ANTIMON: HISTORIE, STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ A RIZIKA - CHEMIE - 2025

Antimon je polokov lesklý, stříbro, as některými namodralý odstín. Jeho pevná látka se také vyznačuje velmi křehkou a šupinatou texturou. Patří do skupiny 15 periodické tabulky, vedené dusíkem. Po bizmutu (a moscoviu) je to nejtěžší prvek skupiny.

To je reprezentováno chemickým symbolem Sb. V přírodě se vyskytuje hlavně v stibite a ullmannite nerostných rud, jejichž chemické vzorce jsou Sb ₂ S ₃ a NiSbS, v tomto pořadí. Jeho vysoká tendence tvořit sulfidy místo oxidů je způsobena tím, že je chemicky měkký.

Krystalické antimony. Zdroj: Nejlepší Sci-Fatcs

Na druhé straně, antimon je také fyzicky měkký a vykazuje tvrdost 3 na Mohsově stupnici. Je stabilní při pokojové teplotě a nereaguje s kyslíkem ve vzduchu. Ale když se v přítomnosti kyslíku, tvoří oxidu antimonitého, Sb ₂ O ₃.

Stejně tak je odolný vůči působení slabých kyselin; ale když je horký, je napaden kyselinou dusičnou a kyselinou chlorovodíkovou.

Antimon má četné uplatnění, mimo jiné se používá ve slitinách s olovem a cínem, při výrobě baterií vozidel, materiálů s nízkým třením atd.

Tento metaloid má vzácnou vlastnost zvyšování objemu, když ztuhne, což umožňuje jeho slitinám plně obsadit prostor používaný k formování vyráběného nástroje.

Historie jejího objevu

před naším letopočtem

Existují důkazy, že od roku 3100 před Kristem byl v Egyptě používán sulfid antimonu jako kosmetický prostředek. V Mezopotámii, dnešní Iráku, byly nalezeny zbytky vázy a další artefakty, které se pravděpodobně datují mezi 3000 a 2200 př.nl, ve kterých bylo při výrobě antimonu použito.

Úvod do pojmu

Římský učenec Pliny starší (23-79 nl) popsal použití antimonu, který nazýval stibius, při přípravě sedmi léčivých přípravků v jeho Pojednání o přírodní historii. Alchymistovi Abu Mussa Jahirovi Ibn Hayyanovi (721–815) se zaslouží o zavedení pojmu antimon pro pojmenování prvku.

Použil následující etymologii: „anti“ jako synonymum pro negaci a „mono“ pouze pro. Pak chtěl zdůraznit, že antimon nebyl nalezen pouze v přírodě. Je již známo, že je součástí sulfidových minerálů a mnoha dalších prvků.

Získání

Předpokládá se, že řecký naturista Pedanius Diascorides získal čistý antimon zahřátím sulfidu antimonitého v proudu vzduchu. Italský metalurg Vannocio Biringucio, v knize De la Pirotecnia (1540), popisuje metodu izolování antimonu.

Německý chemik Andreas Libavius ​​(1615) pomocí roztavené směsi železa, sulfidu antimonitého, soli a vinanu draselného dosáhl produkce krystalického antimonu.

První podrobnou zprávu o antimonu vypracoval v roce 1707 francouzský chemik Nicolas Lemery (1645–1715) ve své knize Pojednání o antimonu.

Struktura antimonu

Vrásčité vrstvy, které tvoří krystalovou strukturu kovového nebo stříbrného antimonu. Zdroj: Materialcientist

Horní obrázek ukazuje pomačkanou vrstvenou strukturu adoptovanou atomy arsenu. Šedé antimony, lépe známé jako kovové antimony, však tuto strukturu také přijímají. Říká se, že je „pomačkaný“, protože atomy Sb se pohybují nahoru a dolů po rovině složené ze skořápky.

Tyto vrstvy, i když jsou odpovědné za fotony, které s ní interagují, září zářivým leskem, takže antimon prochází jako kov, pravda je taková, že síly, které je spojují, jsou slabé; proto zjevné kovové fragmenty Sb mohou být snadno rozemleté ​​a křehké nebo šupinaté.

Také atomy Sb v pomačkaných vrstvách nejsou dostatečně blízké, aby seskupily své atomové orbity dohromady, a tak vytvořily pás, který umožňuje elektrické vedení.

Při pohledu na šedivou kouli individuálně lze vidět, že má tři svazky Sb-Sb. Z vyšší roviny bylo možné vidět Sb ve středu trojúhelníku se třemi Sb umístěnými v jeho vrcholech. Trojúhelník však není plochý a má dvě úrovně nebo podlahy.

Boční reprodukce takových trojúhelníků a jejich vazeb vytváří vrásčité vrstvy, které se zarovnávají a vytvářejí kosočtverečné krystaly.

Allotropy

Struktura, která byla právě popsána, odpovídá šedivému antimonu, nejstabilnějšímu ze svých čtyř allotropů. Další tři allotropy (černá, žlutá a výbušná) jsou metastabilní; to znamená, že mohou existovat ve velmi drsných podmínkách.

O jejich struktuře není mnoho informací. Je však známo, že černé antimon je amorfní, takže jeho struktura je chaotická a složitá.

Žluté antimon je stabilní pod -90 ° C, chová se jako nekovový prvek a lze předpokládat, že se skládá z malých aglomerátů typu Sb ₄ (podobných těm z fosforu); po zahřátí se přemění v černý allotrope.

A co se týče výbušného antimonu, sestává z želatinového nánosu vytvořeného na katodě během elektrolýzy vodného roztoku halogenidu antimonu.

Při nejmenším silném tření nebo nárazu uvolňuje měkká pevná látka tolik tepla, že exploduje a stabilizuje se, jak se atomy přeskupují v rhombohedrální krystalické struktuře šedivého antimonu.

Vlastnosti

Atomová hmotnost

121,76 g / mol.

Protonové číslo

51.

Elektronická konfigurace

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³.

Oxidační stavy

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

Fyzický popis

Lesklý stříbřitý pevný, křehký, s šupinatým povrchem, s namodralým nádechem. Může se také objevit jako černý prášek.

Bod tání

630,63 ° C

Bod varu

1635 ° C

Hustota

-6,697 g / cm ³ při teplotě místnosti.

-6,53 g / cm ³ v kapalném stavu, teplotě rovné nebo vyšší než je teplota tání.

Teplo fúze

19,79 kJ / mol.

Odpařovací teplo

193,43 kJ / mol.

Molární kalorická kapacita

25,23 J / mol.K

Elektronegativita

2,05 (Paulingova stupnice).

Atomové rádio

140 hodin.

Tvrdost

Je to měkký prvek s tvrdostí 3 na Mohsově stupnici a může být poškrábán sklem.

Stabilita

Je stabilní při pokojové teplotě, bez oxidace. Je také odolný vůči útokům kyselin.

Izotopy

Má dva stabilní izotopy: ¹²¹ Sb a ¹²³ Sb. Kromě toho existuje 35 radioaktivních izotopů. Nejdelší poločas radioaktivního izotopu ¹²⁵ Sb: 2,75 let. Radioaktivní izotopy obecně emitují β ⁺ a β ^- záření.

Elektrická a tepelná vodivost

Antimon je špatný vodič tepla a elektřiny.

Chemická reaktivita

Nemůže vytlačit vodík zředěných kyselin. Vytváří iontové komplexy s organickými a anorganickými kyselinami. Kovové antimony nereagují se vzduchem, ale ve vlhkém vzduchu se rychle přeměňují na oxidy.

Halogeny a sulfidy snadno oxidují antimon, pokud k němu dochází při zvýšených teplotách.

Aplikace

Slitiny

Antimon je používán ve slitině s olovem k výrobě destiček pro autobaterie, ke zlepšení odolnosti desek a charakteristik nábojů.

Slitina olovo-cín se používá ke zlepšení vlastností svarů, jakož i vlastností stopovacích nábojů a nábojových detonátorů. Používá se také ve slitinách pro povlakování elektrických kabelů.

Antimon se používá v slitinách proti tření, při výrobě cínových a tvrzených slitin s nízkým obsahem cínu při výrobě orgánů a jiných hudebních nástrojů.

Má vlastnost, sdílenou s vodou, zvětšující se objem, když kondenzuje; Antimon přítomný ve slitinách s olovem a cínem proto vyplňuje všechny prostory ve formách, čímž se zlepšuje definice struktur vytvořených s uvedenými slitinami.

Zpomalovač ohně

Oxid antimonitý se používá k výrobě sloučenin zpomalujících hoření, vždy v kombinaci s halogenovanými retardéry hoření, bromidy a chloridy.

Retardéry hoření mohou reagovat s atomy kyslíku a OH radikály, které inhibují oheň. Tyto retardéry hoření se používají v dětském oděvu, hračkách, letadlech a v autosedačkách.

Přidávají se také do polyesterových pryskyřic a do kompozitů ze skleněných vláken pro předměty používané jako kryty lehkých leteckých motorů.

Sloučeniny antimonu, které se používají jako retardéry hoření, zahrnují: oxychlorid antimonu, SbOCl; oxid antimoničný, SBO ₅; chloridu antimonitého, SbCl ₃; a oxid antimonitý, SBO ₃.

Elektronické pole

Používá se při výrobě polovodičů, diod, středních infračervených detektorů a při výrobě převodníků. Antimon s vysokou čistotou, používaný v polovodičové technologii, se získá redukcí sloučenin antimonu vodíkem.

Lékařství a veterinární lékařství

Sloučeniny antimonu se v medicíně používají už od pradávna jako emetika a antiprotozoa. Tartarát draselný draselný (vinný emetikum) byl používán jako antischistosom po dlouhou dobu; používá se navíc jako expektorant, diaforézní a emetický.

Soli antimonu byly také použity při úpravě kůže přežvýkavců; jako je aniomalin a lithium antimonový thiomalát.

Megluminový antimonát je lék používaný k léčbě leishmaniózy u vnějších ložisek domácích zvířat. Terapeutické přínosy však byly omezené.

Pigmenty a barvy

Sloučeniny antimonu se používají při výrobě barev a kalů v emailech. Používají se také ve vermilionových, žlutých a oranžových pigmentech, které jsou produkty pomalé oxidace sulfidů antimonu.

Některé z jeho organických solí (tartráty) se používají v textilním průmyslu, aby pomohly vázat určitá barviva.

Sulfid antimonu byl používán ve starověkém Egyptě jako kosmetika pro zatemnění očí.

Další použití

Některé antimonové soli se používají jako potahová činidla k odstranění mikroskopických bublin, které se tvoří na televizních obrazovkách. Antimonové ionty interagují s kyslíkem, což eliminuje jeho tendenci vytvářet bubliny.

Sulfid antimonu (III) se používá v hlavách některých bezpečnostních zápalek. Sulfid antimonitý se také používá ke stabilizaci koeficientu tření materiálů používaných v brzdových destičkách pro automobily.

Izotop ¹²⁴ Sb, společně s beryliem, se používá jako zdroj neutronů s energetickým průměrem 24 keV. Kromě toho se antimon používá jako katalyzátor při výrobě plastů.

Rizika

Jedná se o křehký prvek, takže při manipulaci může vznikat znečišťující prach z okolí. U pracovníků vystavených prachu antimonu byla pozorována dermatitida, renitida, zánět horních cest dýchacích a konjunktivitida.

Po dlouhodobé expozici byla popsána pneumokonióza, někdy kombinovaná s obstrukčními plicními změnami.

Oxid antimonitý může způsobit poškození funkce srdce, které může být fatální.

U lidí vystavených tomuto prvku byla pozorována přítomnost přechodných pustulárních infekcí kůže.

Nepřetržitý příjem nízkých dávek tohoto kovu může způsobit průjem, zvracení a žaludeční vředy. Navíc maximální tolerovatelné koncentrace ve vzduchu je 0,5 mg / m ³.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
2. Manny. (11. března 2009). Žluté antimony a výbušné antimony. Obnoveno z: antimonyproperties.blogspot.com
3. Ernst Cohen a JC Van Den Bosch. (1914). Allotropy antimonu. Sborník Royal Acad. Amsterdam. Svazek XVII.
4. Wikipedia. (2019). Antimony. Obnoveno z: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019). Antimony. Obnoveno z: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (15. září 2018). Chemie: vlastnosti a aplikace Sb-antimonu. Obnoveno z: medium.com