Antimon

Antimon
←  Plåt | Tellur  →
51 Som ↑ Sb ↓ Bi 51 Sb
Utseendet av en enkel substans
Antimonprov
Atomegenskaper
Namn, symbol, nummer	Antimon / Stibium (Sb), 51
Grupp , punkt , block	15 (föråldrad 5), 5, p-element
Atommassa ( molmassa )	121 760(1) [1]  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronisk konfiguration	[Kr] 4d 10 5s 2 5p 3
Atomradie	159 pm
Kemiska egenskaper
kovalent radie	140  pm
Jonradie	(+5e)62 (−3e)245  pm
Elektronnegativitet	2,05 [2] (Pauling-skala)
Elektrodpotential	0
Oxidationstillstånd	-3, +3, +5
Joniseringsenergi (första elektron)	833,3 (8,64)  kJ / mol  ( eV )
Termodynamiska egenskaper hos ett enkelt ämne
Densitet (vid ej )	6,691 g/cm³
Smält temperatur	903.9K _
Koktemperatur	1908 K
Oud. fusionsvärme	20,08 kJ/mol
Oud. avdunstningsvärme	195,2 kJ/mol
Molär värmekapacitet	25,2 [3]  J/(K mol)
Molar volym	18,4  cm³ / mol
Kristallgittret av en enkel substans
Gallerstruktur	Trigonal
Gitterparametrar	a hex = 4,307; c hex =11,27 [4]
c / a -förhållande	2,62
Debye temperatur	200K  _
Andra egenskaper
Värmeledningsförmåga	(300 K) 24,43 W/(m K)
CAS-nummer	7440-36-0

Antimon ( kemisk symbol  - Sb , från lat.  Stibium ) - ett kemiskt element av den 15: e gruppen (enligt den föråldrade klassificeringen - den huvudsakliga undergruppen av den femte gruppen, VA) av den femte perioden av det periodiska systemet av kemiska element av D. I. Mendelejev ; har atomnummer 51.

Det enkla ämnet antimon  är en halvmetall av silvervit färg med en blåaktig nyans, grovkornig struktur. Det finns fyra metalliska allotropa modifieringar av antimon som existerar vid olika tryck, och tre amorfa modifieringar (explosiv, svart och gul antimon) [3] .

Ordets ursprung

Det ryska ordet "antimon" kommer från det turkiska och krimtatariska sürmä [5] ; han betecknade pulvret av blyglans PbS, som också tjänade till att svärta ögonbrynen.

Historik

Antimon har varit känt sedan urminnes tider. I länderna i öst användes den omkring 3000 f.Kr. e. för tillverkning av fartyg. I det antika Egypten redan på XIX-talet. före Kristus e. antimonglitterpulver (naturligt Sb 2 S 3 ) kallat mesten eller stam användes för att svärta ögonbrynen. I antikens Grekland var det känt som στίμμι och στίβι , därav lat.  stibium [6] . Om XII-XIV århundraden. n. e. namnet antimonium dök upp . En detaljerad beskrivning av egenskaperna och metoderna för att erhålla antimon och dess föreningar gavs först av alkemisten Vasily Valentin (Tyskland) 1604. 1789 inkluderade A. Lavoisier antimon i listan över kemiska grundämnen under namnet antimoine [7] (modern engelsk antimon , spansk och italiensk antimonio , tysk antimon ).

Att vara i naturen

Clark antimon - 500 mg / t. Dess innehåll i vulkaniska bergarter är i allmänhet lägre än i sedimentära. Av de sedimentära bergarterna observeras de högsta halterna av antimon i lerskiffer (1,2 g/t), bauxiter och fosforiter (2 g/t) och de lägsta i kalksten och sandsten (0,3 g/t). Förhöjda mängder antimon finns i kolaska. Antimon, å ena sidan, i naturliga föreningar har egenskaperna hos en metall och är ett typiskt kalkofilt element som bildar antimonit . Å andra sidan har den egenskaperna hos en metalloid, manifesterad i bildandet av olika sulfosalter - bournonit, boulangerit, tetrahedrit, jamsonit, pyrargyrit, etc. Med metaller som koppar , arsenik och palladium kan antimon ge intermetalliska föreningar. Jonradien för antimon Sb 3+ är närmast jonradien för arsenik och vismut , på grund av vilken det finns en isomorf substitution av antimon och arsenik i fahlore och geokronit Pb 5 (Sb, As) 2 S 8 och antimon och vismut i cobellite Pb 6 FeBi 4 Sb 2 S 16 m.fl. Antimon i små mängder (gram, tiotals, sällan hundratals g/t) finns i galena, sphalerit , vismutin, realgar och andra sulfider . Flyktigheten hos antimon i ett antal av dess föreningar är relativt låg. Antimonhalogenider SbCl 3 har den högsta flyktigheten . Under supergenförhållanden (i de ytnära skikten och på ytan) genomgår antimonit oxidation ungefär enligt följande schema: Sb 2 S 3 + 6O 2 = Sb 2 (SO 4 ) 3 . Det resulterande antimonoxidsulfatet är mycket instabilt och hydrolyseras snabbt och förvandlas till antimonockra - Sb 2 O 4 skänk, Sb 2 O 4 stibiokonit • nH 2 O , Sb 2 O 3 valentinite , etc. Lösligheten i vatten är ganska låg (1,3 mg) / l), men det ökar avsevärt i lösningar av alkalier och svavelhaltiga metaller med bildning av tiosyra av Na 3 SbS 3 -typ . Halten i havsvatten är 0,5 µg/l [8] . Antimonit Sb 2 S 3 (71,7 % Sb) har den huvudsakliga industriella betydelsen . Sulfosalterna tetrahedrit Cu 12 Sb 4 S 13 , bournonit PbCuSbS 3 , boulangerit Pb 5 Sb 4 S 11 och jamsonite Pb 4 FeSb 6 S 14 är av ringa betydelse.

Genetiska grupper och industriella typer av fyndigheter

I låg- och medeltemperaturhydrotermiska vener med malmer av silver, kobolt och nickel, även i sulfidmalmer av komplex sammansättning.

Insättningar

Antimonfyndigheter är kända i Sydafrika , Algeriet , Azerbajdzjan , Tadzjikistan , Bulgarien , Ryssland , Finland , Kazakstan , Serbien , Kina , Kirgizistan [9] [10] .

Produktion

Enligt forskningsföretaget Roskill fanns 2010 76,75 % av världens primärproduktion av antimon i Kina (120 462 ton, inklusive officiell och inofficiell produktion), den andra platsen när det gäller produktion ockuperades av Ryssland (4,14 %; 6500 ton) ), den tredje - Myanmar (3,76%; 5897 ton). Andra stora producenter inkluderar Kanada (3,61%; 5660 ton), Tadzjikistan (3,42%; 5370 ton) och Bolivia (3,17%; 4980 ton). Totalt producerades 196 484 ton antimon i världen 2010 (varav sekundärproduktionen var 39 540 ton) [11] .

2010 minskade den officiella produktionen av antimon i Kina jämfört med 2006-2009 och kommer sannolikt inte att öka inom en snar framtid, enligt en Roskill-rapport [11] .

I Ryssland är den största antimonproducenten innehavet GeoProMining (6 500 ton 2010), som är engagerat i utvinning och bearbetning av antimon vid sina produktionskomplex Sarylakh-Antimony och Zvezda i Republiken Sacha (Yakutia) [12] .

Reserver

Enligt USGS statistik :

Isotoper

Naturlig antimon är en blandning av två isotoper : 121 Sb ( isotopisk mängd 57,36%) och 123 Sb (42,64%). Den enda långlivade radionukliden är 125 Sb med en halveringstid på 2,76 år; alla andra isotoper och isomerer av antimon har en halveringstid som inte överstiger två månader.

Tröskelenergi för reaktioner med neutronfrisättning (först):

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

Fysiska egenskaper

Den fullständiga elektroniska konfigurationen av antimonatomen är: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 3

Antimon i fritt tillstånd bildar silvervita kristaller med metallglans, densitet - 6,68 g / cm³. Kristallin antimon liknar en metall till utseendet och är mer spröd och mindre termiskt och elektriskt ledande.[ förtydliga ] [14] . Till skillnad från de flesta andra metaller expanderar den vid stelning [15] .

Inblandningen av antimon sänker smält- och kristallisationspunkterna för bly och själva legeringen expanderar något i volym under härdning. I jämförelse med deras homologer i gruppen - arsenik och vismut, som också kännetecknas av närvaron av både metalliska och icke-metalliska egenskaper, råder antimons metallegenskaper något över icke-metalliska, i arsenik egenskaperna hos en metall, i vismut - motsatsen till egenskaperna hos en icke-metall - är svagt uttryckta.

Kemiska egenskaper

Det bildar intermetalliska föreningar med många metaller  - antimonider . Grundläggande valenstillstånd i föreningar: III och V.

Oxiderande koncentrerade syror interagerar aktivt med antimon.

• svavelsyra omvandlar antimon till antimon(III)sulfat med frisättning av svaveldioxid:

• salpetersyra omvandlar antimon till antimonsyra (villkorlig formel ):

Antimon är lösligt i aqua regia :

Antimon reagerar lätt med halogener:

• med jod i en inert atmosfär med lätt uppvärmning:

• reagerar med klor på olika sätt, beroende på temperaturen:

Får

Den huvudsakliga metoden för att erhålla antimon är rostning av sulfidmalmer, följt av reduktion av oxid med kol [16] :

Applikation

Antimon används i allt större utsträckning i halvledarindustrin vid tillverkning av dioder, infraröda detektorer, Hall-effektenheter . Det är en komponent i blylegeringar, vilket ökar deras hårdhet och mekaniska styrka. Omfattningen inkluderar:

• batterier;
• antifriktionslegeringar;
• trycklegeringar;
• handeldvapen och spårkulor;
• kabelmantlar;
• tändstickor;
• läkemedel, antiprotozoläkemedel;
• lödning - vissa blyfria lödningar innehåller 5% Sb;
• användning i linotyptryckpressar.

Tillsammans med tenn och koppar bildar antimon en metallegering - babbit , som har antifriktionsegenskaper och används i glidlager. Sb tillsätts även till metaller avsedda för tunna gjutgods.

Antimonföreningar i form av oxider, sulfider, natriumantimonat och antimontriklorid används vid tillverkning av eldfasta föreningar, keramiska emaljer, glas, färger och keramiska produkter. Antimontrioxid är den viktigaste av antimonföreningarna och används främst i flamskyddskompositioner. Antimonsulfid är en av ingredienserna i tändstickshuvuden.

Den naturliga sulfiden av antimon, stibnit, användes under biblisk tid inom medicin och kosmetika. Stibnit används fortfarande i vissa utvecklingsländer som läkemedel.

Antimonföreningar som megluminantimoniat (glukantim) och natriumstiboglukonat (pentostam) används vid behandling av leishmaniasis .

Elektronik

Ingår i vissa lödningar . Den kan också användas som dopningsmedel för halvledare (elektrondonator för kisel och germanium).

Termoelektriska material

Antimontellurid används som en komponent i termoelektriska legeringar (termo-EMF 150-220 μV/K) med vismuttellurid.

Biologisk roll och effekter på kroppen

Antimon är giftigt . Avser spårämnen . Dess innehåll i människokroppen är 10-6  viktprocent. Ständigt närvarande i levande organismer har den fysiologiska och biokemiska rollen inte klarlagts helt . Antimon uppvisar en irriterande och kumulativ effekt. Det ackumuleras i sköldkörteln , hämmar dess funktion och orsakar endemisk struma . Men när de kommer in i mag-tarmkanalen , orsakar antimonföreningar inte förgiftning, eftersom Sb (III)-salter hydrolyseras där med bildandet av dåligt lösliga produkter. Samtidigt är antimon (III) föreningar mer toxiska än antimon (V). Damm och ångor av Sb orsakar näsblod, antimon " gjutfeber ", pneumoskleros , påverkar huden och stör sexuella funktioner. Smakuppfattningströskeln i vatten är 0,5 mg/l. Den dödliga dosen för en vuxen är 100 mg, för barn - 49 mg. För antimonaerosoler är MPC i luften i arbetsområdet 0,5 mg/m³, i den atmosfäriska luften 0,01 mg/m³. MPC i jord 4,5 mg/kg. I dricksvatten tillhör antimon den 2:a faroklassen , har en MPC på 0,005 mg/l [17] , fastställd enligt det sanitärtoxikologiska begränsningstecknet på skadlighet . I naturliga vatten är innehållsnormen 0,05 mg/l. I industriavloppsvatten som släpps ut till reningsanläggningar med biofilter bör antimonhalten inte överstiga 0,2 mg/l [18] .

Anteckningar

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. Grundämnenas atomvikter 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85 , nr. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
2. ↑ Antimon : elektronegativiteter  . WebElements. Hämtad: 15 juli 2010.
3. ↑ 1 2 Redaktion: Zefirov N. S. (chefredaktör). Chemical Encyclopedia: i 5 vol. - Moskva: Soviet Encyclopedia, 1995. - T. 4. - S. 475. - 639 sid. — 20 000 exemplar.  - ISBN 5-85270-039-8.
4. ↑ WebElements periodiska system för grundämnen | antimon | kristallstrukturer
5. ↑ Vasmer M. Etymologisk ordbok för det ryska språket . — Framsteg. - M. , 1964-1973. - T. 3. - S. 809.
6. ↑ Walde A., Hofmann JB Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Heidelberg: Carl Winters Universitätsbuchhandlung, 1938. - S. 591.
7. ↑ Lavoisier, Antoine. Traité Élémentaire de Chimie, présenté dans un order nouveau, et d'après des découvertes modernes  (franska) . - Paris: Cuchet, Libraire, 1789. - S. 192.
8. ↑ JP Riley och Skirrow G. Chemical Oceanography V.I, 1965
9. ↑ Antimondeposition
10. ↑ Kategori: Antimonavlagringar - wiki.web.ru
11. ↑ 1 2 Studie av antimonmarknaden av Roskill Consulting Group (länk otillgänglig) . Hämtad 9 april 2012. Arkiverad från originalet 18 oktober 2012. (obestämd) 
12. ↑ GeoProMining: Sarylakh-Surma, Zvezda (inte tillgänglig länk) . Hämtad 9 april 2012. Arkiverad från originalet 1 maj 2012. (obestämd) 
13. ↑ Antimonanvändning, produktion och priser Primer (länk ej tillgänglig) . Hämtad 9 april 2012. Arkiverad från originalet 25 oktober 2012. (obestämd) 
14. ↑ Glinka N. L. "General Chemistry", - L. Chemistry, 1983
15. ↑ Antimon // Encyclopedic Dictionary of a Young Chemist. 2:a uppl. / Komp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagogy , 1990. - S. 235 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
16. ↑ Oorganisk kemi: I 3 volymer. / ed. Yu. D. Tretyakova. Vol 2: Kemi av intransitiva element: en lärobok för studenter. institutioner av högre prof. utbildning / A. A. Drozdov, V. P. Zlomanov, G. N. Mazo, F. M. Spiridonov - 2:a upplagan, reviderad. - M .: Publishing Center "Academy", 2011. - 368 sid.
17. ↑ GN 2.1.5.1315-03 MPC för kemikalier i vattnet i vattendrag för dricksvatten och hushållsvatten
18. ↑ Alekseev A.I. et al. "Kriterier för kvaliteten på vattensystem", - St Petersburg. KHIMIZDAT, 2002

Länkar

• Antimon på webbelement
• Antimon på Popular Library of Chemical Elements
• Sennajoki (Finland) - en unik fyndighet av inhemsk antimon

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor katalanska Stor norsk Stor ryss Brockhaus och Efron Brockhaus och Efron Litet Brockhaus och Efron Britannica (11:e) Britannica (online) Pauly Wissowa Treccani Universalis
I bibliografiska kataloger BNF : 120163060 GND : 4002299-7 J9U : 987007295566205171 LCCN : sh85005702 NDL : 00560276 NKC : ph579360