ANTIMÓN: HISTÓRIA, ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, POUŽITIE A RIZIKÁ - CHÉMIA - 2026

Antimón je polokov lesklý, striebro, as niektorými namodralý odtieň. Jeho pevná látka sa vyznačuje tiež veľmi krehkou a šupinatou textúrou. Patrí do skupiny 15 periodickej tabuľky, na ktorej sa nachádza dusík. Po bizmute (a moscoviu) je to najťažší prvok skupiny.

To je reprezentované chemickým symbolom Zb. V prírode sa vyskytuje hlavne v stibite a ullmannite nerastov, chemické vzorce, ktoré sú Zb ₂ S ₃ a NiSbS, v tomto poradí. Jeho vysoká tendencia tvoriť sulfidy namiesto oxidov je spôsobená tým, že je chemicky mäkký.

Kryštalický antimón. Zdroj: Najlepšie Sci-Fatcs

Na druhej strane je antimón fyzicky mäkký a vykazuje Mohsovu stupnicu tvrdosti 3. Je stabilný pri izbovej teplote a nereaguje s kyslíkom vo vzduchu. Ale keď sa v prítomnosti kyslíka, tvorí oxidu antimonitého, Zb ₂ O ₃ .

Rovnako je odolný voči pôsobeniu slabých kyselín; ale keď je horúci, je napadnutý kyselinou dusičnou a chlorovodíkovou.

Antimón má početné uplatnenie, okrem iného sa používa v zliatinách s olovom a cínom, pri výrobe batérií do vozidiel, materiálov s nízkym trením atď.

Tento metaloid má zriedkavú vlastnosť zvyšovania objemu, keď stuhne, čo umožňuje jeho zliatinám plne obsadzovať priestor používaný na formovanie vyrábaného nástroja.

História jeho objavenia

BC

Existujú dôkazy, že od roku 3100 pnl sa v Egypte používa sulfid antimónu ako kozmetická látka. V Mezopotámii, dnešnom Iraku, sa našli zvyšky vázy a ďalší artefakt, ktorý sa pravdepodobne objavil v období medzi 3 000 a 2 400 pred Kr., V ktorom sa na výrobu antimónu použil antimon.

Predstavenie pojmu

Rímsky vedec Pliny starší (23-79 nl) opísal použitie antimónu, ktorý nazval stibius, pri príprave siedmich liekov vo svojom Príručke o prírodnej histórii. Alchymistovi Abu Mussovi Jahirovi Ibn Hayyanovi (721 - 815) sa pripisuje zavedenie pojmu antimón na označenie prvku.

Použil nasledujúcu etymológiu: „anti“ ako synonymum pre negáciu a „mono“ iba pre. Potom chcel zdôrazniť, že antimon nebol nájdený iba v prírode. Už je známe, že je súčasťou sulfidových minerálov, ako aj mnohých ďalších prvkov.

získanie

Verí sa, že grécky naturista Pedanius Diascorides získal čistý antimón zahrievaním sulfidu antimonitého v prúde vzduchu. Taliansky metalurg Vannocio Biringucio v knihe De la Pirotecnia (1540) opisuje metódu izolácie antimónu.

Nemecká chemik Andreas Libavius ​​(1615) pomocou roztavenej zmesi železa, sulfidu antimonitého, soli a vínanu draselného dosiahla výrobu kryštalického antimónu.

Prvú podrobnú správu o antimóne vypracoval v roku 1707 francúzsky chemik Nicolas Lemery (1645 - 1715) vo svojej knihe Treatise on Antimony.

Štruktúra antimónu

Vrásčité vrstvy, ktoré tvoria kryštalickú štruktúru kovového alebo strieborného antimónu. Zdroj: Materialcientist

Horný obrázok ukazuje zvrásnenú vrstvenú štruktúru prijatú atómami arzénu. Túto štruktúru však prijíma aj sivastý antimón, ktorý je známy ako kovový antimón. Hovorí sa, že je „pokrčený“, pretože tam sú atómy Sb pohybujúce sa hore a dole po rovine zloženej z obalu.

Tieto vrstvy, hoci sú zodpovedné za fotóny, ktoré s ňou interagujú, žiaria striebornou žiarivosťou, takže antimón prechádza ako kov, pravda je taká, že sily, ktoré ich spájajú, sú slabé; preto môžu byť zrejmé kovové fragmenty Sb ľahko rozomleté ​​a krehké alebo šupinaté.

Taktiež atómy Sb v pokrčených vrstvách nie sú dostatočne blízko na to, aby zoskupili svoje atómové orbitaly dohromady a vytvorili tak pás, ktorý umožňuje elektrické vedenie.

Pri pohľade na šedivú guľu jednotlivo je možné vidieť, že má tri väzby Sb-Sb. Z vyššej roviny bolo možné vidieť Sb v strede trojuholníka s tromi Sb umiestnenými v jeho vrcholoch. Trojuholník však nie je rovný a má dve úrovne alebo podlahy.

Bočná reprodukcia takýchto trojuholníkov a ich väzieb vytvára vráskavé vrstvy, ktoré sa zarovnávajú a vytvárajú kosoštvorcové kryštály.

allotrope

Práve opísaná štruktúra zodpovedá šedivému antimónu, najstabilnejšiemu zo svojich štyroch allotropov. Ostatné tri alotrópy (čierna, žltá a výbušná) sú metastabilné; to znamená, že môžu existovať vo veľmi drsných podmienkach.

O ich štruktúrach nie je veľa informácií. Je však známe, že čierne antimón je amorfný, takže jeho štruktúra je chaotická a zložitá.

Žlté antimón je stabilný pod -90 ° C, správa sa ako nekovový prvok a dá sa predpokladať, že pozostáva z malých aglomerátov typu Sb ₄ (podobných tým, ktoré sú fosforu); po zahriatí sa premení na čierny allotrop.

Čo sa týka výbušného antimónu, pozostáva z želatínového depozitu vytvoreného na katóde počas elektrolýzy vodného roztoku halogenidu antimónu.

Pri najmenšom silnom trení alebo náraze uvoľňuje mäkká tuhá látka toľko tepla, že exploduje a stabilizuje sa, keď sa jej atómy zoskupujú do kosoštvorcovej kryštalickej štruktúry šedivého antimónu.

vlastnosti

Atómová hmotnosť

121,76 g / mol.

Atómové číslo

51.

Elektronická konfigurácia

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³ .

Oxidačné stavy

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

Fyzický popis

Žiarivý strieborný pevný, krehký, so šupinatým povrchom, s modrastým odtieňom. Môže sa tiež javiť ako čierny prášok.

Bod topenia

630,63 ° C

Bod varu

1635 ° C

Hustota

-6,697 g / cm ³ pri teplote miestnosti.

-6,53 g / cm ³ v kvapalnom stave, teplote rovnej alebo vyššej ako je teplota topenia.

Teplo fúzie

19,79 kJ / mol.

Odparovacie teplo

193,43 kJ / mol.

Molárna kalorická kapacita

25,23 J / mol.K

electronegativity

2,05 (Paulingova stupnica).

Atómové rádio

140 hodín.

tvrdosť

Je to mäkký prvok s tvrdosťou 3 podľa Mohsovej stupnice a môže byť poškriabaný sklom.

stabilita

Je stabilný pri izbovej teplote, bez oxidácie. Je tiež odolný voči napadnutiu kyselinami.

izotopy

Má dva stabilné izotopy: ¹²¹ Sb a ¹²³ Sb, okrem toho existuje 35 rádioaktívnych izotopov. Rádioaktívny izotop ¹²⁵ Sb má najdlhší polčas: 2,75 roka. Rádioaktívne izotopy vo všeobecnosti emitujú β ⁺ a β ^- žiarenie .

Elektrická a tepelná vodivosť

Antimón je zlým vodičom tepla a elektriny.

Chemická reaktivita

Nemôže vytesniť vodík zo zriedených kyselín. Vytvára iónové komplexy s organickými a anorganickými kyselinami. Kovové antimón nereaguje so vzduchom, ale vo vlhkom vzduchu sa rýchlo premieňa na oxid.

Halogény a sulfidy ľahko oxidujú antimón, ak k nemu dochádza pri zvýšených teplotách.

aplikácia

zliatiny

Antimón sa používa v zliatine s olovom na výrobu dosiek pre automobilové batérie, ktoré zvyšujú odpor dosiek, ako aj vlastnosti nábojov.

Zliatina olovo-cín sa používa na zlepšenie charakteristík zvarov, ako aj vlastností stopovacích nábojov a detonátorov nábojov. Používa sa tiež v zliatinách na poťahovanie elektrických káblov.

Antimón sa používa v zliatinách na tvárenie, pri výrobe cínových a tvrdiacich zliatin s nízkym obsahom cínu pri výrobe orgánov a iných hudobných nástrojov.

Má charakteristickú vlastnosť, zväčšenú o objem vody, keď kondenzuje; Preto antimón prítomný v zliatinách s olovom a cínom vyplňuje všetky priestory vo formách, čím sa zlepšuje definícia štruktúr vytvorených s uvedenými zliatinami.

Spomaľovač horenia

Oxid antimonitý sa používa na výrobu zlúčenín spomaľujúcich horenie, vždy v kombinácii s halogénovanými spomaľovačmi horenia, bromidmi a chloridmi.

Retardéry horenia môžu reagovať s atómami kyslíka a radikálmi OH, ktoré inhibujú oheň. Tieto spomaľovače horenia sa používajú v detskom oblečení, hračkách, lietadlách a autosedačkách.

Pridávajú sa tiež do polyesterových živíc a do kompozitov zo sklenených vlákien pre predmety používané ako kryty pre ľahké letecké motory.

Medzi zlúčeniny antimónu, ktoré sa používajú ako spomaľovače horenia, patria: oxychlorid antimónu, SbOCl; oxid antimoničný, SBO ₅ ; chloridu antimonového, SbCl ₃ ; a oxid antimonitý, SBO ₃ .

Elektronické pole

Používa sa pri výrobe polovodičov, diód, stredných infračervených detektorov a pri výrobe prevodníkov. Antimón vysokej čistoty používaný v polovodičovej technológii sa získava redukciou zlúčenín antimónu vodíkom.

Medicína a veterinárne lekárstvo

Zlúčeniny antimónu sa v medicíne používajú už od pradávna ako emetiká a antiprotozy. Ako antischistozóm sa dlho používal vínan draselný (vínan emetický); používa sa okrem toho ako vykašliavadlo, diaforézne a emetické.

Soli antimónu sa tiež používajú na úpravu pokožky prežúvavcov; ako je aniomalín a tiomalát antimónu lítneho.

Meglumínový antimoniaát je liek používaný na liečbu leishmaniózy u vonkajších ohnísk domácich zvierat. Terapeutické prínosy boli síce obmedzené.

Pigmenty a farby

Zlúčeniny antimónu sa používajú pri výrobe farieb a kalných látok v emailoch. Používajú sa tiež vo vermiliových, žltých a oranžových pigmentoch, ktoré sú produktmi pomalej oxidácie sulfidov antimónu.

Niektoré z jeho organických solí (vínany) sa používajú v textilnom priemysle na naviazanie určitých farbív.

Sulfid antimónu sa používal v starovekom Egypte ako kozmetika na stmavnutie očí.

Iné použitia

Niektoré antimónové soli sa používajú ako poťahovacie činidlá na odstránenie mikroskopických bublín, ktoré sa tvoria na televíznych obrazovkách. Antimonové ióny interagujú s kyslíkom, čím eliminujú jeho tendenciu vytvárať bubliny.

Sulfid antimónu (III) sa používa v hlavách niektorých bezpečnostných zápasov. Sulfid antimónu sa tiež používa na stabilizáciu koeficientu trenia materiálov používaných v brzdových doštičkách automobilov.

Izotop ¹²⁴ Sb, spolu s berýliom, sa používa ako zdroj neutrónov s energetickým priemerom 24 keV. Ďalej sa antimón používa ako katalyzátor pri výrobe plastov.

riziká

Je to krehký prvok, takže pri manipulácii s ním môže vznikať znečisťujúci prach z okolia. U pracovníkov vystavených prachu antimónu sa pozorovala dermatitída, renitída, zápal horných dýchacích ciest a konjunktivitída.

Po dlhodobých expozíciách bola opísaná pneumokonióza, niekedy kombinovaná s obštrukčnými pľúcnymi zmenami.

Oxid antimonitý môže spôsobiť poškodenie funkcie srdca, ktoré môže byť smrteľné.

U ľudí vystavených tomuto prvku bola pozorovaná prítomnosť prechodných pustulárnych infekcií kože.

Nepretržitý príjem nízkych dávok tohto kovu môže spôsobiť hnačku, zvracanie a žalúdočné vredy. Navyše maximálna tolerovateľné koncentrácia vo vzduchu je 0,5 mg / m ³ .

Referencie

1. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
2. Manny. (11. marca 2009). Žlté antimóny a výbušné antimóny. Obnovené z: antimonyproperties.blogspot.com
3. Ernst Cohen a JC Van Den Bosch. (1914). Allotropy antimónu. Zborník Royal Acad. Amsterdam. Vol. XVII.
4. Wikipedia. (2019). Antimón. Obnovené z: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019). Antimón. Obnovené z: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (15. september 2018). Chémia: vlastnosti a použitie Sb-antimónu. Obnovené z: medium.com