ANTIMON: TÖRTÉNELEM, SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, FELHASZNÁLÁSOK ÉS KOCKÁZATOK - KÉMIA - 2025

Az antimon egy metalloid fényes, ezüst színű és kékes árnyalatú. Szilárd anyagát is nagyon törékeny és pelyhes textúra jellemzi. A periódusos rendszer 15. csoportjába tartozik, nitrogén vezetéssel. A bizmut (és a moscovium) után a csoport legnehezebb eleme.

Ezt az Sb kémiai szimbólum jelöli. A természetben elsősorban stibite és ullmannite ásványi ércekben található, amelyek kémiai képlete Sb ₂ S ₃ és NiSbS. Az oxidok helyett szulfid képződésének hajlama annak a ténynek köszönhető, hogy kémiailag puha.

Kristályos antimon. Forrás: Legjobb Sci-Fatcs

Másrészt az antimon fizikailag is lágy, 3-as keménységű a Mohs-skála szerint. Szobahőmérsékleten stabil, és nem reagál a levegőben lévő oxigénnel. De oxigén jelenlétében hevítve antimon-trioxidot, Sb ₂ O ₃ -ot képez.

Hasonlóképpen, ellenáll a gyenge savak hatásának; de meleg közben salétromsav és sósav támadja meg.

Az antimonnak számos felhasználási lehetősége van, köztük ólommal és ónval készült ötvözetekben, járműelemek, kis súrlódású anyagok gyártásában stb.

Ennek a metalloidnak a ritka tulajdonsága, hogy megnövekszik térfogatában, amikor megszilárdul, és lehetővé teszi ötvözetei számára, hogy teljes mértékben elfoglalják a gyártandó eszköz öntéséhez szükséges helyet.

A felfedezés története

időszámításunk előtt

Bizonyítékok vannak arra, hogy ie 3100 óta az antimonszulfidot használták kozmetikumokként Egyiptomban. A mai iraki Mezopotámiában váza maradványait és más tárgyakat találtak, amelyek feltehetően BC-től 3000-ig és 2200-ig terjedtek, és amelyekben antimonot gyártottak.

A kifejezés bevezetése

Az idõsebb Plinius római tudós (AD 23-79) az antimon használatát, amelyet stibiusnak neveztek, hét gyógyszer kidolgozása során a Természettudományi Dokumentumban foglalta össze. Az Abu Mussa Jahir, Ibn Hayyan (721-815) alkimistát jóváhagyták az antimon kifejezés bevezetésével.

A következő etimológiát alkalmazta: az 'anti' a tagadás szinonimája, és az 'mono' csak. Aztán hangsúlyozni akarta, hogy az antimon nemcsak a természetben található. Már ismert, hogy a szulfid ásványok, valamint sok más elem részét képezi.

beszerzése

Pedanius Diascorides görög naturista úgy gondolják, hogy tiszta antimont nyert az antimon-szulfid melegítésével a levegőben. Vannocio Biringucio olasz kohász, a De la Pirotecnia (1540) könyvében leírja az antimonszigetelés módszerét.

Andreas Libavius ​​német kémikus (1615) vas, antimon-szulfid, só és kálium-tartarát olvadt keverékével kristályos antimon képződését eredményezte.

Az antimonról szóló első részletes beszámolót 1707-ben Nicolas Lemery (1645-1715) francia kémikus készítette az Antimonról szóló trakta című könyvében.

Az antimon felépítése

Ráncos rétegek, amelyek alkotják a fém vagy ezüst antimon kristályszerkezetét. Forrás: Anyagtudós

A felső képen az arzénatomok által elfogadott ráncos réteges szerkezet látható. A szürkés antimon, más néven fém antimon is ismert, ezt a szerkezetet is elfogadja. Azt állítják, hogy "ráncos", mert Sb atomok mozognak fel és le a héjból álló síkon.

Ezek a rétegek, bár felelősek a vele kölcsönhatásban lévő fotonokért, ezüstös ragyogást adnak, és az antimon fémként átadódik, az igazság az, hogy az őket egyesítő erők gyengék; így az Sb látszólagos fémes fragmensei könnyen őrölhetők, törékenyek vagy pelyhesek lehetnek.

A Sb-atomok a gyűrött rétegekben szintén nem elég közel ahhoz, hogy atompályáik egymáshoz csoportosuljanak, és így olyan sávot hozzanak létre, amely lehetővé teszi az elektromos vezetést.

Külön-külön egy szürkés gömböt vizsgálva látható, hogy három Sb-Sb kötése van. Egy magasabb síktól az Sb látható egy háromszög közepén, három Sb-vel a csúcsaiban. A háromszög azonban nem lapos, és két szintje vagy emelete van.

Az ilyen háromszögek és kötéseik oldalirányú reprodukciója révén gyűrött rétegek alakulnak ki, amelyek romboedrikus kristályokat képeznek.

allotrópia

Az éppen leírt szerkezet a szürkés antimonnak felel meg, amely a négy allotróp közül a legstabilabb. A másik három allotróp (fekete, sárga és robbanásveszélyes) metastabil; vagyis nagyon kemény körülmények között létezhetnek.

Szerkezetükről nincs sok információ. Ismert azonban, hogy a fekete antimon amorf, tehát szerkezete rendetlen és bonyolult.

A sárga antimon -90 ° C alatt stabil, nemfémes elemként viselkedik, és feltételezhető, hogy Sb ₄ típusú kis agglomerátumokból áll (hasonlóan a foszforhoz); hevítéskor átalakul a fekete allotropré.

A robbanásveszélyes antimon tekintetében zselatin lerakódásból áll, amely az antimonhalogenid vizes oldatának elektrolízise során keletkezik a katódon.

A legkisebb erős súrlódás vagy becsapódás esetén a lágy szilárd anyag annyi hőt bocsát ki, hogy felrobban és stabilizálódjon, amikor atomjai újraszaporodnak a szürkés antimon rombusz katedrális kristályszerkezetében.

Tulajdonságok

Atomsúly

121,76 g / mol.

Atomszám

51.

Elektronikus konfiguráció

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³.

Oxidációs állapotok

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

Fizikai leírás

Fényes ezüstös szilárd, törékeny, pikkelyes felülettel, kékes árnyalatú. Fekete porként is megjelenhet.

Olvadáspont

630,63 ° C.

Forráspont

1635 ° C

Sűrűség

-6,697 g / cm ³, szobahőmérsékleten.

-6,53 g / cm ³ folyékony állapotban, a hőmérséklet egyenlő vagy nagyobb, mint az olvadáspont.

A fúziós hő

19,79 kJ / mol.

A párolgás hője

193,43 kJ / mol.

Moláris kalóriakapacitás

25,23 J / mol.K

elektronegativitás

2.05 (Pauling skála).

Atomic radio

140 órakor.

Keménység

Ez egy puha elem, amelynek keménysége a Mohs skálán 3-as, és az üveg megkarcolható.

Stabilitás

Szobahőmérsékleten stabil, oxidációt nem tapasztal. Ellenáll a savak támadásainak is.

Izotóp

Két stabil izotópja van: ¹²¹ Sb és ¹²³ Sb, emellett 35 radioaktív izotóp van. A ¹²⁵ Sb radioaktív izotóp a leghosszabb felezési ideje: 2,75 év. Általában, a radioaktív izotópok kibocsát β ⁺ és β ^- sugárzás.

Elektromos és hővezető képesség

Az antimon rossz hő- és villamos vezető.

Kémiai reakcióképesség

Nem tudja kiszorítani a hidrogént a híg savaktól. Ionos komplexeket képez szerves és szervetlen savakkal. A fém antimon nem reagál a levegővel, de nedves levegőn gyorsan oxiddá alakul.

A halogének és a szulfidok az antimonot könnyen oxidálják, ha a folyamat magasabb hőmérsékleten zajlik.

Alkalmazások

ötvözetek

Az antimonötvözet ólommal készül, hogy lemezek készítésére készüljenek az autóakkumulátorok számára, javítva a lemezek ellenállását, valamint a töltések tulajdonságait.

Az ólom-ón ötvözetet használják a hegesztések, valamint a nyomjelző golyók és a patron-detonátorok tulajdonságainak javítására. Elektromos kábelek bevonására szolgáló ötvözetekben is felhasználják.

Az antimonot használják súrlódásgátló ötvözetekben, alacsony óntartalmú ón és keményítő ötvözetek gyártásában orgona és más hangszer gyártásához.

A vízzel megosztott tulajdonsága, hogy térfogata növekszik, amikor kondenzál; Ezért az ötvözetekben lévő antimon ólommal és ónnal kitölti az öntőformák összes teret, javítva az említett ötvözetekkel készített szerkezetek meghatározását.

Tűzálló

Az antimon-trioxidot tűzálló anyagok előállítására használják, mindig halogénezett tűzálló anyagokkal, bromidokkal és kloridokkal kombinálva.

A tűzálló anyagok reagálhatnak oxigénatomokkal és OH csoportokkal, ami gátolja a tűz kialakulását. Ezeket a égésgátlókat gyermekek ruházatában, játékokban, repülőgépekben és autóülésekben használják.

A készítményeket poliészter gyantákban és üvegszálas kompozitokban adják hozzá olyan termékekhez, amelyeket könnyű repülőgépek motorjainak fedélként használnak.

Tűzálló anyagként használt antimonvegyületek a következők: antimon-oxiklorid, SbOCl; antimon-pentoxid, SbO ₅; antimon-trikloridot, SbCl ₃; és antimon-trioxid, SBO ₃.

Elektronika területén

Félvezetők, diódák, közép-infravörös detektorok gyártására, valamint tranzitorok gyártására használják. A félvezető technológiában használt nagy tisztaságú antimonot az antimonvegyületek hidrogénnel történő redukciójával állítják elő.

Orvostudomány és állatorvos

Az antimonvegyületeket az ókorban használták az orvostudományban hányásgátlókként és antiprotozoákként. Kálium-kálium-tartarátot (borostyánkó) hosszú ideig antiszisztozómának használták; emellett kötőanyag, átlátszó és hánytató hatású.

Az antimon-sókat is felhasználják a kérődzők állatok bőrének kondicionálására; például aniomalin és lítium-antimon-tiomalat.

A meglumine antimoniate egy olyan gyógyszer, amelyet háziállatok külső fókuszainak leishmaniasis kezelésére használnak. Ennek ellenére a terápiás előnyök korlátozottak voltak.

Pigmentek és festékek

Az antimonvegyületeket festékek és homályosító szerek gyártásához használják. Emellett vermilionos, sárga és narancssárga pigmentekben is használják, amelyek az antimonszulfidok lassú oxidációjának termékei.

Néhány szerves sóját (tartarátok) a textiliparban használják bizonyos színezékek kötődésének elősegítésére.

Az antimon-szulfidot az ókori Egyiptomban használták a szem elsötétítésére szolgáló kozmetikumként.

Egyéb felhasználások

Néhány antimonsót bevonószerként használnak a televízió képernyőjén képződött mikroszkopikus buborékok eltávolítására. Az antimon-ionok kölcsönhatásba lépnek az oxigénnel, kiküszöbölve ezzel a buborék kialakulására való hajlamát.

Az antimon (III) -szulfidot használják egyes biztonsági mérkőzések fejein. Az antimon-szulfidot az autóipari fékbetétekben használt anyagok súrlódási együtthatójának stabilizálására is használják.

A ¹²⁴ Sb izotópot, a berilliummal együtt, használják neutronforrásként, átlagos energia 24 keV. Ezenkívül az antimonot katalizátorként használják a műanyagok gyártásában.

kockázatok

Ez egy törékeny elem, így a környezetben szennyező por keletkezhet a kezelés során. Az antimonpornak kitett munkavállalóknál dermatitist, renitist, a felső légutak gyulladását és kötőhártya-gyulladást figyeltek meg.

Pneumoconiosist, olykor obstruktív pulmonális változásokkal kombinálva, hosszabb ideig tartó expozíció után írták le.

Az antimon-trioxid a szívműködés károsodását okozhatja, amely végzetes lehet.

Az ezen elemnek kitett embereknél megfigyelték a tranziens pustuláris bőrfertőzéseket.

A fém alacsony adagjának folyamatos bevétele hasmenést, hányást és gyomorfekélyeket okozhat. A maximális tolerálható koncentráció a levegőben szintén 0,5 mg / m ³.

Irodalom

1. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
2. Manny. (2009. március 11.). Sárga antimon és robbanásveszélyes antimon. Helyreállítva: antimonyproperties.blogspot.com
3. Ernst Cohen és JC Van Den Bosch prof. (1914). Az antimon allotropia. Proceedings Royal Acad. Amszterdam. XVII.
4. Wikipedia. (2019). Antimon. Helyreállítva: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019). Antimon. Helyreállítva: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (2018. szeptember 15.) Kémia: az Sb-antimon tulajdonságai és alkalmazása. Helyreállítva: medium.com