Antimonhistorie, struktur, egenskaber, anvendelser og risici

4551
Robert Johnston

Det antimon Det er en skinnende, sølvmetalloid med en vis blålig nuance. Dens faste er også kendetegnet ved at være meget skør og flakket i struktur. Den hører til gruppe 15 i det periodiske system med nitrogen. Efter vismut (og moscovium) er det det tungeste element i gruppen.

Det er repræsenteret af det kemiske symbol Sb. I naturen findes det hovedsageligt i mineraler af stibit og ullmannit, hvis kemiske formler er SbtoS3 og henholdsvis NiSbS. Dens høje tendens til at danne sulfider i stedet for oxider skyldes dets kemisk bløde.

Krystallinsk antimon. Kilde: Bedste Sci-Fatcs [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

På den anden side er antimon også fysisk blødt og præsenterer en hårdhed på 3 på Mohs-skalaen. Den er stabil ved stuetemperatur og reagerer ikke med ilt i luften. Men når det opvarmes i nærvær af ilt, danner det antimontrioxid, SbtoELLER3.

Ligeledes er den modstandsdygtig over for virkningen af ​​svage syrer; men når det er varmt, angribes det af salpetersyre og saltsyre.

Antimon har adskillige anvendelser, blandt dem bruges det i legeringer med bly og tin, til fremstilling af køretøjsbatterier, materialer med lav friktion osv..

Denne metalloid har den sjældne egenskab, at den øges i volumen, når den størkner, så dens legeringer fuldt ud optager det rum, der bruges til at forme det instrument, der skal fremstilles..

Artikelindeks

  • 1 Historie om dets opdagelse
    • 1.1 Før Kristus
    • 1.2 Introduktion af udtrykket
    • 1.3 Opnåelse
  • 2 Struktur af antimon
    • 2.1 Allotropi
  • 3 egenskaber
    • 3.1 Atomvægt
    • 3,2 atomnummer
    • 3.3 Elektronisk konfiguration
    • 3.4 oxidationstilstande
    • 3.5 Fysisk beskrivelse
    • 3.6 Smeltepunkt
    • 3.7 Kogepunkt
    • 3.8 Tæthed
    • 3.9 Fusionsvarme
    • 3.10 Fordampningsvarme
    • 3.11 Molær varmekapacitet
    • 3.12 Elektronegativitet
    • 3.13 Atomradius
    • 3.14 Hårdhed
    • 3.15 Stabilitet
    • 3.16 Isotoper
    • 3.17 Elektrisk og termisk ledningsevne
    • 3.18 Kemisk reaktivitet
  • 4 anvendelser
    • 4.1 Legeringer
    • 4.2 Brandhæmmende
    • 4.3 Elektronikfelt
    • 4.4 Medicin og veterinærmedicin
    • 4.5 Pigmenter og maling
    • 4.6 Andre anvendelser
  • 5 risici
  • 6 Referencer

Historie om dets opdagelse

F.Kr.

Der er beviser for, at antimon sulfid siden 3100 f.Kr. blev brugt som kosmetik i Egypten. I Mesopotamien, det nuværende Irak, blev der fundet rester af en vase og en anden artefakt, der formodentlig stammer fra 3000 til 2200 f.Kr., hvor antimon blev brugt i udarbejdelsen.

Introduktion af udtrykket

Den romerske lærde Plinius den Ældre (23-79 e.Kr.) beskrev brugen af ​​antimon, som han kaldte stibius, i udarbejdelsen af ​​syv lægemidler i sin afhandling om naturhistorie. Alkymisten Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815) krediteres med at introducere udtrykket antimon for at navngive elementet.

Han brugte følgende etymologi: 'anti' som et synonym for negation og 'mono' kun for. Derefter ønskede han at understrege, at antimon ikke kun blev fundet i naturen. Det er allerede kendt, at det er en del af sulfidmineraler såvel som mange andre grundstoffer.

Opnåelse

Den græske naturist Pedanius Diascorides menes at have opnået rent antimon ved opvarmning af antimonsulfid i en luftstrøm. Den italienske metallurg Vannocio Biringucio beskriver i bogen De la Pirotecnia (1540) en metode til at isolere antimon.

Den tyske kemiker Andreas Libavius ​​(1615) opnåede ved hjælp af en smeltet blanding af jern, antimonsulfid, salt og kaliumtartrat produktionen af ​​et krystallinsk antimon.

Den første detaljerede rapport om antimon blev lavet i 1707 af den franske kemiker Nicolas Lemery (1645-1715) i sin bog Afhandling om antimon.

Antimon struktur

Rynkede lag, der udgør den krystallinske struktur af metallisk eller sølvantimon. Kilde: Materialscientist [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Det øverste billede viser den rynkede lagdelte struktur, der er vedtaget af arsenatomer. Imidlertid vedtager grålig antimon, bedre kendt som metallisk antimon, også denne struktur. Det siges at være "krøllet", fordi der er Sb-atomer, der stiger og falder fra det plan, der består af laget.

Disse lag, selvom de er ansvarlige for de fotoner, der interagerer med det, skinner sølvfarvede skinner og får antimon til at passere som et metal, sandheden er, at de kræfter, der forener dem, er svage; derfor kan de tilsyneladende metalfragmenter af Sb let formales og skøre eller skælles.

Sb-atomerne i de krøllede lag er heller ikke tæt nok til at gruppere deres atomorbitaler til at skabe et bånd, der tillader elektrisk ledning..

Ser man på en grålig sfære individuelt, kan det ses, at den har tre Sb-Sb-obligationer. Fra et højere plan kunne Sb ses i midten af ​​en trekant med tre Sb placeret ved sine hjørner. Trekanten er imidlertid ikke flad og har to niveauer eller etager..

Den laterale reproduktion af sådanne trekanter og deres bindinger etablerer krøllede lag, der er opstillet for at danne rombohedriske krystaller..

Allotropi

Den netop beskrevne struktur svarer til grålig antimon, den mest stabile af dens fire allotroper. De andre tre allotropes (sort, gul og eksplosiv) er metastabile; det vil sige, de kan eksistere under meget barske forhold.

Der er ikke meget information om deres strukturer. Det vides imidlertid, at sort antimon er amorft, så dets struktur er rodet og indviklet..

Gul antimon er stabilt under -90 ° C, opfører sig som et ikke-metallisk element og kan formodes at bestå af små agglomerater af Sb-type4 (svarer til dem af fosfor); når den opvarmes, forvandles den til den sorte allotrop.

Og med hensyn til eksplosivt antimon består det af en gelatinøs aflejring dannet på katoden under elektrolyse af en vandig opløsning af et antimonhalogenid..

Ved den mindste stærke friktion eller stød frigiver det bløde faste stof så meget varme, at det eksploderer og stabiliseres, når dets atomer omgrupperes i den rhombohedrale krystallinske struktur af grålig antimon..

Ejendomme

Atomvægt

121,76 g / mol.

Atom nummer

51.

Elektronisk konfiguration

[Kr] 4d105sto5 s3.

Oxidationstilstande

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

Fysisk beskrivelse

Lysende sølvfast, sprød, med en skællet overflade med en blålig nuance. Det kan også vises som et sort pulver.

Smeltepunkt

630,63 ºC.

Kogepunkt

1.635 ºC.

Massefylde

-6,697 g / cm3 ved stuetemperatur.

-6,53 g / cm3 i flydende tilstand, temperatur lig med eller større end smeltepunktet.

Fusionsvarme

19,79 kJ / mol.

Fordampningsvarme

193,43 kJ / mol.

Molær varmekapacitet

25,23 J / mol.K

Elektronegativitet

2.05 (Pauling-skala).

Atomic radio

Kl.

Hårdhed

Det er et blødt element med en hårdhed på 3 på Mohs-skalaen og kan ridses af glas.

Stabilitet

Det er stabilt ved stuetemperatur og oplever ikke oxidation. Det er også resistent over for syreangreb.

Isotoper

Den har to stabile isotoper: 121Sb og 123Sb. Derudover er der 35 radioaktive isotoper. Den radioaktive isotop 125Sb er den med den længste halveringstid: 2,75 år. Generelt udsender radioaktive isotoper β-stråling+ og β-.

Elektrisk og termisk ledningsevne

Antimon er en dårlig leder af varme og elektricitet.

Kemisk reaktivitet

Det kan ikke fortrænge brint fra fortyndede syrer. Danner ioniske komplekser med organiske og uorganiske syrer. Metallisk antimon reagerer ikke med luft, men omdannes hurtigt til oxid i fugtig luft..

Halogener og sulfider oxiderer let antimon, hvis processen finder sted ved forhøjede temperaturer.

Ansøgninger

Legeringer

Antimon bruges i en legering med bly til at fremstille plader til bilbatterier, hvilket forbedrer pladernes modstand samt opladningernes karakteristika..

Legeringen med bly og tin er blevet brugt til at forbedre svejseegenskaberne såvel som tracer-kugler og patron-detonatorer. Det bruges også i legeringer til belægning af elektriske kabler..

Antimon bruges i antifriktionslegeringer til fremstilling af tin og hærdningslegeringer med lavt tinindhold til fremstilling af organer og andre musikinstrumenter..

Den har den egenskab, der deles med vand, at den øges i volumen, når den kondenserer; Derfor udfylder antimonet, der er til stede i legeringerne med bly og tin, alle rum i formene og forbedrer definitionen af ​​strukturer, der er lavet med legeringerne..

Brandhæmmende

Antimontrioxid bruges til at fremstille brandhæmmende forbindelser, altid i kombination med halogenerede brandhæmmende stoffer, bromider og klorider..

Brandhæmmende stoffer kan reagere med iltatomer og OH-radikaler, hvilket hæmmer brand. Disse flammehæmmende stoffer bruges i børnetøj, legetøj, fly og i bilsæder.

De tilsættes også i polyesterharpikser og i glasfiberkompositter til genstande, der bruges som dæksler til lette flymotorer..

Antimonforbindelser, der anvendes som brandhæmmende midler, indbefatter: antimonoxychlorid, SbOCl; antimonpentoxid, SbO5; antimontrichlorid, SbCl3; og antimontrioxid, SbO3.

Elektronik felt

Det bruges til fremstilling af halvledere, dioder, mid-infrarøde detektorer og til fremstilling af transitorer. Antimon med høj renhed, der anvendes i halvlederteknologi, opnås ved at reducere antimonforbindelser med hydrogen.

Medicin og veterinær

Antimonforbindelser har været anvendt i medicin siden oldtiden som emetika og antiprotozoer. Kaliumkaliumtartrat (tartaremetic) blev brugt som et antischistosom i lang tid; derudover anvendes som en slimløsende, diaphoretisk og emetisk.

Antimonsalte er også blevet brugt til konditionering af hud hos drøvtyggere; såsom aniomalin og lithiumantimonthiomalat.

Meglumin antimoniate er et lægemiddel, der anvendes til behandling af leishmaniasis i ydre foci hos husdyr. Skønt de terapeutiske fordele var begrænsede.

Pigmenter og maling

Antimonforbindelser anvendes til fremstilling af maling og opacifier i emaljer. De bruges også i vermilion, gule og orange pigmenter, som er produkter af langsom oxidation af antimonsulfider..

Nogle af dets organiske salte (tartrater) anvendes i tekstilindustrien til at hjælpe med at binde visse farvestoffer.

Antimonsulfid blev brugt i det gamle Egypten som et kosmetikum til at gøre øjnene mørkere.

Andre anvendelser

Nogle antimonsalte bruges som overtræksmidler til at fjerne mikroskopiske bobler, der dannes på tv-skærme. Antimonioner interagerer med ilt og eliminerer dens tendens til at danne bobler.

Antimon (III) sulfid bruges i hovederne på nogle sikkerhedskampe. Antimonsulfid bruges også til at stabilisere friktionskoefficienten for materialer, der anvendes i bilbremseklodser..

Isotop 124Sb, sammen med beryllium, anvendes som en neutronkilde med et energimiddel på 24 keV. Derudover anvendes antimon som en katalysator i produktionen af ​​plast..

Risici

Det er et skørt element, så der kan produceres et forurenende støv fra miljøet under dets håndtering. Hos arbejdstagere, der er udsat for antimonstøv, er der observeret dermatitis, renitis, betændelse i øvre luftveje og konjunktivitis.

Pneumokoniose, undertiden kombineret med obstruktive lungeforandringer, er blevet beskrevet efter langvarig eksponering.

Antimontrioxid kan forårsage livstruende skade på hjertefunktionen.

Hos mennesker, der udsættes for dette element, er tilstedeværelsen af ​​forbigående pustulære hudinfektioner blevet observeret..

Kontinuerlig indtagelse af lave doser af dette metal kan forårsage diarré, opkastning og mavesår. Ligeledes er den maksimale tolerante koncentration i luft 0,5 mg / m3.

Referencer

  1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
  2. Manny. (11. marts 2009). Gul antimon og eksplosivt antimon. Gendannet fra: antimonyproperties.blogspot.com
  3. Prof. Ernst Cohen og J. C. Van Den Bosch. (1914). Antimonets allotropi. Proceedings Royal Acad. Amsterdam. Bind XVII.
  4. Wikipedia. (2019). Antimon. Gendannet fra: en.wikipedia.org
  5. Advameg, Inc. (2019). Antimon. Gendannet fra: chemistryexplained.com
  6. Sable Mc'Oneal. (15. september 2018). Kemi: egenskaber og anvendelse af Sb-Antimon. Gendannet fra: medium.com

Endnu ingen kommentarer