.
Bug'lanishdan so'ng metall nashrida og'ir qorong'i modda olindi. Bu kutilmagan va qiziqarli edi; Shunga qaramay, ota Leonard g'azablandi: yondirilgan bid'atchiga tegishli bo'lgan kitobda faylasuflarning toshlari vaznsiz va shaffof bo'lishi kerakligi aytilgan ... Va Leonard ota hosil bo'lgan moddani gunohdan uzoqroqqa - monastir hovlisiga tashladi.
Biroz vaqt o'tgach, u cho'chqalar u tashlagan "tosh" ni bajonidil yalab, shu bilan birga tezda semirib ketishlarini payqab hayron bo'ldi. Va keyin ota Leonardusning ajoyib g'oyasi bor edi: u odamlar uchun ham mos bo'lgan ozuqa moddasini kashf qildi, deb qaror qildi. U "hayot toshining" yangi qismini tayyorladi, uni ezib tashladi va bu kukunni Masihdagi oriq birodarlari egan bo'tqaga qo'shib qo'ydi.
Ertasi kuni Stahlhauzen monastirining barcha qirq rohiblari dahshatli azobda vafot etdilar. O'z qilmishidan tavba qilib, abbot o'z tajribalarini la'natladi va "hayot toshi" ni antimoniumga, ya'ni rohiblarga qarshi vositaga o'zgartirdi.
Bu hikoya tafsilotlarining haqiqiyligiga ishonch hosil qilish qiyin, lekin aynan shu versiya J. Xasekning “Hayot toshi” qissasida keltirilgan.
"Surma" so'zining etimologiyasi yuqorida batafsil muhokama qilinadi. Ushbu elementning ruscha nomi - "surma" turkcha "surme" dan kelib chiqqanligini qo'shish uchun qoladi, bu "ishqalanish" yoki "qoshlarning qorayishi" deb tarjima qilinadi. 19-asrgacha. Rossiyada "qosh qoshlarga" iborasi bor edi, garchi ular hech qachon surma birikmalari bilan "surma" bo'lmagan. Ulardan faqat bittasi - trisulfat surmaning qora modifikatsiyasi qosh bo'yog'i sifatida ishlatilgan. U dastlab so'z bilan belgilandi, keyinchalik u elementning ruscha nomiga aylandi.
Surma qadim zamonlardan beri ma'lum. Sharq mamlakatlarida u miloddan avvalgi 3000 yilda ishlatilgan. e. idishlarni tayyorlash uchun. Qadimgi Misrda allaqachon 19-asrda. Miloddan avvalgi e. surma yaltiroq kukuni (tabiiy Sb 2 S 3) chaqirdi mesten yoki poya qoshlarni qoralash uchun ishlatiladi. Qadimgi Yunonistonda u nomi bilan tanilgan stimulyatsiya Va stibi, shuning uchun lotincha stibium. Taxminan 12-14 asrlar. n. e. nomi paydo bo'ldi antimon. 1789 yilda A. Lavoisier nomi ostida kimyoviy elementlar ro'yxatiga surma kiritdi antimoin(Zamonaviy ingliz surma, ispan va italyan antimonio, nemis Antimon). Ruscha "surma" turk tilidan keladi surme; u qo'rg'oshin porlashi kukunini PbS deb belgilagan, bu ham qoshlarni qorayishga xizmat qilgan (boshqa manbalarga ko'ra, "surmi" - forscha "surmium" - metalldan). Surma va uning birikmalarini olish xususiyatlari va usullarining batafsil tavsifi birinchi marta 1604 yilda kimyogar Vasiliy Valentin (Germaniya) tomonidan berilgan.
Tabiatda surmani topish
Yer poʻstida surmaning oʻrtacha miqdori 500 mg/t. Uning magmatik jinslardagi tarkibi odatda cho'kindi jinslarga qaraganda kamroq. Choʻkindi jinslardan surmaning eng yuqori kontsentratsiyasi gil slanetslarda (1,2 g/t), boksit va fosforitlarda (2 g/t), eng pasti esa ohaktosh va qumtoshlarda (0,3 g/t) kuzatiladi. Koʻmir kulida surma koʻp boʻladi. Surma, bir tomondan, tabiiy birikmalarda metall xossalariga ega va antimonit hosil qiluvchi tipik xalkofil element hisoblanadi. Boshqa tomondan, u turli xil sulfo tuzlari - burnonit, bulanjerit, tetraedrit, jamsonit, pirargirit va boshqalar hosil bo'lishida namoyon bo'ladigan metalloid xususiyatlariga ega.Surma mis, mishyak va palladiy kabi metallar bilan intermetal birikmalar hosil qilishi mumkin. Surmaning ionli radiusi Sb 3+ mishyak va vismutning ion radiuslariga eng yaqin, buning natijasida fahlore va geokronit Pb 5 (Sb, As) 2 S 8 va surma va vismutda surma va mishyakning izomorf almashinishi kuzatiladi. kobelit Pb 6 FeBi 4 Sb 2 S 16; Uning bir qator birikmalarida surmaning uchuvchanligi nisbatan past. Surma galogenidlari SbCl 3 eng yuqori uchuvchanlikka ega. Supergen sharoitida (yer yuzasiga yaqin qatlamlarda va sirtda) antimonit taxminan quyidagi sxema bo'yicha oksidlanishdan o'tadi: Sb 2 S 3 + 6O 2 = Sb 2 (SO 4) 3 . Olingan surma oksidi sulfat juda beqaror va tez gidrolizlanadi, surma oxralariga aylanadi - bufet Sb 2 O 4, stibioconite Sb 2 O 4 nH 2 O, valentinit Sb 2 O 3 va boshqalar. Suvda eruvchanligi ancha past 1,3 mg / l. , lekin u ishqorlar va oltingugurtli metallar eritmalarida Na 3 SbS 3 tipidagi tio kislota hosil bo'lishi bilan sezilarli darajada oshadi. Antimonit Sb 2 S 3 (71,7% Sb) asosiy sanoat ahamiyatiga ega. Sulfo tuzlari tetraedrit Cu 12 Sb 4 S 13, burnonit PbCuSbS 3, bulanjerit Pb 5 Sb 4 S 11 va jamesonit Pb 4 FeSb 6 S 14 unchalik ahamiyatga ega emas.
Erkin holatda u metall yorqinligi, zichligi 6,68 g/sm³ bo'lgan kumush-oq kristallar hosil qiladi. Tashqi ko'rinishidan metallga o'xshash kristalli surma mo'rtroq, issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi kamroq. Surma kristall va uchta amorf shaklda (portlovchi, qora va sariq) ma'lum. Portlovchi Antimon (zichligi 5,64-5,97 g / sm 3) har qanday aloqada portlaydi; SbCl 3 eritmasini elektroliz qilish jarayonida hosil bo'lgan; qora (zichligi 5,3 g / sm 3) - surma bug'ini tez sovutish bilan; sariq - kislorod suyultirilgan SbH 3 ga o'tkazilganda. Sariq va qora surma beqaror, past haroratlarda ular oddiy surmaga aylanadi. Eng barqaror kristalli antimon trigonal tizimda kristallanadi, a = 4,5064 Å; zichligi 6,61-6,73 g / sm 3 (suyuqlik - 6,55 g / sm 3); t pl 630,5 ° S; kip t 1635-1645 °S: 20-100 °S da solishtirma issiqlik sig'imi 0,210 kJ/(kg K); 20 ° C da issiqlik o'tkazuvchanligi 17,6 Vt / (m K) . Polikristalli Antimon uchun chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 0-100 ° S da 11,5 · 10 -6; bitta kristall uchun a 1 = 8,1 10 -6, a 2 = 19,5 10 -6 0-400 ° C da, elektr qarshiligi (20 ° C) (43,045 10 -6 sm sm). Surma diamagnetik, o'ziga xos magnit sezuvchanligi -0,66·10 -6 . Aksariyat metallardan farqli o'laroq, surma mo'rt, parchalanish tekisliklari bo'ylab osongina bo'linadi, kukunga aylanadi va uni soxtalash mumkin emas (ba'zan uni yarim metallar deb ham atashadi). Mexanik xususiyatlar metallning tozaligiga bog'liq. Brinell qattiqligi quyma metall uchun 325-340 MN / m 2 (32,5-34,0 kgf / mm 2); elastiklik moduli 285-300; yakuniy quvvat 86,0 MN / m 2 (8,6 kgf / mm 2).
Surma - metall yoki metall emasmi?O'rta asr metallurglari va kimyogarlariga yettita metal ma'lum bo'lgan: oltin, kumush, mis, qalay, qo'rg'oshin, temir va simob. O'sha paytda kashf etilgan rux, vismut va mishyak surma bilan birgalikda maxsus "yarimmetalllar" guruhiga kiritilgan: ular yomonroq soxtalashtirilgan va egiluvchanlik metallning asosiy xususiyati hisoblangan. Bundan tashqari, alkimyoviy g'oyalarga ko'ra, har bir metall qandaydir samoviy jism bilan bog'liq edi. Va ettita bunday jismlar ma'lum edi: Quyosh (oltin u bilan bog'langan), Oy (kumush), Merkuriy (simob), Venera (mis), Mars (temir), Yupiter (qalay) va Saturn (qo'rg'oshin).
Surma uchun samoviy jism etarli emas edi va shu asosda alkimyogarlar uni mustaqil metall sifatida tan olishni xohlamadilar. Ammo, g'alati, ular qisman to'g'ri edi, buni surmaning fizik va kimyoviy xususiyatlarini tahlil qilish orqali tasdiqlash qiyin emas.
Surmaning kimyoviy xossalari
Sb atomining tashqi elektronlarining konfiguratsiyasi 5s 2 5p 3 ga teng. Murakkablarda u asosan +5, +3 va -3 oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Kimyoviy nuqtai nazardan, u faol emas. Erish nuqtasiga qadar havoda oksidlanmaydi. Azot va vodorod bilan reaksiyaga kirishmaydi. Eritilgan surmada uglerod biroz eriydi. Metall xlor va boshqa galogenlar bilan faol ta'sir o'tkazib, antimon galogenidlarini hosil qiladi. Sb 2 O 3 hosil bo'lishi bilan 630 ° C dan yuqori haroratlarda kislorod bilan o'zaro ta'sir qiladi. Oltingugurt bilan eritilganda surma sulfidlari olinadi, u fosfor va mishyak bilan ham o'zaro ta'sir qiladi. Surma suv va suyultirilgan kislotalarga chidamli. Konsentrlangan xlorid va sulfat kislotalar xlorid SbCl 3 va sulfat Sb 2 (SO 4) 3 hosil bo'lishi bilan Antimonni asta-sekin eritib yuboradi; konsentrlangan nitrat kislota surmani yuqori oksidga oksidlaydi, u gidratlangan birikma shaklida hosil bo'ladi xSb 2 O 5 yH 2 O. Surma kislotasining ozgina eriydigan tuzlari - antimonatlar (MeSbO 3 3H 2 O, bu erda Me - Na, K) va tuzlar ajratilmagan metaantimon kislotasi - qaytaruvchi xususiyatlarga ega metaantimonitlar (MeSbO 2 · 3H 2 O). Surma metallar bilan birikib antimonidlarni hosil qiladi.
Surmaning kimyoviy xossalarini batafsil tahlil qilish ham uni nihoyat "na bu, na u" bo'limidan olib tashlashga imkon bermadi. Surma atomining tashqi, elektron qatlami beshta valentlik elektrondan iborat s 2 p 3 . Ulardan uchtasi ( p-elektronlar) - juftlanmagan va ikkita ( s-elektronlar) juftlashgan. Birinchisi atomdan osonroq ajralib chiqadi va surmaning 3+ valentligini aniqlaydi. Ushbu valentlikning namoyon bo'lishi bilan bir juft bo'linmagan valentlik elektronlari s 2 ta stokda. Bu zahira tugagach, surma besh valentli bo'ladi. Muxtasar qilib aytganda, u guruhdagi hamkasbi, metall bo'lmagan fosfor bilan bir xil valentliklarni namoyish etadi.
Keling, surmaning boshqa elementlar bilan, masalan, kislorod bilan kimyoviy reaktsiyalarda o'zini qanday tutishini va uning birikmalarining tabiatini ko'rib chiqaylik.
Havoda qizdirilganda surma osongina oksidi Sb 2 O 3 - oq rangli, suvda deyarli erimaydigan qattiq moddaga aylanadi. Adabiyotda bu modda ko'pincha antimon angidrid deb ataladi, ammo bu noto'g'ri. Axir, angidrid kislota hosil qiluvchi oksid bo'lib, Sb (OH) 3, Sb 2 O 3 gidratda asosiy xususiyatlar kislotadan ustun turadi. Surmaning quyi oksidining xossalari surmaning metall ekanligini ko'rsatadi. Ammo antimonning eng yuqori oksidi Sb 2 O 5 haqiqatan ham aniq kislotali xususiyatlarga ega angidriddir. Shunday qilib, surma hali ham metall emasmi?
Uchinchi oksid ham mavjud - Sb 2 O 4. Unda bir surma atomi uch-, ikkinchisi esa besh valentli bo'lib, bu oksid eng barqaror hisoblanadi. Boshqa elementlar bilan o'zaro ta'sirida - bir xil ikkilik va antimonli metall yoki metall bo'lmagan savol ochiq qoladi. Nima uchun barcha ma'lumotnomalarda u metallar orasida uchraydi? Asosan tasniflash uchun: siz uni biron joyga qo'yishingiz kerak, lekin tashqi tomondan u metallga o'xshaydi ...
O'rta asr kitoblarida surma og'zi ochiq bo'ri qiyofasi bilan belgilangan. Ehtimol, ushbu metallning bunday "yirtqich" belgisi surma deyarli barcha boshqa metallarni eritishi ("yutib yuborishi") bilan izohlanadi.
Surma olish texnologiyasi
Metall tarkibida 20-60% Sb bo'lgan konsentratlar yoki rudalarni pirometallurgiya va gidrometallurgik qayta ishlash yo'li bilan olinadi. Pirometallurgiya usullariga cho'kma va reduksion eritish kiradi. Yog'ingarchilik bilan eritish uchun xom ashyo sulfidli kontsentratlardir; jarayon surmani uning sulfididan temir bilan siqib chiqarishga asoslangan: Sb 2 S 3 + 3Fe => 2Sb + 3FeS. Temir zaryadga hurda shaklida kiritiladi. Erish 1300-1400 ° S haroratda reverberator yoki qisqa aylanadigan barabanli pechlarda amalga oshiriladi. Surmaning xom metallga olinishi 90% dan ortiq. Surmani eritishni kamaytirish uning oksidlarini ko'mir yoki ko'mir changi bilan metallga qaytarish va chiqindi jinslarning shlaklanishiga asoslangan. Qaytarilish erishidan oldin 550 °C da ortiqcha havo bilan oksidlovchi otish amalga oshiriladi. Shlak tarkibida uchuvchan bo'lmagan antimon oksidi mavjud. Elektr pechlari ham yog'ingarchilik, ham reduksion eritmalar uchun ishlatilishi mumkin. Surmani olishning gidrometallurgik usuli ikki bosqichdan iborat: xom ashyoni ishqoriy sulfid eritmasi bilan surma kislotasi tuzlari va sulfotuzlar shaklidagi eritmaga surma o‘tkazish bilan ishlov berish va elektroliz yo‘li bilan Surmani ajratib olish. Dag'al surma, xom ashyo tarkibiga va uni ishlab chiqarish usuliga qarab, 1,5 dan 15% gacha aralashmalarni o'z ichiga oladi: Fe, As, S va boshqalar. Sof surma olish uchun pirometallurgik yoki elektrolitik tozalash qo'llaniladi. Pirometallurgik tozalash jarayonida temir va misning aralashmalari antimonit (krudum) - Sb 2 S 3 ni surma eritmasiga kiritish orqali oltingugurt birikmalari shaklida chiqariladi, shundan so'ng mishyak (natriy arsenat shaklida) va oltingugurt puflash orqali chiqariladi. sodali shlak ostida havo. Eriydigan anod bilan elektrolitik tozalash jarayonida xom surma elektrolitda qolgan temir, mis va boshqa metallardan tozalanadi (loyda Cu, Ag, Au qoladi). Elektrolit SbF 3, H 2 SO 4 va HF dan tashkil topgan eritmadir. Tozalangan surma tarkibidagi aralashmalar miqdori 0,5-0,8% dan oshmaydi. Yuqori tozalikdagi Surmani olish uchun inert gaz atmosferasida zonali eritish ishlatiladi yoki Antimon ilgari tozalangan birikmalardan - oksid (III) yoki trikloriddan olinadi.
Surmani qo'llashMo'rtligi tufayli metall surma kamdan kam qo'llaniladi. Biroq, surma boshqa metallarning (qalay, qo'rg'oshin) qattiqligini oshiradi va normal sharoitda oksidlanmaydi, metallurglar uni ko'pincha turli qotishmalar tarkibiga kiritadilar. Element kiritilgan qotishmalar soni 200 ga yaqin.
Surma asosan qo'rg'oshin va qalay asosidagi qotishmalar shaklida, akkumulyator plitalari, simi g'iloflari, podshipniklar (babbit), bosmaxonada ishlatiladigan qotishmalar (hart) va boshqalar shaklida qo'llaniladi. Bunday qotishmalarning qattiqligi, aşınmaya bardoshliligi va korroziyaga chidamliligi oshdi. Floresan lampalarda kaltsiy halofosfat Sb ni faollashtiradi. Surma yarimo'tkazgichli materiallar tarkibiga germaniy va kremniyga qotishma qo'shimcha sifatida, shuningdek antimonidlar tarkibiga kiradi (masalan, InSb). 122 Sb radioaktiv izotopi g-nurlanish va neytron manbalarida ishlatiladi.
Yarimo'tkazgich sanoatida diodlar, infraqizil detektorlar, Hall effektli qurilmalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Qo'rg'oshin qotishmalarining tarkibiy qismi bo'lib, ularning qattiqligi va mexanik kuchini oshiradi. Qo'llash doirasi quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- batareyalar
- ishqalanishga qarshi qotishmalar
- matbaa qotishmalari
- kichik qurollar va izdosh o'qlar
- kabel qoplamalari
- mos keladi
- dorilar, antiprotozoal preparatlar
- lehimlash - ba'zi qo'rg'oshinsiz lehimlarda 5% Sb mavjud
- linotipli bosma mashinalarda foydalanish
Qalay va mis bilan birga surma metall qotishma - babbitt hosil qiladi, bu antifriksion xususiyatlarga ega va tekis podshipniklarda qo'llaniladi. Sb yupqa quyish uchun mo'ljallangan metallarga ham qo'shiladi.
Oksidlar, sulfidlar, natriy antimonat va surma trixlorid ko'rinishidagi surma birikmalari o'tga chidamli birikmalar, keramik emallar, shisha, bo'yoq va sopol buyumlar ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Antimon trioksidi antimon birikmalarining eng muhimi bo'lib, asosan olovga chidamli kompozitsiyalarda qo'llaniladi. Surma sulfid gugurt boshlari tarkibidagi moddalardan biridir.
Surmaning tabiiy sulfidi stibnit Injil davrida tibbiyot va kosmetika sohasida ishlatilgan. Stibnit hali ham ba'zi rivojlanayotgan mamlakatlarda dori sifatida qo'llaniladi.
Meglumin antimoniat (glyukantim) va natriy stiboglyukonat (pentostam) kabi surma birikmalari leyshmaniozni davolashda ishlatiladi.
Surmaning inson tanasiga ta'siriSurma miqdori (100 g quruq moddaga) o‘simliklarda 0,006 mg, dengiz hayvonlarida 0,02 mg, quruqlikdagi hayvonlarda 0,0006 mg. Surma hayvonlar va odamlarning tanasiga nafas olish organlari yoki oshqozon-ichak trakti orqali kiradi. U asosan najas bilan, oz miqdorda - siydik bilan chiqariladi. Surma qalqonsimon bez, jigar va taloqda tanlab to'plangan. Surma asosan eritrotsitlarda +3 oksidlanish darajasida, qon plazmasida - oksidlanish holatida to'planadi. +5. Antimonning maksimal ruxsat etilgan konsentratsiyasi 100 g quruq to'qimalar uchun 10 -5 - 10 -7 g. Yuqori konsentratsiyada bu element lipid, uglevod va oqsil almashinuvining bir qator fermentlarini inaktiv qiladi (ehtimol sulfhidril guruhlarini blokirovka qilish natijasida).
Surma tirnash xususiyati beruvchi va kümülatif ta'sir ko'rsatadi. Qalqonsimon bezda to'planib, uning ishini inhibe qiladi va endemik guatrni keltirib chiqaradi. Ammo ovqat hazm qilish tizimiga kirganda, surma birikmalari zaharlanishni keltirib chiqarmaydi, chunki Sb (III) tuzlari u erda yomon eriydigan mahsulotlar hosil bo'lishi bilan gidrolizlanadi. Shu bilan birga, surma (III) birikmalari surma (V) ga nisbatan zaharliroqdir. Sb ning changi va bug'lari burundan qon ketishiga, surma "quyma isitmasi", pnevmosklerozga olib keladi, teriga ta'sir qiladi va jinsiy funktsiyalarni buzadi. Suvda ta'm sezish chegarasi 0,5 mg/l ni tashkil qiladi. Kattalar uchun o'ldiradigan doz 100 mg, bolalar uchun - 49 mg. Surma aerozollari uchun ishchi zona havosida MPC 0,5 mg/m³, atmosfera havosida 0,01 mg/m³ ni tashkil qiladi. Tuproqdagi MPC 4,5 mg/kg. Ichimlik suvida surma 2-xavfli sinfga mansub, 0,005 mg/l MPC ga ega, sanitariya-toksikologik LPV bo'yicha belgilangan. Tabiiy suvlarda tarkib standarti 0,05 mg/l ni tashkil qiladi. Biofiltrli tozalash inshootlariga tushiriladigan sanoat chiqindi suvlarida surma miqdori 0,2 mg/l dan oshmasligi kerak.
Surmaning tavsifi va xossalari
Insoniyat birinchi marta foydalana boshladi surma bizning eramizdan ancha oldin. Axir, hozirgi kunga qadar arxeologlar qadimgi Bobil joylarida metall surma parchalari yoki buyumlarini topdilar, bu miloddan avvalgi 3-asr boshlariga to'g'ri keladi. Mustaqil metall sifatida surma ishlab chiqarishda kamdan-kam qo'llaniladi, lekin asosan boshqa elementlar bilan birikmalarda. Bizning zamonamizgacha etib kelgan eng mashhur dastur kosmetologiyada "surma porlashi" mineralidan kirpiklar va qoshlar uchun ko'z qopqog'i yoki bo'yoq sifatida foydalanish hisoblanadi.
D. I. Mendeleyevning davriy tizimida surma kimyoviy element hisoblanadi, V guruhiga mansub, uning belgisi Sb. Atom raqami 51, atom massasi 121,75, zichligi 6620 kg/m3. Surmaning xossalari- ko'k rangga ega kumush-oq rang. O'zining tuzilishiga ko'ra, metall qo'pol taneli va juda mo'rt bo'lib, uni chinni ohakda kukun holatiga qo'lda osongina maydalash mumkin va o'zini qarzga olmaydi. Metallning erish nuqtasi 630,5 ⁰S, qaynash nuqtasi 1634 ° C.
Standart kristall shaklga qo'shimcha ravishda, tabiatda surmaning yana uchta amorf holati mavjud:
portlovchi surma- SbCI3 birikmasini xlorid kislotali muhitda elektroliz qilish jarayonida hosil bo'ladi va zarba yoki teginish paytida portlaydi va shu bilan o'zining normal holatiga qaytadi.
sariq surma- kislorod molekulalarining O2 ta'sirida vodorodning surma bilan SbH 3 birikmasidan olinadi.
Qora surma- sariq surma bug'ining keskin sovishi paytida hosil bo'ladi.
Oddiy sharoitlarda surma xossalari o'zini o'zgartirmaydi, suvda erimaydi. Shaklda yaxshi ishlaydi surma qotishmasi boshqa metallar bilan, chunki uning asosiy afzalligi metallarning qattiqligining oshishi, masalan, ulanish qo'rg'oshin - surma(5-15% dan) garbtley sifatida tanilgan. Qo'rg'oshinga 1% surma qo'shsangiz ham, uning kuchi allaqachon sezilarli darajada oshadi.
Surmani yotqizish va qazib olish
Surma - bu element, rudalardan qazib olinadi. Surma rudalari shunday miqdorda surmani o'z ichiga olgan mineral tuzilmalar deb ataladi, ular sof metallni olishda maksimal iqtisodiy va sanoat samaralarini olishadi. Asosiy mazmuniga ko'ra element - surma, rudalar quyidagicha tasniflanadi:
- Juda boy, Sb - 50% ichida.
- Rich, Sb - 12% dan ko'p emas.
- Oddiy, Sb - 2 dan 6% gacha.
- yomon, Sb - maksimal 2%.
Yuqoridagi rudalar tarkibiga koʻra sulfidli (umumiy massasining 70% gacha antimonit Sb 2 S 3), sulfid-oksid (oksid birikmalarida Sb 50% gacha) va oksidli (50% dan ortiq) ga boʻlinadi. birikmalardagi rudaning umumiy massasi surma oksidi). Juda boy rudalarni boyitish shart emas, ulardan darhol surma konsentrati olinadi va eritish zavodiga yuboriladi. Oddiy va kambag'al rudalardan surma olish iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq emas. Bunday rudalarni surma miqdori 50% gacha bo'lgan kontsentratgacha boyitish kerak. Keyingi bosqich - konsentratni pirometallurgiya va gidrometallurgik usullar bilan qayta ishlash.
Pirometallurgiya usullari cho'kindi va qaytaruvchi eritish jarayonlarini o'z ichiga oladi. Yog'ingarchilik bilan eritish jarayonida asosiy xom ashyo sulfidli rudalar hisoblanadi. Erish printsipi quyidagicha: 1300-1400 ° S haroratda temir yordamida sof surma sulfid olinadi. surma, formula bu jarayonning –Sb2S3+3Fe=>2Sb+3FeS. Qayta tiklash eritish qayta tiklashdan iborat surma oksidlari ko'mir yoki koks kukuni bilan metallga. Surma olishning gidrometallurgik usuli ikki bosqichdan iborat - rudani eritma holatiga o'tkazish bilan qayta ishlash va eritmadan metallni ajratib olish.
Surmani qo'llash
O'zining sof shaklida surma eng mo'rt metallardan biri hisoblanadi, ammo boshqa metallar bilan birlashganda ularning qattiqligini oshiradi va normal sharoitda oksidlanish jarayoni sodir bo'lmaydi. Ushbu afzalliklar sanoat sohasida munosib baholanadi va endi surma ko'plab qotishmalarga qo'shiladi, 200 dan ortiq.
Rulman ishlab chiqarish uchun qotishmalar. Bu guruh kabi birikmalarni o'z ichiga oladi qalay - surma, qo'rg'oshin - surma, surma - mis, chunki bu qotishmalar osongina eriydi va rulman qobiqlari uchun qoliplarga quyish uchun juda qulaydir. Surma tarkibi odatda 4 dan 15% gacha, lekin hech qanday holatda bu ko'rsatkichdan oshib ketmaslik kerak, chunki surmaning ortiqcha miqdori metallni buzadi. Bunday qotishmalar tank qurilishida, avtomobil va temir yo'l transportida qo'llanilishini topdi.
Surmaning eng muhim xususiyatlaridan biri uning qattiqlashganda kengayish qobiliyatidir. Ushbu xususiyatga asoslanib, qotishma yaratildi - qo'rg'oshin (82%), surma(15%), qalay (3%), u "tipografik qotishma" deb ham ataladi, chunki u har xil turdagi shriftlar uchun shakllarni mukammal ravishda to'ldiradi va aniq nashrlarni chiqaradi. Bunday holda, antimon metallga zarba qarshiligi va aşınma qarshiligini qo'shdi.
Surma bilan qotishma bo'lib, u mashinasozlikda qo'llaniladi, u batareyalar uchun plitalar ishlab chiqarishda ishlatiladi, shuningdek, agressiv suyuqliklar olib o'tiladigan quvurlar, oluklar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Qotishma sink - surma(sink antimonid) noorganik birikma hisoblanadi. Yarimo'tkazgich xususiyati tufayli u tranzistorlar, termal tasvirlar va infraqizil detektorlar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Sanoatda foydalanishdan tashqari, surma kosmetologiya va tibbiyotda keng qo'llanilishini topdi. Qadim zamonlardan hozirgi kungacha ishlatilgan ko'zlar uchun surma, qoshlar va kirpiklar uchun vosita va bo'yoq sifatida. Ko'p odamlar shifo berishni bilishadi surma xossalari va kon'yunktivit va ko'zning boshqa infektsiyalari bilan darhol surma ishlatiladi.
Ularning tashqi ko'rinishi va qo'llash usuliga ko'ra, turli xil turlari mavjud surma - kukun, yog'och tayoq yordamida ko'z qovog'ining maydoniga osongina surtiladi, lekin avval har qanday yog'ga namlash kerak; qalam - ko'z qovog'iga o'qlarni aniq chizadi, bu qalam bir xil surma kukuni, shunchaki shaklga bosiladi.
Agar qadim zamonlarda surma bo'yog'i ekologik jihatdan qulay bo'lgan va chinakam shifobaxsh ta'sir ko'rsatgan bo'lsa, bizning davrimizda siz juda ehtiyot bo'lishingiz va sotib olishdan oldin kompozitsiyani diqqat bilan o'qib chiqishingiz kerak. Hamma narsa vijdonsiz ishlab chiqaruvchilar past sifatli rudadan sof surma ajratib olishlari va mishyak kabi og'ir metallarning aralashmalari qolishi bilan bog'liq. Murakkabdan inson tanasiga etkazilgan zararni tasavvur qilish qiyin mishyak-surma.
Surma narxi
Jahon bozoridagi beqaror vaziyat tufayli metallning yagona qiymati yo'q surma. Narxi 6300 dollardan 8300 dollar/tonnagacha o'zgarib turadi, so'nggi ikki oyda narxlarning o'sishida salbiy tendentsiya kuzatildi, bu asosiy ishlab chiqaruvchi - Xitoy va uning tashqi iqtisodiy aloqalari bilan bevosita bog'liq.
Ammo siyosiy va iqtisodiy inqirozlar hech qanday ta'sir ko'rsatmadi ko'zlar uchun surma. Sharq madaniyati va boshqa aksessuarlar hozir modada, shu jumladan surma. Sotib olish bu qiyin bo'lmaydi, chunki sharqona do'konlarda katta tanlov mavjud yoki siz onlayn-do'konda buyurtma berishingiz mumkin.
