ANTIMON: HISTORIE, STRUKTUR, EGENSKAPER, BRUK OG RISIKO - KJEMI - 2025

Den Antimon er et metalloid skinnende, sølv, og med litt blålig fargetone. Det faste stoffet er også preget av å være veldig sprøtt og flassende i tekstur. Den tilhører gruppe 15 i det periodiske systemet, ledet av nitrogen. Etter vismut (og moscovium) er det det tyngste elementet i gruppen.

Den er representert med det kjemiske symbolet Sb. I naturen finnes det hovedsakelig i stibitt- og ullmannittmalm, hvis kjemiske formler er henholdsvis Sb ₂ S ₃ og NiSbS. Den høye tendensen til å danne sulfider i stedet for oksider skyldes det faktum at det er kjemisk mykt.

Krystallinsk antimon. Kilde: Beste Sci-Fatcs

På den annen side er antimon også fysisk mykt, og presenterer en hardhet på 3 på Mohs-skalaen. Den er stabil ved romtemperatur og reagerer ikke med oksygen i luften. Men når den varmes opp i nærvær av oksygen, danner det antimontrioksid, Sb ₂ O ₃ .

På samme måte er den motstandsdyktig mot virkningen av svake syrer; men når den er varm, angripes den av salpetersyre og saltsyrer.

Antimon har mange bruksområder, blant dem brukes det i legeringer med bly og tinn, til fremstilling av bilbatterier, lavfriksjonsmaterialer, etc.

Denne metalloiden har den sjeldne egenskapen å øke i volum når den stivner, og lar legeringene fullt ut oppta plassen som brukes til å forme instrumentet som skal produseres.

Historien om oppdagelsen

BC

Det er bevis på at antimon sulfid siden 3100 f.Kr. ble brukt som et kosmetisk middel i Egypt. I Mesopotamia, dagens Irak, ble det funnet rester av en vase og en annen artefakt som antagelig stammet fra 3000 til 2200 f.Kr., der antimon ble brukt i fremstillingen.

Introduksjon av begrepet

Den romerske lærde Plinius den eldste (23-79 e.Kr.) beskrev bruken av antimon, som han kalte stibius, i utdypningen av syv medisiner i sin avhandling om naturhistorie. Alkimisten Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815) får kreditt for å introdusere begrepet antimon for å navngi elementet.

Han brukte følgende etymologi: 'anti' som synonym for negasjon, og 'mono' bare. Da ønsket han å understreke at antimon ikke bare ble funnet i naturen. Det er allerede kjent at det er en del av sulfidmineraler, så vel som mange andre elementer.

Å skaffe

Den greske naturisten Pedanius Diascorides antas å ha oppnådd rent antimon ved å varme opp antimon sulfid i en luftstrøm. Den italienske metallurgen Vannocio Biringucio lager i boken De la Pirotecnia (1540) en beskrivelse av en metode for å isolere antimon.

Den tyske kjemikeren Andreas Libavius ​​(1615) oppnådde ved bruk av en smeltet blanding av jern, antimon sulfid, salt og kaliumtartrat produksjonen av et krystallinsk antimon.

Den første detaljerte rapporten om antimon ble laget i 1707 av den franske kjemikeren Nicolas Lemery (1645-1715), i sin bok Treatise on Antimon.

Oppbygging av antimon

Rynkete lag som utgjør krystallstrukturen av metallisk eller sølv antimon. Kilde: Materialscientist

Det øvre bildet viser den rynkete lagdelte strukturen adoptert av arsenatomer. Imidlertid vedtar gråaktig antimon, bedre kjent som metallisk antimon, denne strukturen. Det sies å være "rynkete" fordi det er Sb-atomer som beveger seg opp og ned i flyet som består av skallet.

Disse lagene, selv om de er ansvarlige for fotonene som interagerer med det, skinner sølvfargede glans og får antimon til å passere som et metall, er sannheten at kreftene som forener dem er svake; følgelig kan de tilsynelatende metalliske fragmentene av Sb lett males og sprø eller flakete.

Også Sb-atomene i de krøllete lagene er ikke nær nok til å gruppere atomomløpene deres og skaper dermed et bånd som tillater elektrisk ledning.

Ser man på en gråaktig sfære individuelt, kan man se at den har tre Sb-Sb-bindinger. Fra et høyere plan kunne Sb sees i midten av en trekant, med tre Sb plassert på hjørnene. Trekanten er imidlertid ikke flat og har to plan eller etasjer.

Den laterale gjengivelsen av slike trekanter og deres bindinger etablerer rynkete lag, som stiller seg opp for å danne rhombohedrale krystaller.

allotropi

Strukturen nettopp beskrevet tilsvarer gråaktig antimon, den mest stabile av de fire allotropene. De tre andre allotropene (svart, gul og eksplosiv) er metastabile; det vil si at de kan eksistere under svært tøffe forhold.

Det er ikke mye informasjon om strukturer. Det er imidlertid kjent at svart antimon er amorf, så strukturen er rotete og intrikat.

Gult antimon er stabilt under -90 ºC, oppfører seg som et ikke-metallisk element, og det kan antas at det består av små agglomerater av typen Sb ₄ (ligner på fosfor); når den blir oppvarmet, forvandles den til den svarte allotropen.

Og med hensyn til eksplosivt antimon, består det av en gelatinøs avsetning dannet på katoden under elektrolysen av en vandig løsning av et antimonhalogenid.

Ved den minste sterke friksjon eller påvirkning frigjør det myke, faste stoffet så mye varme at det eksploderer og stabiliseres når atomene omgrupper seg i den rhombohedrale krystallstrukturen i gråaktig antimon.

Egenskaper

Atomvekt

121.76 g / mol.

Atomnummer

51.

Elektronisk konfigurasjon

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³ .

Oksidasjonstilstander

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

Fysisk beskrivelse

Skinnende, sølvfarget solid, sprø, med en skjellende overflate, med en blåaktig fargetone. Det kan også vises som et svart pulver.

Smeltepunkt

630,63 ° C.

Kokepunkt

1.635 ° C

tetthet

-6,697 g / cm ³ ved romtemperatur.

-6,53 g / cm ³ i flytende tilstand, temperatur lik eller høyere enn smeltepunktet.

Fusjonsvarme

19,79 kJ / mol.

Fordampingsvarme

193,43 kJ / mol.

Molær kalorikapasitet

25,23 J / mol.K

elektro

2,05 (Pauling-skala).

Atomradio

140 kl.

hardhet

Det er et mykt element, med en hardhet på 3 i Mohs-skalaen og kan ripes av glass.

Stabilitet

Den er stabil ved romtemperatur og opplever ikke oksidasjon. Den er også motstandsdyktig mot angrep fra syrer.

isotoper

Den har to stabile isotoper: ¹²¹ Sb og ¹²³ Sb. I tillegg er det 35 radioaktive isotoper. Den radioaktive isotopen ¹²⁵ Sb har lengst halveringstid: 2,75 år. Generelt avgir radioaktive isotoper ß ⁺ og ß ^- stråling .

Elektrisk og termisk ledningsevne

Antimon er en dårlig leder av varme og elektrisitet.

Kjemisk reaktivitet

Den kan ikke fortrenge hydrogen fra fortynnede syrer. Danner ioniske komplekser med organiske og uorganiske syrer. Metallisk antimon reagerer ikke med luft, men omdannes raskt til oksid i fuktig luft.

Halogener og sulfider oksiderer lett antimon hvis prosessen skjer ved høye temperaturer.

applikasjoner

legeringer

Antimon brukes i legering med bly for å lage plater til bilbatterier, forbedre motstanden til platene, så vel som egenskapene til ladningene.

Bly-tinn-legering har blitt brukt for å forbedre egenskapene til sveiser, så vel som for sporkuler og patrondetonatorer. Det brukes også i legeringer for å belegge elektriske kabler.

Antimon brukes i antifriction-legeringer, i fremstilling av tinn og herdende legeringer med lavt tinninnhold ved fremstilling av orgel og andre musikkinstrumenter.

Det har den egenskapen, delt med vann, å øke volumet når det kondenserer; Derfor fyller antimonet som er tilstede i legeringene med bly og tinn, alle mellomrommene i formene, og forbedrer definisjonen av strukturer laget med nevnte legeringer.

Brannhemmende

Antimon trioksyd brukes til å lage brannhemmende forbindelser, alltid i kombinasjon med halogenerte brannhemmere, bromider og klorider.

Brannhemmere kan reagere med oksygenatomer og OH-radikaler, noe som hemmer brann. Disse flammehemmerne brukes i barneklær, leker, fly og i bilstoler.

De er også tilsatt i polyesterharpikser, og i glassfiberkompositter for gjenstander som brukes som deksler for lette flymotorer.

Antimonforbindelser som brukes som brannhemmende midler inkluderer: antimonoksyklorid, SbOCl; antimonpentoksyd, SbO ₅ ; antimontriklorid, SbCl ₃ ; og antimontrioksyd, SBO ₃ .

Elektronikkfelt

Det brukes til fremstilling av halvledere, dioder, mellominfrarøde detektorer og til fremstilling av transitorer. Antimon med høy renhet, brukt i halvlederteknologi, oppnås ved å redusere antimonforbindelser med hydrogen.

Medisin og veterinær

Antimonforbindelser har blitt brukt i medisin siden antikken som emetiske stoffer og antiprotozoer. Kaliumkaliumtartrat (tartaremetikum) ble brukt som antischistosom i lang tid; brukes i tillegg som slimløsende, diaphoretisk og emetisk.

Antimonsalter har også blitt brukt til kondisjonering av huden til drøvtyggere; så som aniomalin og litiumantimontiomalat.

Meglumin antimoniate er et medikament som brukes i behandlingen av leishmaniasis i eksterne foci av husdyr. Selv om de terapeutiske fordelene var begrenset.

Pigmenter og maling

Antimonforbindelser brukes til fremstilling av maling og opacifier i emaljer. De brukes også i vermilion, gule og oransje pigmenter, som er produkter for langsom oksidasjon av antimon sulfider.

Noen av dets organiske salter (tartrater) brukes i tekstilindustrien for å binde visse fargestoffer.

Antimon sulfid ble brukt i det gamle Egypt som et kosmetisk middel for å mørke øynene.

Andre bruksområder

Noen antimonsalter brukes som belegningsmidler for å fjerne mikroskopiske bobler som dannes på TV-skjermer. Antimonioner interagerer med oksygen, og eliminerer dens tendens til å danne bobler.

Antimon (III) sulfid brukes i hodene på noen sikkerhetskamper. Antimon sulfid brukes også for å stabilisere friksjonskoeffisienten til materialer som brukes i bremseklosser til biler.

¹²⁴ Sb- isotopen , sammen med beryllium, brukes som en nøytronkilde, med et energisnitt på 24 keV. Videre brukes antimon som katalysator i produksjonen av plast.

risiko

Det er et sprøtt element, så det kan produseres et forurensende støv fra miljøet under håndteringen. Hos arbeidere som er utsatt for antimonstøv, er dermatitt, renitt, betennelse i øvre luftveier og konjunktivitt observert.

Pneumokoniose, noen ganger kombinert med hindrende lungeforandringer, er blitt beskrevet etter langvarig eksponering.

Antimon trioksid kan forårsake skade på hjertefunksjonen som kan være dødelig.

Hos mennesker utsatt for dette elementet, er tilstedeværelsen av forbigående pustulære hudinfeksjoner observert.

Kontinuerlig inntak av lave doser av dette metallet kan forårsake diaré, oppkast og magesår. Den maksimale tolererbare konsentrasjonen i luft er også 0,5 mg / m ³ .

referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Manny. (11. mars 2009). Gult antimon og eksplosivt antimon. Gjenopprettet fra: antimonyproperties.blogspot.com
3. Professor Ernst Cohen og JC Van Den Bosch. (1914). Antimonens allotropi. Fortsettelser Royal Acad. Amsterdam. Vol. XVII.
4. Wikipedia. (2019). Antimon. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019). Antimon. Gjenopprettet fra: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (15. september 2018). Kjemi: egenskaper og anvendelse av Sb-Antimon. Gjenopprettet fra: medium.com