ANTIMONIU: ISTORIC, STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI ȘI RISCURI - CHIMIE - 2025

Stibiu este un metaloid strălucitor, argint, și cu unele nuanță albăstruie. Solidul său se caracterizează și prin faptul că este foarte fragilă și are o textura fragilă. Face parte din grupa 15 a tabelului periodic, condusă de azot. După bismut (și moscoviu), este cel mai greu element al grupului.

Este reprezentat de simbolul chimic Sb. În natură se găsește în principal în minereurile stibite și ullmannite, ale căror formule chimice sunt Sb ₂ S ₃ și NiSbS, respectiv. Tendința sa mare de a forma sulfuri în locul oxizilor se datorează faptului că este moale chimic.

Antimoniu cristalin. Sursa: Cele mai bune Sci-Fatcs

Pe de altă parte, antimoniu este și fizic moale, prezentând o duritate de 3 pe scara Mohs. Este stabil la temperatura camerei și nu reacționează cu oxigenul din aer. Dar, atunci când este încălzit în prezența oxigenului, el formează trioxid de antimoniu, Sb ₂ O ₃ .

La fel, este rezistent la acțiunea acizilor slabi; dar când este fierbinte este atacat de acizi azotici și clorhidrici.

Antimoniul are numeroase aplicații, printre care este folosit în aliaje cu plumb și staniu, la fabricarea bateriilor vehiculelor, materiale cu frecare scăzută etc.

Acest metaloid are rara proprietate de a crește în volum atunci când se solidifică, permițând aliajelor sale să ocupe pe deplin spațiul folosit pentru modelarea instrumentului de fabricat.

Istoria descoperirii sale

BC

Există dovezi că, începând cu anul 3100 î.Hr., în Egipt s-a utilizat sulfura de antimoniu ca cosmetică. În Mesopotamia, actuala Irak, au rămas resturi de vază și un alt artefact care, probabil, datează între 3000 și 2200 î.Hr., în care s-a folosit antimoniu la fabricarea sa.

Introducere a termenului

Savantul roman Pliniu cel Bătrân (23-79 d.Hr.) a descris folosirea antimoniului, pe care l-a numit stibius, în elaborarea a șapte medicamente în Tratatul său de istorie naturală. Alchimistul Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815) este creditat cu introducerea termenului de antimoniu pentru a numi elementul.

El a folosit următoarea etimologie: „anti” ca sinonim pentru negație și „mono” numai. Apoi a vrut să sublinieze că antimoniuul nu s-a găsit numai în natură. Se știe deja că face parte din mineralele cu sulfură, precum și din multe alte elemente.

Obținerea

Se crede că naturistul grec Pedanius Diascorides a obținut antimoniu pur, încălzind sulfura de antimoniu într-un flux de aer. Metalurgistul italian Vannocio Biringucio, în cartea De la Pirotecnia (1540), face o descriere a unei metode de izolare a antimoniului.

Chimistul german Andreas Libavius ​​(1615), folosind un amestec topit de fier, sulfură de antimoniu, sare și tartrat de potasiu, a obținut producerea unui antimoniu cristalin.

Primul raport detaliat despre antimoniu a fost realizat în 1707 de chimistul francez Nicolas Lemery (1645-1715), în cartea sa Tratat despre antimoniu.

Structura antimoniuului

Straturi încrețite care alcătuiesc structura de cristal din antimoniu metalic sau argintiu. Sursa: Materialscientist

Imaginea superioară arată structura cu straturi ridate adoptată de atomii de arsen. Cu toate acestea, antimoniu gri, mai cunoscut sub numele de antimoniu metalic, adoptă și această structură. Se spune că este "încrețit", deoarece există atomi Sb care se deplasează în sus și în jos pe planul compus din cochilie.

Aceste straturi, deși sunt responsabile pentru fotonii care interacționează cu acesta strălucesc strălucirea argintie, făcând ca antimoniul să treacă ca un metal, adevărul este că forțele care le unesc sunt slabe; prin urmare, fragmentele metalice aparente ale Sb pot fi ușor măcinate și fragile sau făinoase.

De asemenea, atomii Sb din straturile încrețite nu sunt suficient de apropiați pentru a-și grupa orbitalii atomici și creează astfel o bandă care permite conducerea electrică.

Privind individual o sferă cenușie, se poate observa că are trei legături Sb-Sb. Dintr-un plan superior, Sb putea fi văzut în centrul unui triunghi, cu trei Sb situate la vârfurile sale. Cu toate acestea, triunghiul nu este plat și are două niveluri sau etaje.

Reproducerea laterală a unor astfel de triunghiuri și legăturile lor stabilește straturi încrețite, care se aliniază pentru a forma cristale romboedrice.

alotropie

Structura tocmai descrisă corespunde cu antimoniu gri, cel mai stabil dintre cele patru alotrope ale sale. Celelalte trei alotrope (negru, galben și exploziv) sunt metastabile; adică pot exista în condiții foarte dure.

Nu există prea multe informații cu privire la structurile lor. Se știe, totuși, că antimoniu negru este amorf, deci structura sa este dezordonată și complicată.

Antimoniul galben este stabil sub -90ºC, se comportă ca un element nemetalic și se poate conchide că este format din mici aglomerate de tip Sb ₄ (similare cu cele ale fosforului); atunci când este încălzit, se transformă în alotrop negru.

Și în ceea ce privește antimoniuul exploziv, acesta constă dintr-un depozit gelatinos format pe catod în timpul electrolizei unei soluții apoase de halogenură de antimoniu.

La cel mai mic frecare sau impact puternic, solidul moale eliberează atât de multă căldură încât explodează și se stabilizează pe măsură ce atomii săi se regrupă în structura cristalină romboedrică din antimoniu cenușiu.

Proprietăți

Greutate atomica

121,76 g / mol.

Numar atomic

51.

Configurație electronică

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³ .

Stări de oxidare

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

Descriere Fizica

Solid solid argintiu, fragil, cu o suprafață solzoasă, cu o nuanță albăstruie. Poate apărea și sub formă de pulbere neagră.

Punct de topire

630,63 ° C.

Punct de fierbere

1.635 ° C.

Densitate

-6.697 g / cm ³ , la temperatura camerei.

-6.53 g / cm ³ , în stare lichidă, temperatură egală sau mai mare decât punctul de topire.

Căldură de fuziune

19,79 kJ / mol.

Căldură de vaporizare

193,43 kJ / mol.

Capacitate calorică molară

25,23 J / mol.K

electronegativitate

2.05 (scara Pauling).

Radio atomic

Ora 140 pm.

Duritate

Este un element moale, cu o duritate de 3 pe scara Mohs și poate fi zgâriat prin sticlă.

Stabilitate

Este stabil la temperatura camerei, neexecutând oxidare. Este, de asemenea, rezistent la atacul acizilor.

izotopi

Are doi izotopi stabili: ¹²¹ Sb și ¹²³ Sb. În plus, există 35 de izotopi radioactivi. Izotopul radioactiv ¹²⁵ Sb are cea mai lungă perioadă de înjumătățire plasmatică: 2,75 ani. În general, izotopii radioactivi emit β ⁺ și β ^- radiații .

Conductivitate electrică și termică

Antimonia este un conductor slab al căldurii și al energiei electrice.

Reactivitate chimică

Nu poate deplasa hidrogenul din acizii diluați. Formează complexe ionice cu acizi organici și anorganici. Antimoniu metalic nu reacționează cu aerul, dar este transformat rapid în oxid în aerul umed.

Halogeni și sulfuri oxidează cu ușurință antimoniu, dacă procesul are loc la temperaturi ridicate.

Aplicații

aliaje

Antimoniu este utilizat în aliaj cu plumb pentru a face plăci pentru baterii auto, îmbunătățind rezistența plăcilor, precum și caracteristicile încărcărilor.

Aliajul de plumb a fost folosit pentru a îmbunătăți caracteristicile sudurilor, precum și pentru gloanțele de tracțiune și detonatoarele de cartuș. De asemenea, este utilizat în aliaje pentru acoperirea cablurilor electrice.

Antimoniul este utilizat în aliaje antifricție, la fabricarea aliajelor de turnare și de întărire cu conținut scăzut de staniu la fabricarea de organe și alte instrumente muzicale.

Are caracteristica, împărtășită cu apa, de creștere a volumului atunci când se condensează; Prin urmare, antimoniuul prezent în aliajele cu plumb și staniu, umple toate spațiile din matrițe, îmbunătățind definirea structurilor realizate cu aliajele menționate.

Ignifug

Trioxidul de antimoniu este utilizat pentru a realiza compuși ignifugați, întotdeauna în combinație cu substanțe ignifuge halogenate, bromuri și cloruri.

Rezistenții la foc pot reacționa cu atomii de oxigen și radicalii OH, care inhibă focul. Aceste retardante de flacără sunt utilizate în îmbrăcămintea pentru copii, jucării, aeronave și în scaune auto.

Se adaugă, de asemenea, în rășini de poliester și în compozite din fibră de sticlă pentru articolele utilizate ca copertine pentru motoarele aeronave ușoare.

Compușii antimonici care sunt folosiți ca substanțe ignifuge includ: oxiclorură de antimoniu, SbOCl; Pentoxidul de antimoniu, SbO ₅ ; triclorură de antimoniu, SbCl ₃ ; și trioxid de antimoniu, SbO ₃ .

Domeniu electronic

Este utilizat la fabricarea semiconductorilor, diodelor, detectoarelor cu infraroșu mediu și la fabricarea tranzitorilor. Antimoniu de înaltă puritate, utilizat în tehnologia semiconductorului, este obținut prin reducerea compușilor antimoniu cu hidrogen.

Medicină și veterinar

Compușii antimoniu au fost folosiți în medicină încă din cele mai vechi timpuri ca emetici și antiprotozoare. S-a folosit tartrat de potasiu de potasiu (emetic tartru) ca antischistozom pentru o lungă perioadă de timp; fiind folosit, în plus, ca expectorant, diaforic și emetic.

Sărurile de antimoniu au fost, de asemenea, utilizate în condiționarea pielii animalelor rumegătoare; cum ar fi aniomalinul și tiomalatul de antimoniu al litiului.

Antimoniaitul Meglumine este un medicament utilizat în tratamentul leishmaniozei la focarele externe ale animalelor domestice. Deși, beneficiile terapeutice erau limitate.

Pigmenți și vopsele

Compușii antimonici sunt folosiți la fabricarea vopselelor și a opacifierului în emailuri. De asemenea, sunt utilizate în pigmenți vermilion, galbeni și portocalii, care sunt produse ale oxidării lente a sulfurilor de antimoniu.

O parte din sărurile sale organice (tartrate) sunt utilizate în industria textilă pentru a ajuta la legarea anumitor coloranți.

Sulfura de antimoniu a fost folosită în Egiptul antic ca un produs cosmetic pentru întunecarea ochilor.

Alte utilizări

Unele săruri antimonice sunt utilizate ca agenți de acoperire pentru a îndepărta bulele microscopice care se formează pe ecranele de televiziune. Ionii de antimoniu interacționează cu oxigenul, eliminând tendința sa de a forma bule.

Sulfura de antimoniu (III) este utilizată în capetele unor chibrituri de siguranță. Sulfura de antimoniu este de asemenea folosită pentru a stabiliza coeficientul de frecare a materialelor utilizate în plăcuțele de frână auto.

Izotopul de ¹²⁴ Sb, împreună cu beriliu, este utilizat ca sursă de neutroni, cu o medie de energie de 24 keV. Mai mult, antimoniu este utilizat ca catalizator în producerea materialelor plastice.

riscuri

Este un element fragil, astfel încât în ​​timpul manipulării sale poate fi produs un praf poluant din mediu. La lucrătorii expuși la praf de antimoniu, s-au observat dermatite, renite, inflamații ale căilor respiratorii superioare și conjunctivite.

Pneumoconioza, uneori combinată cu modificări pulmonare obstructive, a fost descrisă după expuneri prelungite.

Trioxidul de antimoniu poate provoca leziuni ale funcției inimii care pot fi fatale.

La persoanele expuse la acest element, a fost observată prezența infecțiilor pustulare tranzitorii ale pielii.

Aportul continuu de doze mici de acest metal poate provoca diaree, vărsături și ulcere stomacale. De asemenea, concentrația maximă tolerabilă în aer este de 0,5 mg / m ³ .

Referințe

1. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
2. Multe. (11 martie 2009). Antimoniu galben și antimoniu exploziv. Recuperat de la: antimonyproperties.blogspot.com
3. Prof. Ernst Cohen și JC Van Den Bosch. (1914). Alotropia Antimoniului. Proceedings Royal Acad. Amsterdam. Vol. XVII.
4. Wikipedia. (2019). Antimoniu. Recuperat de la: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019). Antimoniu. Recuperat de la: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (15 septembrie 2018). Chimie: proprietăți și aplicare de Sb-Antimony. Recuperat de la: medium.com