ANTIMON: POVIJEST, STRUKTURA, SVOJSTVA, UPOTREBE I RIZICI - KEMIJA - 2025

Antimon je metaloida sjajna, srebrna, i uz malo plavkasta nijansa. Njegova krutina je također karakterizirana vrlo krhkom i ljuskavom teksturom. Pripada skupini 15 periodičke tablice na čelu s dušikom. Nakon bizmuta (i moscoviuma) najteži je element skupine.

Je predstavljen kemijskom simbolom Sb. U prirodi je uglavnom u stibite i ullmannite mineralnih sirovina, čija je kemijska formula, Sb ₂ S ₃ i NiSbS, redom. Njegova velika sklonost stvaranju sulfida umjesto oksida posljedica je činjenice da je kemijski mekan.

Kristalni antimon. Izvor: Best Sci-Fatcs

S druge strane, antimoni su također fizički mekani i predstavljaju tvrdoću od 3 po Mohsovoj skali. Stabilna je na sobnoj temperaturi i ne reagira s kisikom u zraku. Ali kada se zagrijava u prisutnosti kisika, stvara antimonov trioksid, Sb ₂ O ₃.

Isto tako, otporan je na djelovanje slabih kiselina; ali kad je vruće napadaju ga dušična i klorovodična kiselina.

Antimon ima brojne primjene, među njima se koristi u legurama s olovom i kositrom, u proizvodnji akumulatora za vozila, materijalima niskog trenja itd.

Ovaj metaloid ima rijetko svojstvo povećanja volumena kada se stvrdne, omogućujući mu legure da u potpunosti zauzmu prostor koji se koristi za oblikovanje instrumenta koji se proizvodi.

Povijest njegovog otkrića

PRIJE KRISTA

Postoje dokazi da se antimov sulfid od 3100. godine prije Krista koristio kao kozmetika u Egiptu. U Mezopotamiji, današnjem Iraku, pronađeni su ostaci vaze i još jedan artefakt koji, pretpostavlja se, datira između 3000. i 2200. godine prije Krista, u kojem je antimon korišćen u njegovoj proizvodnji.

Uvođenje termina

Rimski učenjak Plinij stariji (23-79. Pr. Kr.) Opisao je upotrebu antimona, koji je nazvao stibius, u izradi sedam lijekova u svom Traktatu o prirodnoj povijesti. Alkemičar Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815) zaslužan je za uvođenje naziva antimona za imenovanje elementa.

Koristio je sljedeću etimologiju: 'anti' kao sinonim za negaciju, a 'mono' samo. Tada je želio naglasiti da antimon nije pronađen samo u prirodi. Već je poznato da je dio sulfidnih minerala, kao i mnogi drugi elementi.

dobivanje

Smatra se da je grčki naturist Pedanius Diascorides dobio čisti antimon zagrijavanjem antimonovog sulfida u struji zraka. Talijanski metalurg Vannocio Biringucio u knjizi De la Pirotecnia (1540) donosi opis metode izolacije antimona.

Njemački kemičar Andreas Libavius ​​(1615.) upotrebom rastopljene mješavine željeza, antimonovog sulfida, soli i kalijevog tartarata postigao je proizvodnju kristalnog antima.

Prvo detaljno izvješće o antimonu sastavio je 1707. godine francuski kemičar Nicolas Lemery (1645.-1715.) U svojoj knjizi "Traktat o antimonu".

Struktura antimona

Naborani slojevi koji čine kristalnu strukturu metalnog ili srebrnog antimona. Izvor: Materialscientist

Gornja slika prikazuje naboranu slojevitu strukturu koju su prihvatili atomi arsena. Međutim, sivkast antimon, poznatiji kao metalni antimon, također prihvaća ovu strukturu. Kaže se da je "naboran", jer se atomi Sb kreću gore i dolje prema ravnini koja se sastoji od ljuske.

Ti slojevi, iako su odgovorni za fotone koji u interakciji s njom sjaje srebrnastim sjajem, čineći antimone prolaze metalima, istina je da su snage koje ih objedinjuju slabe; stoga očigledni metalni fragmenti Sb mogu biti lako mljeveni, krhki ili pahuljasti.

Također, atomi Sb u naboranim slojevima nisu dovoljno blizu da zajedno grupiraju svoje atomske orbitale i tako stvaraju pojas koji omogućava električnu provodljivost.

Ako posmatramo sivkastu sferu pojedinačno, vidi se da ima tri Sb-Sb veze. S više razine, Sb se mogao vidjeti u središtu trokuta, s tri Sb smještena u njegovim vrhovima. Međutim, trokut nije ravan i ima dvije razine ili poda.

Bočna reprodukcija takvih trokuta i njihovih veza uspostavlja naborane slojeve, koji se redaju u obliku romboedskih kristala.

alotropija

Upravo opisana struktura odgovara sivkastom antimonu, najstabilnijem od četiri njegova alotropa. Ostala su tri alotropa (crna, žuta i eksplozivna) metastabilna; to jest, mogu postojati u vrlo oštrim uvjetima.

Nema mnogo informacija o njihovim strukturama. Međutim, poznato je da je crni antimorf amorfan, pa je njegova struktura neuredna i zamršena.

Žuti antimon stabilan je ispod -90 ° C, ponaša se kao nemetalni element i može se pretpostaviti da se sastoji od malih aglomerata tipa Sb ₄ (sličnih onima iz fosfora); pri zagrijavanju pretvara se u crni alotrop.

A što se tiče eksplozivnog antimona, sastoji se od želatinoznog taloga nastalog na katodi tijekom elektrolize vodene otopine halogenida antima.

Pri najjačem trenju ili udarcu, meka krutina oslobađa toliko topline da eksplodira i stabilizira se kao što se njezini atomi preusmjeravaju u romboedarsku kristalnu strukturu sivkastog antima.

Svojstva

Atomska težina

121,76 g / mol.

Atomski broj

51.

Elektronska konfiguracija

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³.

Oksidacijska stanja

-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5.

Fizički opis

Svjetlo srebrnasta, krhka, s ljuskavom površinom, plavkastog nijansi. Može se pojaviti i kao crni prah.

Talište

630,63 ° C.

Vrelište

1.635 ° C.

Gustoća

-6,697 g / ³, na sobnoj temperaturi.

-6,53 g / cm ³ u tekućem stanju, temperatura jednaka ili veća od tališta.

Toplina fuzije

19,79 kJ / mol.

Toplina isparavanja

193,43 kJ / mol.

Molarni kalorijski kapacitet

25,23 J / mol.K

Elektronegativnost

2,05 (Paulingova skala).

Atomski radio

140 sati.

Tvrdoća

Mekani je element, tvrdoće je 3 po Mohsovoj ljestvici i može se ogrebati staklom.

Stabilnost

Stabilna je na sobnoj temperaturi, ne doživljava oksidaciju. Otporan je i na napade kiselina.

izotopi

Ima dva stabilna izotopa: ¹²¹ Sb i ¹²³ Sb. Pored toga, postoji 35 radioaktivnih izotopa. Najduži poluživot radioaktivnog izotopa ¹²⁵ Sb: 2,75 godina. Radioaktivni izotopi općenito emitiraju β ⁺ i β ^- zračenje.

Električna i toplinska vodljivost

Antimon je loš provodnik topline i električne energije.

Kemijska reaktivnost

Ne može istisnuti vodik iz razrijeđenih kiselina. Tvori ionske komplekse s organskim i anorganskim kiselinama. Metalni antimon ne reagira sa zrakom, već se u vlažnom zraku brzo pretvara u oksid.

Halogeni i sulfidi lako oksidiraju antimon ako se proces odvija na povišenim temperaturama.

Prijave

legure

Antimon se koristi u leguri sa olovom za izradu ploča za automobilske baterije, poboljšavajući otpornost ploča, kao i karakteristike naboja.

Legura olovnog-kositra koristi se za poboljšanje karakteristika zavara, kao i osobina metala za navođenje i detonatora uloška. Također se koristi u legurama za oblaganje električnih kabela.

Antimon se koristi u legurama protiv trenja, u proizvodnji kreme za lemljenje i očvrsnutih legura s malim udjelom kositra u proizvodnji organa i drugih glazbala.

Ima svojstvo, dijeljeno s vodom, povećanjem volumena kada se kondenzira; Stoga antimon prisutan u legurama s olovom i kositrom ispunjava sve prostore u kalupovima, poboljšavajući definiciju struktura izrađenih od tih legura.

Vatrogasno sredstvo

Antimonov trioksid koristi se za izradu spojeva otpornih na vatru, uvijek u kombinaciji s halogeniranim vatrostalnim sredstvima, bromidima i kloridima.

Retardanti vatre mogu reagirati s atomima kisika i OH radikalima, što inhibira vatru. Ta sredstva za usporavanje gorenja koriste se u dječjoj odjeći, igračkama, zrakoplovima i autosjedalicama.

Dodaju se i u poliesterske smole i u stakloplastike za komade koji se koriste kao prekrivači za motore lakih zrakoplova.

Antimonovi spojevi koji se koriste kao sredstva za zaštitu od požara uključuju: antimonov oksiklorid, SbOCl; antimonov pentoksid, SbO ₅; antimon triklorid, SbCl ₃; i antimon trioksida, SBO ₃.

Polje elektronike

Koristi se u proizvodnji poluvodiča, dioda, srednjeg infracrvenog detektora i u proizvodnji tranzitora. Antimon visoke čistoće, koji se koristi u tehnologiji poluvodiča, dobiva se redukcijom antimonovih spojeva s vodikom.

Medicina i veterina

Antimonovi spojevi korišteni su u medicini od davnina kao emeti i antiprotozoa. Kalijev kalijev tartarat (tartar emetic) dugo se koristio kao antischistosom; upotrebljavaju se kao dodatak ekspektoransu, dijafrezima i opojnim sredstvima.

Antimonove soli također su korištene za kondicioniranje kože preživačkih životinja; kao što su aniomalin i litijev antimonov tiomalat.

Megluminski antimonijat je lijek koji se koristi u liječenju leishmaniasis u vanjskim žarištima domaćih životinja. Iako su terapijske koristi bile ograničene.

Pigmenti i boje

Antimonovi spojevi koriste se u proizvodnji boja i omekšivača u emajlima. Upotrebljavaju se i u pigmentima vermiliona, žutih i narančastih, koji su proizvodi sporog oksidacije antimonovih sulfida.

Neke njegove organske soli (tartrati) koriste se u tekstilnoj industriji kao pomoć u vezivanju određenih boja.

Antimonov sulfid korišten je u starom Egiptu kao kozmetika za potamnjivanje očiju.

Ostale uporabe

Neke soli antimona koriste se kao sredstva za oblaganje za uklanjanje mikroskopskih mjehurića koji nastaju na televizijskim ekranima. Antimoni ioni međusobno djeluju s kisikom, eliminirajući njegovu tendenciju stvaranja mjehurića.

Antimon (III) sulfid koristi se u glavama nekih sigurnosnih šibica. Antimonov sulfid koristi se i za stabilizaciju koeficijenta trenja materijala koji se koriste u automobilskim kočnim pločicama.

Izotop ¹²⁴ Sb, zajedno s berilijem, koristi se kao izvor neutrona, a energetski prosjek iznosi 24 keV. Nadalje, antimon se koristi kao katalizator u proizvodnji plastike.

rizici

To je krhak element pa se tijekom njegova rukovanja može stvoriti zagađujuća prašina iz okoliša. U radnika izloženih prašini antimona uočeni su dermatitis, renitis, upala gornjih dišnih puteva i konjuktivitis.

Pneumokonioza, ponekad kombinirana s opstruktivnim plućnim promjenama, opisana je nakon dužeg izlaganja.

Antimonov trioksid može prouzročiti oštećenje rada srca koje može biti kobno.

U ljudi izloženih ovom elementu uočeno je prisustvo prolaznih pustularnih infekcija kože.

Stalni unos niskih doza ovog metala može uzrokovati proljev, povraćanje i čir na želucu. Također, najveća podnošljiva koncentracija u zraku je 0,5 mg / m ³.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
2. Mnogo. (11. ožujka 2009.). Žuti antimon i eksplozivni antimon. Oporavak od: antiminproperties.blogspot.com
3. Ernst Cohen i JC Van Den Bosch. (1914). Alotropija antimona. Zbornik radova Royal Acad. Amsterdam. Svezak XVII.
4. Wikipedia. (2019). Antimon. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019). Antimon. Oporavilo od: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (15. rujna 2018.). Kemija: svojstva i primjena Sb-antimona. Oporavilo od: medium.com