Antimoni

Antimoni
←  Tina | Telluuri  →
51 Kuten ↑ Sb ↓ Bi 51 Sb
Yksinkertaisen aineen ulkonäkö
Antimoni näyte
Atomin ominaisuudet
Nimi, symboli, numero	Antimoni / Stibium (Sb), 51
Ryhmä , jakso , lohko	15 (vanhentunut 5), 5, p-elementti
Atomimassa ( moolimassa )	121 760(1) [1]  a. e. m  ( g / mol )
Elektroninen konfigurointi	[Kr] 4p 10 5s 2 5p 3
Atomin säde	klo 159
Kemiallisia ominaisuuksia
kovalenttinen säde	klo 140
Ionin säde	(+5e)62 (−3e)245  pm
Elektronegatiivisuus	2,05 [2] (Pauling-asteikko)
Elektrodin potentiaali	0
Hapetustilat	-3, +3, +5
Ionisaatioenergia (ensimmäinen elektroni)	833,3 (8,64)  kJ / mol  ( eV )
Yksinkertaisen aineen termodynaamiset ominaisuudet
Tiheys ( n.a. )	6,691 g/cm³
Sulamislämpötila	903.9K _
Kiehumislämpötila	1908 K
Oud. sulamisen lämpöä	20,08 kJ/mol
Oud. haihtumislämpö	195,2 kJ/mol
Molaarinen lämpökapasiteetti	25,2 [3]  J/(K mol)
Molaarinen tilavuus	18,4  cm³ / mol
Yksinkertaisen aineen kidehila
Hilarakenne	Trigonaalinen
Hilan parametrit	a heksa = 4,307; c hex = 11,27 [4]
c / a suhde	2.62
Debye lämpötila	200 000  _
Muut ominaisuudet
Lämmönjohtokyky	(300 K) 24,43 W/(m K)
CAS-numero	7440-36-0

Antimoni ( kemiallinen symboli  - Sb , lat.  Stibium ) - D. I :n kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän viidennen jakson 15. ryhmän kemiallinen alkuaine ( vanhentuneen luokituksen mukaan - viidennen ryhmän pääalaryhmä, VA) . Mendelejev ; sen atominumero on 51.

Yksinkertainen aine antimoni  on hopeanvalkoinen puolimetalli , jolla on sinertävä sävy , karkearakeinen rakenne. Antimonista on neljä metallista allotrooppista muunnelmaa, joita esiintyy eri paineissa, ja kolme amorfista modifikaatiota (räjähtävä, musta ja keltainen antimoni) [3] .

Sanan alkuperä

Venäjän sana "antimoni" tulee Turkin ja Krimin tataarin sürmä [5] ; hän nimesi lyijykiiltojauheen PbS:n, joka myös tummenti kulmakarvoja.

Historia

Antimoni on tunnettu muinaisista ajoista lähtien. Idän maissa sitä käytettiin noin 3000 eKr. e. alusten valmistukseen. Muinaisessa Egyptissä jo XIX vuosisadalla. eKr e. Kulmakarvojen mustentamiseksi käytettiin antimoni glitterjauhetta (luonnollinen Sb 2 S 3 ), jota kutsutaan mesteniksi tai varreksi . Muinaisessa Kreikassa se tunnettiin nimillä στίμμι ja στίβι , mistä johtuu lat. stibium [6] . Noin XII-XIV vuosisatoja. n. e. nimi antimonium ilmestyi . Yksityiskohtaisen kuvauksen antimonin ja sen yhdisteiden ominaisuuksista ja menetelmistä antoi ensimmäisen kerran alkemisti Vasily Valentin (Saksa) vuonna 1604. Vuonna 1789 A. Lavoisier sisällytti antimonin kemiallisten alkuaineiden luetteloon nimellä antimoine [7] (nykyinen englantilainen antimoni , espanjalainen ja italialainen antimonio , saksalainen Antimon ).  

Luonnossa oleminen

Clark antimoni - 500 mg / t. Sen pitoisuus vulkaanisissa kivissä on yleensä pienempi kuin sedimenttikivissä. Sedimenttikivistä korkeimmat antimonipitoisuudet ovat saviliuskeissa (1,2 g/t), bauksiiteissa ja fosforiiteissa (2 g/t) ja pienimmät kalkki- ja hiekkakivessä (0,3 g/t). Hiilen tuhkasta löytyy kohonneita määriä antimonia. Toisaalta antimonilla on luonnollisissa yhdisteissä metallin ominaisuuksia ja se on tyypillinen kalkofiilinen alkuaine , joka muodostaa antimoniittia . Toisaalta sillä on metalloidin ominaisuuksia, jotka ilmenevät erilaisten sulfosuolojen muodostumisena - bournoniitti, boulangeriitti, tetrahedriitti, jamsoniitti, pyrargyriitti jne. Metallien, kuten kuparin , arseenin ja palladiumin , kanssa antimoni voi muodostaa metallien välisiä yhdisteitä. Antimonin Sb 3+ ionisäde on lähinnä arseenin ja vismutin ionisäteitä, minkä vuoksi fahlorissa ja geokroniitissa Pb 5 (Sb, As) 2 S 8 ja antimonissa ja vismutissa on isomorfinen substituutio antimonilla ja arseenilla . kobelliitti Pb 6 FeBi 4 Sb 2 S 16 ym. Antimonia löytyy pieniä määriä (grammia, kymmeniä, harvoin satoja g/t) galeenista, sfaleriitistä, vismutiinista , realgarista ja muista sulfideista . Antimonin haihtuvuus useissa sen yhdisteissä on suhteellisen alhainen. Antimonihalogenideilla SbCl 3 on suurin haihtuvuus . Supergeeniolosuhteissa (pinnan lähellä olevissa kerroksissa ja pinnalla) antimoniitti hapettuu suunnilleen seuraavan kaavion mukaisesti: Sb 2 S 3 + 6O 2 = Sb 2 (SO 4 ) 3 . Syntynyt antimonioksidisulfaatti on erittäin epästabiili ja hydrolysoituu nopeasti muuttuen antimoniokkeriksi - Sb 2 O 4 senkki, Sb 2 O 4 stibiokoniitti • nH 2 O , Sb 2 O 3 valentiniitti jne. Liukoisuus veteen on melko alhainen (1,3 mg / l), mutta se lisääntyy merkittävästi alkalien ja rikkipitoisten metallien liuoksissa, jolloin muodostuu Na 3 SbS 3 -tyyppistä tiohappoa . Meriveden pitoisuus on 0,5 µg/l [8] . Antimonite Sb 2 S 3 (71,7 % Sb) on tärkein teollinen merkitys . Sulfosuolat tetrahedriitti Cu12Sb4S13 , bournoniitti PbCuSbS3 , boulangeriitti Pb5Sb4S11 ja jamsoniitti Pb4FeSb6S14 ovat vähäisiä . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Geneettiset ryhmät ja teolliset esiintymät

Matalan ja keskilämpötilan hydrotermisissä suonissa hopea-, koboltti- ja nikkelimalmeilla, myös monimutkaisen koostumuksen sulfidimalmeilla.

Talletukset

Antimoniesiintymiä tunnetaan Etelä-Afrikassa , Algeriassa , Azerbaidžanissa , Tadžikistanissa , Bulgariassa , Venäjällä , Suomessa , Kazakstanissa , Serbiassa , Kiinassa , Kirgisiassa [9] [10] .

Tuotanto

Tutkimusyhtiö Roskillin mukaan vuonna 2010 76,75 % maailman antimonin alkutuotannosta oli Kiinassa (120 462 tonnia, mukaan lukien virallinen ja epävirallinen tuotanto), tuotannon toisella sijalla oli Venäjä (4,14 %; 6500 tonnia). ), kolmas - Myanmar (3,76 %; 5897 tonnia). Muita suuria tuottajia ovat Kanada (3,61 %; 5660 t), Tadžikistan (3,42 %; 5370 t) ja Bolivia (3,17 %; 4980 t). Yhteensä maailmassa tuotettiin 196 484 tonnia antimonia vuonna 2010 (josta jälkituotanto oli 39 540 tonnia) [11] .

Vuonna 2010 antimonin virallinen tuotanto Kiinassa laski verrattuna vuosiin 2006–2009, eikä se todennäköisesti kasva lähitulevaisuudessa Roskillin raportin [11] mukaan .

Venäjällä suurin antimonin tuottaja on GeoProMining holding (6500 tonnia vuonna 2010), joka harjoittaa antimonin uuttamista ja käsittelyä Sarylakh-Antimony- ja Zvezda-tuotantokomplekseissaan Sahan tasavallassa (Jakutia) [12] .

Varaukset

USGS- tilastojen mukaan :

Isotoopit

Luonnollinen antimoni on kahden isotoopin seos : 121 Sb ( isotooppimäärä 57,36 %) ja 123 Sb (42,64 %). Ainoa pitkäikäinen radionuklidi on 125 Sb , jonka puoliintumisaika on 2,76 vuotta; kaikkien muiden antimonin isotooppien ja isomeerien puoliintumisaika on enintään kaksi kuukautta.

Kynnysenergia reaktioihin, joissa neutroni vapautuu (ensimmäinen):

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

Fysikaaliset ominaisuudet

Antimoniatomin täydellinen elektroninen konfiguraatio on: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 3

Vapaassa tilassa oleva antimoni muodostaa hopeanvalkoisia kiteitä, joilla on metallinen kiilto, tiheys - 6,68 g / cm³. Ulkonäöltään metallia muistuttava kiteinen antimoni on hauraampaa ja vähemmän lämpöä ja sähköä johtavaa.[ selventää ] [14] . Toisin kuin useimmat muut metallit, se laajenee jähmettyessään [15] .

Antimonin sekoitus alentaa lyijyn sulamis- ja kiteytyspisteitä, ja itse seoksen tilavuus laajenee jonkin verran kovettumisen aikana. Verrattuna niiden homologeihin ryhmässä - arseeni ja vismutti, joille on myös tunnusomaista sekä metallisten että ei-metallisten ominaisuuksien esiintyminen, antimonin metalliset ominaisuudet hallitsevat hieman ei-metalliset, arseenissa metallin ominaisuudet, vismutissa - päinvastoin kuin ei-metallin ominaisuudet - ilmenevät heikosti.

Kemialliset ominaisuudet

Se muodostaa metallien välisiä yhdisteitä monien metallien  - antimonidien kanssa . Perusvalenssitilat yhdisteissä: III ja V.

Hapettavat väkevät hapot ovat aktiivisesti vuorovaikutuksessa antimonin kanssa.

• rikkihappo muuttaa antimonin antimoni(III)sulfaatiksi vapauttamalla rikkidioksidia:

• typpihappo muuttaa antimonin antimonihapoksi (ehdollinen kaava ):

Antimoni liukenee aqua regiaan :

Antimoni reagoi helposti halogeenien kanssa:

• jodilla inertissä ilmakehässä kevyesti lämmittäen:

• reagoi kloorin kanssa eri tavoin lämpötilasta riippuen:

Haetaan

Pääasiallinen menetelmä antimonin saamiseksi on sulfidimalmien pasuttaminen, jota seuraa oksidin pelkistys hiilellä [16] :

Sovellus

Antimonia käytetään yhä enemmän puolijohdeteollisuudessa diodien, infrapunailmaisimien ja Hall -efektilaitteiden valmistuksessa . Se on lyijyseosten komponentti, mikä lisää niiden kovuutta ja mekaanista lujuutta. Laajuus sisältää:

• paristot;
• kitkaa seokset;
• painatus seokset;
• pienaseet ja merkkiluodit;
• kaapelin vaipat;
• Ottelut;
• lääkkeet, alkueläinten vastaiset lääkkeet;
• juottaminen - jotkut lyijyttömät juotteet sisältävät 5% Sb:tä;
• käyttää linotyyppipainokoneissa.

Yhdessä tinan ja kuparin kanssa antimoni muodostaa metalliseoksen - babbitin , jolla on kitkaa estäviä ominaisuuksia ja jota käytetään liukulaakereissa. Sb:tä lisätään myös ohutvaluihin tarkoitettuihin metalleihin.

Antimoniyhdisteitä oksidien, sulfidien, natriumantimonaatin ja antimonitrikloridin muodossa käytetään tulenkestävien yhdisteiden, keraamisten emalien, lasin, maalien ja keraamisten tuotteiden valmistuksessa. Antimonitrioksidi on tärkein antimoniyhdisteistä ja sitä käytetään pääasiassa palonestokoostumuksissa. Antimonisulfidi on yksi tulitikkujen päiden ainesosista.

Antimonin luonnollista sulfidia, stibniittiä, käytettiin Raamatun aikoina lääketieteessä ja kosmetiikassa. Stibniittiä käytetään edelleen joissakin kehitysmaissa lääkkeenä.

Leishmaniaasin hoidossa käytetään antimoniyhdisteitä, kuten meglumiiniantimoniaattia (glukantiimi) ja natriumstiboglukonaattia (pentostaami) .

Elektroniikka

Sisältyy joihinkin juotteisiin . Sitä voidaan käyttää myös puolijohteiden lisäaineena (elektronin luovuttaja piille ja germaniumille).

Lämpösähköiset materiaalit

Antimonitelluridia käytetään vismuttitelluridin kanssa valmistettujen lämpösähköisten metalliseosten (termo-EMF 150-220 μV/K) komponenttina.

Biologinen rooli ja vaikutukset kehoon

Antimoni on myrkyllistä . Viittaa hivenaineisiin . Sen pitoisuus ihmiskehossa on 10-6  painoprosenttia. Jatkuvasti läsnä elävissä organismeissa, fysiologista ja biokemiallista roolia ei ole täysin selvitetty . Antimonilla on ärsyttävä ja kumulatiivinen vaikutus. Se kerääntyy kilpirauhaseen , estää sen toimintaa ja aiheuttaa endeemistä struumaa . Ruoansulatuskanavaan joutuessaan antimoniyhdisteet eivät kuitenkaan aiheuta myrkytystä, koska Sb (III) -suolat hydrolysoituvat siellä muodostaen huonosti liukenevia tuotteita. Samaan aikaan antimoni (III) -yhdisteet ovat myrkyllisempiä kuin antimoni (V). Sb:n pöly ja höyryt aiheuttavat nenäverenvuotoa, antimonin " valukuumetta ", pneumoskleroosia , vaikuttavat ihoon ja häiritsevät seksuaalisia toimintoja. Veden makuaistin kynnys on 0,5 mg/l. Tappava annos aikuiselle on 100 mg, lapsille - 49 mg. Antimoniaerosoleilla MPC työalueen ilmassa on 0,5 mg/m³, ilmakehän ilmassa 0,01 mg/m³. MPC maaperässä 4,5 mg/kg. Juomavedessä antimoni kuuluu 2. vaaraluokkaan , sen MPC on 0,005 mg/l [17] , joka on määritetty terveystoksikologisen haitallisuutta rajoittavan merkin mukaan . Luonnonvesissä pitoisuusstandardi on 0,05 mg/l. Teollisuuden jätevesissä, jotka johdetaan käsittelylaitoksiin biosuodattimilla, antimonipitoisuus ei saa ylittää 0,2 mg/l [18] .

Muistiinpanot

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. Alkuaineiden atomipainot 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85 , no. 5 . - s. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
2. ↑ Antimoni : elektronegatiivisuudet  . WebElements. Haettu: 15. heinäkuuta 2010.
3. ↑ 1 2 Toimitus: Zefirov N. S. (päätoimittaja). Chemical Encyclopedia: 5 osana - Moskova: Soviet Encyclopedia, 1995. - T. 4. - S. 475. - 639 s. - 20 000 kappaletta.  - ISBN 5-85270-039-8.
4. ↑ WebElements Elementtien jaksollinen järjestelmä | antimoni | kristallirakenteet
5. ↑ Vasmer M. Venäjän kielen etymologinen sanakirja . — Edistystä. - M. , 1964-1973. - T. 3. - S. 809.
6. ↑ Walde A., Hofmann JB Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Heidelberg: Carl Winter's Universitätsbuchhandlung, 1938. - S. 591.
7. ↑ Lavoisier, Antoine. Traité Élémentaire de Chimie, présenté dans un ordre nouveau, et d'après des découvertes modernes  (ranska) . - Paris: Cuchet, Libraire, 1789. - S. 192.
8. ↑ JP Riley ja Skirrow G. Chemical Oceanography V.I, 1965
9. ↑ Antimonitalletus
10. ↑ Luokka: Antimoniesiintymät - wiki.web.ru
11. ↑ 1 2 Roskill Consulting Groupin tutkimus antimonimarkkinoista (linkki ei saatavilla) . Haettu 9. huhtikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 18. lokakuuta 2012. (määrätön) 
12. ↑ GeoProMining: Sarylakh-Surma, Zvezda (linkki ei saatavilla) . Haettu 9. huhtikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 1. toukokuuta 2012. (määrätön) 
13. ↑ Antimonin käyttö, tuotanto ja hinnat pohjamaali (linkki ei saatavilla) . Haettu 9. huhtikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 25. lokakuuta 2012. (määrätön) 
14. ↑ Glinka N. L. "Yleinen kemia", - L. Chemistry, 1983
15. ↑ Antimoni // Nuoren kemistin tietosanakirja . 2. painos / Comp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M .: Pedagogiikka , 1990. - S. 235 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
16. ↑ Epäorgaaninen kemia: 3 osassa. / toim. Yu. D. Tretyakova. Vol. 2: Intransitiivisten elementtien kemia: oppikirja opiskelijoille. korkeakoulujen prof. koulutus / A. A. Drozdov, V. P. Zlomanov, G. N. Mazo, F. M. Spiridonov - 2. painos, tarkistettu. - M .: Publishing Center "Academy", 2011. - 368 s.
17. ↑ GN 2.1.5.1315-03 juoma- ja kotitalousveden vesistöjen vedessä olevien kemikaalien MPC
18. ↑ Alekseev A.I. et al. "Vesijärjestelmien laadun kriteerit", - Pietari. KHIMIZDAT, 2002

Linkit

• Antimoni Webelementsissä
• Antimoni suositussa kemiallisten elementtien kirjastossa
• Sennajoki (Suomi) - ainutlaatuinen alkuperäisen antimoniesiintymä

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Suuri katalaani Hienoa norjalaista Iso venäläinen Brockhaus ja Efron Brockhaus ja Efron Pieni Brockhaus ja Efron Britannica (11.) Britannica (verkossa) Pauly Wissowa Treccani Universalis
Bibliografisissa luetteloissa BNF : 120163060 GND : 4002299-7 J9U : 987007295566205171 LCCN : sh85005702 NDL : 00560276 NKC : ph579360