ANTIMONA: ZGODOVINA, STRUKTURA, LASTNOSTI, UPORABE IN TVEGANJA - KEMIJA - 2025

Antimon je kovini sijoča, srebro, in z nekaj modrikasto odtenek. Za njegovo trdno snov je značilna tudi zelo krhka in luskasta tekstura. Spada v skupino 15 periodične tabele, ki jo vodi dušik. Po bizmutu (in moskoviju) je najtežji element skupine.

To predstavlja kemijski simbol Sb. V naravi se ugotovi, predvsem v stibite in ullmannite rudnin, kemične formule katerih so Sb ₂ O ₃ in NiSbS oz. Njegova nagnjenost k tvorbi sulfidov namesto oksidov je posledica dejstva, da je kemično mehak.

Kristalna antimona. Vir: Best Sci-Fatcs

Po drugi strani pa je antimona tudi fizično mehka, saj ima trdoto 3 po Mohsovi lestvici. Stabilen je pri sobni temperaturi in ne reagira s kisikom v zraku. Toda pri segrevanju v prisotnosti kisika tvori antimonov trioksid, Sb ₂ O ₃ .

Prav tako je odporen na delovanje šibkih kislin; ko pa je vroče, ga napadajo dušikova in klorovodikova kislina.

Antimona ima številne aplikacije, med njimi se uporablja v zlitinah s svincem in kositrom, pri izdelavi akumulatorjev vozil, materialih z nizkim trenjem itd.

Ta metaloid ima redko lastnost povečanja obsega, ko se strdi, kar omogoča, da njegove zlitine popolnoma zasedejo prostor, ki se uporablja za oblikovanje instrumenta, ki ga je treba izdelati.

Zgodovina njenega odkritja

Pr

Obstajajo dokazi, da se je antimonov sulfid od leta 3100 pr.n.št. v Egiptu uporabljal kot kozmetik. V Mezopotamiji, današnjem Iraku, so bili najdeni ostanki vaze in drug artefakt, ki naj bi bil predvidoma med letoma 3000 in 2200 pred našim štetjem, v katerem so pri izdelavi uporabili antimon.

Uvedba izraza

Rimski učenjak Plinij Starejši (23–79 AD) je uporabo antimona, ki ga je poimenoval stibius, opisal pri pripravi sedmih zdravil v svojem Pripovedku o naravoslovju. Alkemičar Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815) je zaslužen za uvedbo izraza antimona za poimenovanje elementa.

Uporabil je naslednjo etimologijo: 'anti' kot sinonim za negacijo in 'mono' samo. Nato je želel poudariti, da antimona ni le v naravi. Znano je že, da je del sulfidnih mineralov, pa tudi številni drugi elementi.

Pridobitev

Verjamejo, da je grški naturist Pedanius Diascorides dobil čisti antimonov z segrevanjem antimonovega sulfida v zračnem toku. Italijanski metalurg Vannocio Biringucio v knjigi De la Pirotecnia (1540) naredi opis izolacije antimone.

Nemški kemik Andreas Libavius ​​(1615) je s pomočjo staljene mešanice železa, antimonovega sulfida, soli in kalijevega tartrata dosegel proizvodnjo kristalne antimone.

Prvo podrobno poročilo o antimonu je leta 1707 izdelal francoski kemik Nicolas Lemery (1645-1715) v svoji knjigi Traktat o antimonu.

Struktura antimone

Nagubane plasti, ki sestavljajo kristalno strukturo kovinskega ali srebrnega antimona. Vir: Materialscientist

Zgornja slika prikazuje nagubano slojevito strukturo, ki jo sprejmejo atomi arzena. Vendar sivkasta antimona, bolj znana kot kovinski antimon, prevzema tudi to strukturo. Pravijo, da je "naguban", ker se atomi Sb gibljejo navzgor in navzdol po ravnini, sestavljeni iz lupine.

Te plasti, čeprav so odgovorne za fotone, ki z njo vplivajo, sijajo srebrnkasti sijaji, zaradi česar antimoni prehajajo kot kovina, resnica je, da so sile, ki jih združujejo, šibke; zato so navidezni kovinski delci Sb lahko zlahka zmleti in krhki ali luskasti.

Tudi atomi Sb v nagubanih plasteh niso dovolj blizu, da bi združili svoje atomske orbitale in tako ustvarili pas, ki omogoča električno prevodnost.

Če pogledamo sivkasto kroglo posamično, se vidi, da ima tri vezi Sb-Sb. Z višje ravnine je bilo mogoče videti Sb v središču trikotnika, v njegovih konicah pa so trije Sb. Vendar trikotnik ni ravno in ima dve ravni ali nadstropja.

Bočno razmnoževanje takšnih trikotnikov in njihovih vezi vzpostavlja nagubane plasti, ki se vrstijo in tvorijo romboedrske kristale.

Alotropija

Pravkar opisana struktura ustreza sivkastim antimonom, ki je najbolj stabilen izmed njegovih štirih alotropov. Ostali trije alotropi (črni, rumeni in eksplozivni) so metastabilni; torej lahko obstajajo v zelo ostrih pogojih.

O njihovih strukturah ni veliko informacij. Znano pa je, da je črna antimorfna amorfna, zato je njena struktura zmedena in zapletena.

Rumena antimona je stabilna pod -90 ° C, obnaša se kot nekovinski element in domneva, da je sestavljena iz majhnih aglomeratov tipa Sb ₄ (podobno kot fosfor); pri segrevanju se spremeni v črni alotrop.

Kar zadeva eksplozivno antimono, je sestavljeno iz želatinastega nanosa, ki nastane na katodi med elektrolizo vodne raztopine antimonovega halogenida.

Ob najmanjšem močnem trenju ali udarcu mehka trdna snov sprosti toliko toplote, da eksplodira in stabilizira, ko se njeni atomi pregrupirajo v romboedrsko kristalno strukturo sivkasto antimone.

Lastnosti

Atomska teža

121,76 g / mol.

Atomska številka

51.

Elektronska konfiguracija

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³ .

Oksidacijska stanja

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

Fizični opis

Lustno srebrno trdna, krhka, z luskasto površino, modrikastim odtenkom. Lahko se pojavi tudi kot črni prah.

Tališče

630,63 ° C.

Vrelišče

1.635 ° C.

Gostota

-6.697 g / cm ³ pri sobni temperaturi.

-6,53 g / cm ³ v tekočem stanju, temperatura enaka ali večja od tališča.

Vročina fuzije

19,79 kJ / mol.

Toplota izparevanja

193,43 kJ / mol.

Molarna kalorična zmogljivost

25,23 J / mol.K

Elektronegativnost

2,05 (Paulingova lestvica).

Atomski radio

140.00.

Trdota

Je mehak element, s trdoto 3 na Mohsovi lestvici in ga je mogoče opraskati po steklu.

Stabilnost

Stabilen je pri sobni temperaturi, ne doživlja oksidacije. Odporen je tudi na napad kislin.

Izotopi

Ima dva stabilna izotopa: ¹²¹ Sb in ¹²³ Sb, poleg tega pa obstaja še 35 radioaktivnih izotopov. Najdaljši razpolovni čas radioaktivnega izotopa ¹²⁵ Sb je 2,75 leta. Na splošno radioaktivni izotopi oddajajo β ⁺ in β ^- sevanje .

Električna in toplotna prevodnost

Antimona je slab prevodnik toplote in električne energije.

Kemijska reaktivnost

Ne more izpodreti vodika iz razredčenih kislin. Z organskimi in anorganskimi kislinami tvori ionske komplekse. Kovinska antimon ne reagira z zrakom, ampak se v vlažnem zraku hitro pretvori v oksid.

Halogeni in sulfidi zlahka oksidirajo antimone, če se postopek pojavlja pri povišani temperaturi.

Prijave

Zlitine

Antimona se uporablja v zlitini s svincem za izdelavo plošč za avtomobilske akumulatorje, izboljšanje odpornosti plošč, pa tudi značilnosti nabojev.

Zlitina svinca-kositra je bila uporabljena za izboljšanje lastnosti zvarov, pa tudi lastnosti sledilnih nabojev in detonatorjev kartuše. Uporablja se tudi v zlitinah za nanašanje električnih kablov.

Antimona se uporablja v zlitinah proti trenju, pri izdelavi kosmičev in utrjevalnih zlitin z nizko vsebnostjo kositra pri izdelavi organov in drugih glasbil.

Z vodo se odlikuje z naraščanjem prostornine, ko se kondenzira; Zato antimon, ki je prisoten v zlitinah s svincem in kositrom, zapolni vse prostore v kalupih in izboljša definicijo struktur, izdelanih z omenjenimi zlitinami.

Ognjevarno

Antimonov trioksid se uporablja za izdelavo spojin, ki zavirajo gorenje, vedno v kombinaciji s halogeniranimi zaviralci ognja, bromidi in kloridi.

Ognjevarji lahko reagirajo z atomi kisika in OH radikali, kar zavira ogenj. Ti zaviralci gorenja se uporabljajo v otroških oblačilih, igračah, letalih in v avtomobilskih sedežih.

Dodajajo jih tudi v poliestrske smole in v kompozite iz steklenih vlaken za predmete, ki se uporabljajo kot prevleke za motorje lahkih letal.

Antimonove spojine, ki se uporabljajo kot sredstva za gašenje požara, vključujejo: antimonov oksiklorid, SbOCl; antimonov pentoksid, SbO ₅ ; antimon triklorid, SbCl ₃ ; in antimon trioksid, SBO ₃ .

Polje elektronike

Uporablja se pri proizvodnji polprevodnikov, diod, srednje infrardečih detektorjev in pri izdelavi transporterjev. Antimone visoke čistosti, ki se uporabljajo v polprevodniški tehnologiji, dobimo z zmanjšanjem antimonovih spojin z vodikom.

Medicina in veterina

Antimonove spojine se že od antičnih časov uporabljajo v medicini kot emetiki in antiprotozoi. Kalijev kalijev tartrat (tatarski emetik) se je dolgo uporabljal kot antischistosom; poleg tega se uporablja kot izkašljevalno, diaforetsko in emetično sredstvo.

Antimonove soli so bile uporabljene tudi pri kondicioniranju kože prežvekovalcev; kot sta aniomalin in litijev antimonov tiomalat.

Megluminski antimoniat je zdravilo, ki se uporablja pri zdravljenju leishmaniasis pri zunanjih žariščih domačih živali. Čeprav so bile terapevtske koristi omejene.

Pigmenti in barve

Antimonove spojine se uporabljajo pri izdelavi barv in mehčalcev v emajlih. Uporabljajo se tudi v vermilionskih, rumenih in oranžnih pigmentih, ki so proizvodi počasne oksidacije antimonovih sulfidov.

Nekatere njegove organske soli (tartrati) se uporabljajo v tekstilni industriji, da pomagajo vezati določena barvila.

Antimonov sulfid so v starem Egiptu uporabljali kot kozmetiko za potemnitev oči.

Druge uporabe

Nekatere antimonove soli se uporabljajo kot premazna sredstva za odstranjevanje mikroskopskih mehurčkov, ki se tvorijo na televizijskih zaslonih. Antimonovi ioni medsebojno delujejo s kisikom, kar odpravlja njegovo nagnjenost k tvorbi mehurčkov.

Antimonov (III) sulfid se uporablja v glavah nekaterih varnostnih tekem. Antimonov sulfid se uporablja tudi za stabilizacijo koeficienta trenja materialov, ki se uporabljajo v avtomobilskih zavornih ploščicah.

Izotop ¹²⁴ Sb se skupaj z berilijem uporablja kot vir nevtronov z energijskim povprečjem 24 keV. Poleg tega se antimon uporablja kot katalizator pri proizvodnji plastike.

Tveganja

Je krhek element, zato lahko med ravnanjem z njim nastane onesnaževalni prah iz okolja. Pri delavcih, ki so bili izpostavljeni antimonovemu prahu, so opazili dermatitis, renitis, vnetje zgornjih dihal in konjuktivitis.

Po dolgotrajni izpostavljenosti je bila opisana pnevmokonioza, včasih kombinirana z obstruktivnimi pljučnimi spremembami.

Antimonov trioksid lahko povzroči škodo na srčnem delovanju, ki je lahko usodna.

Pri ljudeh, ki so izpostavljeni temu elementu, so opazili prisotnost prehodnih okužb kože s pustulo.

Nenehni vnos majhnih odmerkov te kovine lahko povzroči drisko, bruhanje in želodčne razjede. Najvišja dopustna koncentracija v zraku je 0,5 mg / m ³ .

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
2. Manny. (11. marec 2009). Rumena antimon in eksplozivna antimonija. Pridobljeno: antiminproperties.blogspot.com
3. Ernst Cohen in JC Van Den Bosch. (1914). Alotropija antimona. Zbornik Royal Acad. Amsterdam Zvezek XVII.
4. Wikipedija. (2019). Antimona. Pridobljeno: en.wikipedia.org
5. (2019). Antimona. Pridobljeno: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (15. september 2018). Kemija: lastnosti in uporaba Sb-antimona. Pridobljeno: medium.com