ANTIMON: HISTORIA, STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGAR OCH RISKER - KEMI - 2026

Den Antimon är en metalloid glänsande, silver, och med lite blåaktig färgton. Dess fasta karaktär kännetecknas också av att den är väldigt spröd och fläckig i strukturen. Det tillhör gruppen 15 i det periodiska systemet, med ledning av kväve. Efter vismut (och moscovium) är det gruppens tyngsta del.

Den representeras av den kemiska symbolen Sb. I naturen finns den huvudsakligen i stibit- och ullmannitmalm, vars kemiska formler är Sb ₂ S ₃ respektive NiSbS. Dess höga tendens att bilda sulfider istället för oxider beror på att det är kemiskt mjukt.

Kristallint antimon. Källa: Bästa Sci-Fatcs

Å andra sidan är antimon också fysiskt mjukt, vilket ger en hårdhet på 3 på Mohs-skalan. Det är stabilt vid rumstemperatur och reagerar inte med syre i luften. Men när den värms upp i närvaro av syre bildar den antimontrioxid, Sb ₂ O ₃ .

På samma sätt är den resistent mot verkan av svaga syror; men när det är varmt attackeras det av salpetersyra och saltsyror.

Antimon har många tillämpningar, bland dem används det i legeringar med bly och tenn, vid tillverkning av fordonsbatterier, lågfriktionsmaterial etc.

Denna metalloid har den sällsynta egenskapen att öka i volym när den stelnar, vilket gör att dess legeringar helt kan uppta det utrymme som används för att forma instrumentet som ska tillverkas.

Historien om dess upptäckt

före Kristus

Det finns bevis för att antimon sulfid sedan 3100 f.Kr. användes som ett kosmetiskt medel i Egypten. I Mesopotamia, nuvarande Irak, finns rester av en vas och en annan artefakt som antagligen är mellan 3000 och 2200 f.Kr., där antimon användes vid dess tillverkning.

Introduktion av termen

Den romerska forskaren Plinius den äldre (23-79 e.Kr.) beskrev användningen av antimon, som han kallade stibius, vid utarbetandet av sju läkemedel i sin Naturuppgiftsavhandling. Alchemisten Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815) krediteras för att införa termen antimon för att namnge elementet.

Han använde följande etymologi: 'anti' som en synonym för negation och 'mono' endast. Då ville han betona att antimon inte bara finns i naturen. Det är redan känt att det är en del av sulfidmineraler, liksom många andra element.

Erhållande

Den grekiska naturisten Pedanius Diascorides tros ha erhållit rent antimon genom att värma antimon sulfid i en luftström. Den italienska metallurgen Vannocio Biringucio gör i boken De la Pirotecnia (1540) en beskrivning av en metod för att isolera antimon.

Den tyska kemisten Andreas Libavius ​​(1615), genom att använda en smält blandning av järn, antimonsulfid, salt och kaliumtartrat, uppnådde produktionen av ett kristallint antimon.

Den första detaljerade rapporten om antimon gjordes 1707 av den franska kemisten Nicolas Lemery (1645-1715), i sin bok Treatise on Antimon.

Antimonstruktur

Skrynkliga lager som utgör kristallstrukturen av metalliskt eller silverantimon. Källa: Materialvetenskap

Den övre bilden visar den skrynkliga skiktade strukturen antagen av arsenatomer. Men gråaktigt antimon, bättre känt som metalliskt antimon, antar också denna struktur. Det sägs vara "skrynkligt" eftersom det finns Sb-atomer som rör sig upp och ner i planet som består av skalet.

Dessa lager, även om de är ansvariga för fotonerna som interagerar med den, lyser silviga glans och får antimon att passera som metall, är sanningen att krafterna som förenar dem är svaga; följaktligen kan de uppenbara metallfragmenten av Sb lätt malas och spröda eller flagniga.

Dessutom är Sb-atomerna i de skrynkliga skikten inte tillräckligt nära för att gruppera sina atomborrningar och därmed skapa ett band som tillåter elektrisk ledning.

Ser man en gråaktig sfär individuellt kan man se att den har tre Sb-Sb-bindningar. Från ett högre plan kunde Sb ses i mitten av en triangel, med tre Sb belägna vid dess toppar. Triangeln är dock inte platt och har två nivåer eller golv.

Den laterala reproduktionen av sådana trianglar och deras bindningar upprättar skrynkliga lager, som står i linje för att bilda rhombohedrala kristaller.

allotropy

Strukturen som just beskrivits motsvarar gråaktigt antimon, den mest stabila av dess fyra allotroper. De andra tre allotroperna (svart, gul och explosiv) är metastabla; de kan existera under mycket hårda förhållanden.

Det finns inte mycket information om deras strukturer. Det är emellertid känt att svart antimon är amorft, så dess struktur är rörigt och komplicerat.

Gult antimon är stabilt under -90 ° C, uppträder som ett icke-metalliskt element, och det kan antas att det består av små agglomerat av typ Sb ₄ (liknande de för fosfor); vid uppvärmning förvandlas den till den svarta allotropen.

Och med avseende på explosiv antimon består den av en gelatinös avsättning bildad på katoden under elektrolysen av en vattenhaltig lösning av en antimonhalogenid.

Vid den minsta starka friktion eller påverkan släpper det mjuka fasta ämnet så mycket värme att det exploderar och stabiliseras när dess atomer omgrupperas i den rombomedrala kristallstrukturen i gråaktig antimon.

Egenskaper

Atomvikt

121.76 g / mol.

Atomnummer

51.

Elektronisk konfiguration

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³ .

Oxidationstillstånd

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

Fysisk beskrivning

Luströs silvrig fast, spröd, med en skalig yta, med en blåaktig nyans. Det kan också visas som ett svart pulver.

Smältpunkt

630,63 ° C

Kokpunkt

1 635 ° C

Densitet

-6,697 g / cm ³ vid rumstemperatur.

-6,53 g / cm ³ i flytande tillstånd, temperatur lika med eller högre än smältpunkten.

Smältvärme

19,79 kJ / mol.

Förångningsvärme

193,43 kJ / mol.

Molär kalorikapacitet

25,23 J / mol.K

Elektronnegativitet

2,05 (Pauling-skala).

Atomradio

140 pm.

Hårdhet

Det är ett mjukt element med en hårdhet på 3 på Mohs-skalan och kan repas med glas.

Stabilitet

Det är stabilt vid rumstemperatur och upplever inte oxidation. Det är också motståndskraftigt mot angrepp från syror.

isotoper

Den har två stabila isotoper: ¹²¹ Sb och ¹²³ Sb. Dessutom finns det 35 radioaktiva isotoper. Den radioaktiva isotopen ¹²⁵ Sb har den längsta halveringstiden: 2,75 år. I allmänhet avger radioaktiva isotoper ß ⁺ och ß ^- strålning .

Elektrisk och termisk konduktivitet

Antimon är en dålig ledare av värme och elektricitet.

Kemisk reaktivitet

Det kan inte förskjuta väte från utspädda syror. Bildar joniska komplex med organiska och oorganiska syror. Metalliskt antimon reagerar inte med luft utan omvandlas snabbt till oxid i fuktig luft.

Halogener och sulfider oxiderar lätt antimon om processen sker vid förhöjda temperaturer.

tillämpningar

Alloys

Antimon används i legering med bly för att göra plattor för bilbatterier, förbättra plattans motstånd, såväl som laddningens egenskaper.

Bly-tenn-legeringen har använts för att förbättra egenskaperna hos svetsar, liksom för spårkulor och kassettdetonerare. Det används också i legeringar för att belägga elektriska kablar.

Antimon används i antifriktionslegeringar, vid tillverkning av tenn och härdningslegeringar med lågt tenninnehåll vid tillverkning av organ och andra musikinstrument.

Det har den egenskapen, delad med vatten, att öka i volym när det kondenserar; Därför fyller antimon som finns i legeringarna med bly och tenn, alla utrymmen i formarna, vilket förbättrar definitionen av strukturerna gjorda med nämnda legeringar.

Brandskyddsmedel

Antimontrioxid används för att framställa brandhämmande föreningar, alltid i kombination med halogenerade brandhämmare, bromider och klorider.

Brandskyddsmedel kan reagera med syreatomer och OH-radikaler, vilket hämmar eld. Dessa flamskyddsmedel används i barnkläder, leksaker, flygplan och i bilstolar.

De läggs också till i polyesterhartser och i glasfiberkompositer för föremål som används som skydd för lätta flygmotorer.

Antimonföreningar som används som brandhämmande medel inkluderar: antimonoxiklorid, SbOCl; antimonpentoxid, SBO ₅ ; antimontriklorid, SbCl ₃ ; och antimontrioxid, SbO ₃ .

Elektronikfält

Det används vid tillverkning av halvledare, dioder, mellaninfraröddetektorer och vid tillverkning av transitorer. Antimon med hög renhet, som används i halvledarteknologi, erhålls genom att reducera antimonföreningar med väte.

Medicin och veterinär

Antimonföreningar har använts i medicin sedan forntiden som emetika och antiprotozoer. Kaliumkaliumtartrat (tartaremetikum) användes som en antischistosom under lång tid; används dessutom som en slemlösande, diaphoretisk och emetisk.

Antimonsalter har också använts för konditionering av huden hos idisslare. såsom aniomalin och litiumantimontiomalat.

Meglumin antimoniate är ett läkemedel som används vid behandling av leishmaniasis i externa foci hos husdjur. Även om de terapeutiska fördelarna var begränsade.

Pigment och färger

Antimonföreningar används vid tillverkning av färger och opacifier i emaljer. De används också i vermilion, gula och orange pigment, som är produkter för långsam oxidation av antimonsulfider.

En del av dess organiska salter (tartrater) används i textilindustrin för att binda vissa färgämnen.

Antimon sulfid användes i det forna Egypten som ett kosmetiskt medel för att mörka ögonen.

Andra användningsområden

Vissa antimonsalter används som beläggningsmedel för att ta bort mikroskopiska bubblor som bildas på TV-skärmar. Antimonjoner interagerar med syre och eliminerar dess tendens att bilda bubblor.

Antimon (III) sulfid används i huvuden i vissa säkerhetsmatchningar. Antimon sulfid används också för att stabilisera friktionskoefficienten för material som används i fordonsbromsbelägg.

¹²⁴ Sb- isotop , tillsammans med beryllium, används som en neutronkälla, med ett energigennomsnitt på 24 keV. Vidare används antimon som katalysator vid tillverkning av plast.

risker

Det är ett sprött element, så att ett förorenande damm från miljön kan produceras under dess hantering. Hos arbetare som exponerats för antimonstoft har dermatit, renit, inflammation i övre luftvägarna och konjunktivit observerats.

Pneumokonios, ibland i kombination med obstruktiva lungförändringar, har beskrivits efter långvarig exponering.

Antimontrioxid kan orsaka skador på hjärtfunktionen som kan vara dödlig.

Hos personer som utsätts för detta element har förekomsten av övergående pustulära hudinfektioner observerats.

Kontinuerligt intag av låga doser av denna metall kan orsaka diarré, kräkningar och magsår. Den maximala tolererbara koncentrationen i luft är också 0,5 mg / m ³ .

referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
2. Manny. (11 mars 2009). Gult antimon och explosivt antimon. Återställd från: antimonyproperties.blogspot.com
3. Professor Ernst Cohen och JC Van Den Bosch. (1914). Antimonens allotropi. Förfaranden Royal Acad. Amsterdam. Vol. XVII.
4. Wikipedia. (2019). Antimon. Återställd från: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019). Antimon. Återställd från: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (15 september 2018). Kemi: egenskaper och tillämpning av Sb-Antimon. Återställs från: medium.com