Antimon

Antimon
←  Plech | Tellur  →
51 Tak jako ↑ Sb ↓ Bi 51 Sb
Vzhled jednoduché látky
Vzorek antimonu
Vlastnosti atomu
Jméno, symbol, číslo	Antimon / Stibium (Sb), 51
Skupina , období , blok	15 (zastaralé 5), 5, p-prvek
atomová hmotnost ( molární hmotnost )	121,760(1) [1]  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronická konfigurace	[Kr] 4d 10 5s 2 5p 3
Poloměr atomu	159 hodin
Chemické vlastnosti
kovalentní poloměr	140  hodin
Poloměr iontů	(+5e)62 (-3e)245  pm
Elektronegativita	2,05 [2] (Paulingova stupnice)
Elektrodový potenciál	0
Oxidační stavy	-3, +3, +5
Ionizační energie (první elektron)	833,3 (8,64)  kJ / mol  ( eV )
Termodynamické vlastnosti jednoduché látky
Hustota (v n.a. )	6,691 g/cm³
Teplota tání	903,9 tis. _
Teplota varu	1908 K
Oud. teplo tání	20,08 kJ/mol
Oud. výparné teplo	195,2 kJ/mol
Molární tepelná kapacita	25,2 [3]  J/(K mol)
Molární objem	18,4  cm³ / mol
Krystalová mřížka jednoduché látky
Příhradová konstrukce	Trigonální
Parametry mřížky	hex = 4,307 ; c hex = 11,27 [4]
poměr c / a	2.62
Debyeho teplota	200 tisíc  _
Další vlastnosti
Tepelná vodivost	(300 K) 24,43 W/(m K)
Číslo CAS	7440-36-0

Antimon ( chemická značka  - Sb , z lat.  Stibium ) - chemický prvek 15. skupiny (podle zastaralé klasifikace - hlavní podskupina páté skupiny, VA) páté periody periodického systému chemických prvků D. I. Mendělejev ; má atomové číslo 51.

Jednoduchá látka antimon  je polokov stříbrnobílé barvy s namodralým nádechem, hrubozrnnou strukturou. Existují čtyři kovové alotropní modifikace antimonu, které existují při různých tlacích, a tři amorfní modifikace (výbušný, černý a žlutý antimon) [3] .

Původ slova

Ruské slovo „antimon“ pochází z tureckého a krymského tatarského sürmä [5] ; označil prášek olovnatého lesku PbS, který sloužil i k černění obočí.

Historie

Antimon je znám již od starověku. V zemích Východu se používal kolem roku 3000 před naším letopočtem. E. pro výrobu nádob. Ve starověkém Egyptě již v XIX století. před naším letopočtem E. Antimonový třpytivý prášek (přírodní Sb 2 S 3 ) zvaný mesten nebo stopka se používal k černění obočí. Ve starověkém Řecku to bylo známé jako στίμμι a στίβι , odtud lat.  stibium [6] . Asi XII-XIV století. n. E. objevil se název antimonium . Podrobný popis vlastností a metod získávání antimonu a jeho sloučenin poprvé podal alchymista Vasilij Valentin (Německo) v roce 1604. V roce 1789 zařadil A. Lavoisier antimon do seznamu chemických prvků pod názvem antimoine [7] (moderně anglicky antimony , španělsky a italsky antimonio , německy Antimon ).

Být v přírodě

Clarkův antimon - 500 mg / t. Jeho obsah ve vulkanických horninách je obecně nižší než v sedimentárních. Ze sedimentárních hornin jsou nejvyšší koncentrace antimonu pozorovány v jílových břidlicích (1,2 g/t), bauxitech a fosforitech (2 g/t) a nejnižší ve vápencích a pískovcích (0,3 g/t). Zvýšené množství antimonu se nachází v uhelném popelu. Antimon má na jedné straně v přírodních sloučeninách vlastnosti kovu a je typickým chalkofilním prvkem tvořícím antimonit . Na druhou stranu má vlastnosti metaloidu, projevující se tvorbou různých sulfosolí - bournonit, boulangerit, tetraedrit, jamsonit, pyrargyrit atd. S kovy jako je měď , arsen a palladium může antimon poskytovat intermetalické sloučeniny. Iontový poloměr antimonu Sb 3+ je nejblíže iontovým poloměrům arsenu a vizmutu , díky čemuž dochází k izomorfní substituci antimonu a arsenu ve faloru a geokronitu Pb 5 (Sb, As) 2 S 8 a antimonu a vizmutu v cobellit Pb 6 FeBi 4 Sb 2 S 16 aj. Antimon se v malém množství (gramy, desítky, vzácně stovky g/t) nachází v galenitu, sfaleritu , bismutinu, realgaru a dalších sulfidech . Těkavost antimonu v řadě jeho sloučenin je relativně nízká. Největší těkavost mají halogenidy antimonu SbCl 3 . V supergenních podmínkách (v připovrchových vrstvách a na povrchu) dochází k oxidaci antimonitu přibližně podle následujícího schématu: Sb 2 S 3 + 6O 2 = Sb 2 (SO 4 ) 3 . Výsledný oxid antimon sulfát je velmi nestabilní a rychle hydrolyzuje, mění se na antimonový okr - příborník Sb 2 O 4 , stibiokonit Sb 2 O 4 • nH 2 O , Sb 2 O 3 valentinit atd. Rozpustnost ve vodě je poměrně nízká (1,3 mg / l), ale výrazně se zvyšuje v roztocích alkálií a sirných kovů za vzniku thiokyseliny typu Na 3 SbS 3 . Obsah v mořské vodě je 0,5 µg/l [8] . Hlavní průmyslový význam má antimonit Sb 2 S 3 (71,7 % Sb) . Málo významné jsou sulfosali tetraedrit Cu 12 Sb 4 S 13 , bournonit PbCuSbS 3 , boulangerit Pb 5 Sb 4 S 11 a jamsonit Pb 4 FeSb 6 S 14 .

Genetické skupiny a průmyslové typy ložisek

V nízko a středněteplotních hydrotermálních žilách s rudami stříbra, kobaltu a niklu, také v sulfidových rudách komplexního složení.

Vklady

Ložiska antimonu jsou známá v Jižní Africe , Alžírsku , Ázerbájdžánu , Tádžikistánu , Bulharsku , Rusku , Finsku , Kazachstánu , Srbsku , Číně , Kyrgyzstánu [9] [10] .

Výroba

Podle výzkumné společnosti Roskill bylo v roce 2010 76,75 % světové prvovýroby antimonu v Číně (120 462 tun včetně oficiální a neoficiální produkce), druhé místo z hlediska produkce obsadilo Rusko (4,14 %; 6500 tun ), třetí - Myanmar (3,76 %; 5897 tun). Mezi další významné producenty patří Kanada (3,61 %; 5660 t), Tádžikistán (3,42 %; 5370 t) a Bolívie (3,17 %; 4980 t). Celkem bylo v roce 2010 ve světě vyrobeno 196 484 tun antimonu (z toho druhotná produkce 39 540 tun) [11] .

V roce 2010 se oficiální produkce antimonu v Číně ve srovnání s lety 2006-2009 snížila a podle Roskillovy zprávy se pravděpodobně v blízké budoucnosti nezvýší [11] .

V Rusku je největším producentem antimonu holding GeoProMining (6500 tun v roce 2010), který se zabývá těžbou a zpracováním antimonu ve svých výrobních komplexech Sarylakh-Antimony a Zvezda v Republice Sacha (Jakutsko) [12] .

Rezervy

Podle statistik USGS :

Izotopy

Přírodní antimon je směs dvou izotopů : 121 Sb ( zastoupení izotopů 57,36 %) a 123 Sb (42,64 %). Jediným radionuklidem s dlouhou životností je 125 Sb s poločasem rozpadu 2,76 roku, všechny ostatní izotopy a izomery antimonu mají poločas nepřesahující dva měsíce.

Prahová energie pro reakce s uvolněním neutronů (první):

• 121 Sb - 9,248 MeV,
• 123 Sb - 8,977 MeV,
• 125 Sb - 8,730 MeV.

Fyzikální vlastnosti

Kompletní elektronová konfigurace atomu antimonu je: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 3

Antimon ve volném stavu tvoří stříbrno-bílé krystaly s kovovým leskem, hustota - 6,68 g / cm³. Krystalický antimon vzhledem připomíná kov, je křehčí a méně tepelně a elektricky vodivý.[ upřesnit ] [14] . Na rozdíl od většiny ostatních kovů expanduje při tuhnutí [15] .

Příměs antimonu snižuje body tání a krystalizace olova a samotná slitina při kalení poněkud expanduje. Ve srovnání s jejich homology ve skupině - arsen a vizmut, které se rovněž vyznačují přítomností kovových i nekovových vlastností, mírně převažují kovové vlastnosti antimonu nad nekovovými, u arsenu vlastnosti kovu, ve vizmutu - na rozdíl od vlastností nekovu - jsou slabě vyjádřeny.

Chemické vlastnosti

Tvoří intermetalické sloučeniny s mnoha kovy  - antimonidy . Základní valenční stavy ve sloučeninách: III a V.

Oxidující koncentrované kyseliny aktivně interagují s antimonem.

• kyselina sírová přeměňuje antimon na síran antimonitý za uvolňování oxidu siřičitého:

• kyselina dusičná převádí antimon na kyselinu antimonovou (podmíněný vzorec ):

Antimon je rozpustný v aqua regia :

Antimon snadno reaguje s halogeny:

• s jódem v inertní atmosféře s mírným zahřátím:

• reaguje s chlórem různými způsoby v závislosti na teplotě:

Získání

Hlavní metodou pro získání antimonu je pražení sulfidových rud, po kterém následuje redukce oxidu uhlím [16] :

Aplikace

Antimon se stále více používá v polovodičovém průmyslu při výrobě diod, infračervených detektorů, zařízení s Hallovým jevem . Je součástí slitin olova, zvyšuje jejich tvrdost a mechanickou pevnost. Rozsah zahrnuje:

• baterie;
• antifrikční slitiny;
• tiskařské slitiny;
• ruční palné zbraně a sledovací střely;
• kabelové pláště;
• zápasy;
• léky, antiprotozoální léky;
• pájení - některé bezolovnaté pájky obsahují 5 % Sb;
• použití v linotypových tiskových strojích.

Spolu s cínem a mědí tvoří antimon kovovou slitinu - babbit , která má antifrikční vlastnosti a používá se v kluzných ložiskách. Sb se přidává i do kovů určených pro tenké odlitky.

Sloučeniny antimonu ve formě oxidů, sulfidů, antimoničnanu sodného a chloridu antimonitého se používají při výrobě žáruvzdorných sloučenin, keramických smaltů, skla, barev a keramických výrobků. Oxid antimonitý je nejdůležitější ze sloučenin antimonu a používá se hlavně v kompozicích zpomalujících hoření. Sulfid antimonitý je jednou ze složek hlaviček zápalek.

Přírodní sulfid antimonu, stibnit, se v biblických dobách používal v lékařství a kosmetice. Stibnit se stále používá v některých rozvojových zemích jako lék.

Sloučeniny antimonu, jako je meglumin antimoniát (glukantim) a stiboglukonát sodný (pentostam), se používají při léčbě leishmaniózy .

Elektronika

Zahrnuto v některých pájkách . Může být také použit jako dopant pro polovodiče (donor elektronů pro křemík a germanium).

Termoelektrické materiály

Telurid antimonu se používá jako složka termoelektrických slitin (termo-EMF 150-220 μV/K) s teluridem vizmutu.

Biologická role a účinky na organismus

Antimon je toxický . Týká se stopových prvků . Jeho obsah v lidském těle je 10-6  % hmotnosti. Fyziologická a biochemická role, která se neustále vyskytuje v živých organismech, nebyla plně objasněna . Antimon má dráždivý a kumulativní účinek. Hromadí se ve štítné žláze , inhibuje její funkci a způsobuje endemickou strumu . Sloučeniny antimonu , které se dostanou do gastrointestinálního traktu , však nezpůsobují otravu, protože zde dochází k hydrolýze solí Sb (III) za tvorby špatně rozpustných produktů. Sloučeniny antimonu (III) jsou přitom toxičtější než antimon (V). Prach a páry Sb způsobují krvácení z nosu, antimonovou " horečku ", pneumosklerózu , působí na kůži a narušují sexuální funkce. Práh vnímání chuti ve vodě je 0,5 mg/l. Smrtelná dávka pro dospělého je 100 mg, pro děti - 49 mg. Pro aerosoly antimonu je MPC ve vzduchu pracovního prostoru 0,5 mg/m³, v atmosférickém vzduchu 0,01 mg/m³. MPC v půdě 4,5 mg/kg. V pitné vodě patří antimon do 2. třídy nebezpečnosti , má MPC 0,005 mg/l [17] , stanoveno podle sanitárně-toxikologického limitního znaku škodlivosti . V přírodních vodách je obsahová norma 0,05 mg/l. V průmyslových odpadních vodách vypouštěných do čistíren s biofiltry by obsah antimonu neměl překročit 0,2 mg/l [18] .

Poznámky

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomové hmotnosti prvků 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Sv. 85 , č. 5 . - S. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
2. ↑ Antimon : elektronegativity  . WebElements. Staženo: 15. července 2010.
3. ↑ 1 2 Editorial: Zefirov N. S. (šéfredaktor). Chemická encyklopedie: v 5 svazcích - Moskva: Sovětská encyklopedie, 1995. - T. 4. - S. 475. - 639 s. — 20 000 výtisků.  - ISBN 5-85270-039-8.
4. ↑ WebElements Periodická tabulka prvků | antimon | krystalové struktury
5. ↑ Vasmer M. Etymologický slovník ruského jazyka . — Pokrok. - M. , 1964-1973. - T. 3. - S. 809.
6. ↑ Walde A., Hofmann JB Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Heidelberg: Universitätsbuchhandlung Carla Wintera, 1938. - S. 591.
7. ↑ Lavoisier, Antoine. Traité Élémentaire de Chimie, présenté dans un ordre nouveau, et d'après des découvertes modernes  (francouzsky) . - Paříž: Cuchet, Libraire, 1789. - S. 192.
8. ↑ JP Riley a Skirrow G. Chemická oceánografie V.I, 1965
9. ↑ Ložisko antimonu
10. ↑ Kategorie: Ložiska antimonu - wiki.web.ru
11. ↑ 1 2 Studie trhu s antimonem od Roskill Consulting Group (odkaz nepřístupný) . Získáno 9. dubna 2012. Archivováno z originálu 18. října 2012. (neurčitý) 
12. ↑ GeoProMining: Sarylakh-Surma, Zvezda (nedostupný odkaz) . Získáno 9. dubna 2012. Archivováno z originálu 1. května 2012. (neurčitý) 
13. ↑ Použití, výroba a ceny antimonu Primer (odkaz není k dispozici) . Získáno 9. dubna 2012. Archivováno z originálu 25. října 2012. (neurčitý) 
14. ↑ Glinka N. L. "General Chemistry", - L. Chemistry, 1983
15. ↑ Antimon // Encyklopedický slovník mladého chemika. 2. vyd. / Comp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagogika , 1990. - S. 235 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
16. ↑ Anorganická chemie: Ve 3 svazcích. / ed. Yu. D. Treťjaková. 2. díl: Chemie netranzitivních prvků: učebnice pro studenty. instituce vyššího prof. školství / A. A. Drozdov, V. P. Zlomanov, G. N. Mazo, F. M. Spiridonov - 2. vyd., přeprac. - M .: Ediční centrum "Akademie", 2011. - 368 s.
17. ↑ GN 2.1.5.1315-03 MPC chemikálií ve vodě vodních útvarů pro pitnou a užitkovou vodu
18. ↑ Alekseev A. I. et al. „Kritéria pro kvalitu vodních systémů“, - Petrohrad. CHIMIZDAT, 2002

Odkazy

• Antimon na Webelements
• Antimon v populární knihovně chemických prvků
• Sennajoki (Finsko) - unikátní naleziště nativního antimonu

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká Katalánština Skvělý norský Velký Rus Brockhaus a Efron Brockhaus a Efron Malý Brockhaus a Efron Britannica (11.) Britannica (online) Pauly Wissowa Treccani Universalis
V bibliografických katalozích BNF : 120163060 GND : 4002299-7 J9U : 987007295566205171 LCCN : sh85005702 NDL : 00560276 NKC : ph579360