Антимон

Антимон — хемиски елемент со ознака Sb (од |stibium) и атомски број 51. Сјаен сив металоид, во природата се наоѓа претежно во сулфидниот минерал стибнит (Sb<sub>2</sub>S<sub>3</sub>). Соединенијата на антимонот се познати од антиката и се користеле во прашест облик во медицината и козметиката, често познат под арапското име кол. Во употреба бил и металниот антимон, но погрешно го препознале како олово по неговото откривање. Најраниот опис на металот е оној на Ваночо Бирунгучо од 1540 година.
Одреден период најголем произведувач на антимон и неговите соединенија е Кина, пришто најголемото производство е од рудникот Ксихуаншен во Хунан. Индустриските методи за рафинирање на антимонот се печење и редукција со јаглен или директна редукција на стибнитот со железо.
Најголемата примена на металниот антимон е легурата со олово и калај и оловно-антимонските плочи во акумулаторите. Легурите на олово и калај ги подобриле својствата на лемилата, куршумите и лизгачките лагери. Соединенијата на антимонот се главна состојка во хлорните и бромските придушувачи на оган кои имаат секојдневна употреба како стопански и домашни производи. Нова примена на антимонот е во микроелектрониката.
1 Особености
1.1 Својства
Антимонитот е член на групата 15 од периодниот систем, еден од елементите наречени pnictogens, и има електронегативност од 2,05. Во согласност со периодичните закони, тој е повеќе електронегативен од калајот или бизмутот, а помалку електронегативен од телурот или арсенот. Антимонот е стабилен на воздух на собна температура, но реагира со кислород ако се загрева за да произведе антимон триоксид, Sb2O3.
Антимонот е сребрена, блескава сива металоида со тврдина од 3 степени на Mohs, која е премногу мека за да направи тврди предмети; монети на антимон биле издадени во кинеската провинција Гуичжоу во 1931 година, но издржливоста била слаба и ковањето наскоро било прекинато. Антимонот е отпорен на напад со киселини.
Познати се четири алотропи на антимонот: стабилна метална форма и три метастабилни форми (експлозивни, црни и жолти). Елементарниот антимон е кршлив, сребрено-бел сјаен металоид. Кога полека се лади, стопениот антимон кристализира во триаголна клетка, изоморфна со сивата алотропија на арсен. Ретка експлозивна форма на антимон може да се формира од електролизата на антимон трихлорид. Кога се изгребани со остра реализација, се случува екзотермична реакција и бели испарувања се даваат како метални антимон форми; кога се нанесуваат со толчник во малтер, се јавува силна детонација. Црниот антимон е формиран по брзото ладење на пареата на антимон. Ја има истата кристална структура како црвен фосфор и црн арсен, оксидира во воздух и може спонтано да запали. На 100 °C постепено се преобразува во стабилна форма. Жолтата анотропија на антимон е најнестабилна. Тој е генериран само со оксидација на стибинот (SbH3) на -90 °C. Над оваа температура и во амбиентална светлина, оваа метастабилна алотропија се претвора во постабилна црна алопропа.
Елементарниот антимон усвојува слоевит структура (просторна група R3m бр. 166) во која слоевите се состојат од споени, изнемоштени, шестчлени прстени. Најблиските и следните најблиски соседи формираат неправилен октаедричен комплекс, со три атоми во секој двоен слој малку поблизок од трите атоми во следниот. Ова релативно блиско пакување води до висока густина од 6.697 g / cm3, но слабото поврзување помеѓу слоевите доведува до ниска цврстина и кршливост на антимон.
2 Изотопи
Антимонијата има два стабилни изотопи: 121Sb со природна изобилство од 57,36% и 123Sb со природно изобилство од 42,64%. Исто така, има 35 радиоизотопи, од кои најдолготрајно е 125Ѕb со полуживот од 2,75 години. Покрај тоа, 29 метастабилни состојби се одликуваат. Најстабилен од овие е 120m1Sb со полуживот од 5,76 дена. Изотопите кои се полесни од стабилната 123Sb имаат тенденција да се распаѓаат со β + распаѓање, а оние кои се потешки имаат тенденција да се распаѓаат со β-распаѓање, со неколку исклучоци.
3 Појава
Изобилството на антимон во Земјината кора е проценето на 0,2 до 0,5 делови на милион, споредено со талиумот на 0,5 делови на милион и сребро на 0,07 ppm. Иако овој елемент не е изобилен, тој се наоѓа во повеќе од 100 минерални видови. Антимонијата понекогаш е пронајдена природно (на пример, на врвот на антимон), но почесто се наоѓа во сулфидниот стибнат (Sb2S3) кој е доминантен минерал на руда.
4 Соединенија
Антимоничните соединенија често се класифицираат според нивната оксидациска состојба: Sb (III) и Sb (V). Оксидациската состојба +5 е постабилна.
4.1 Оксиди и хидроксиди
Антимон триоксид се формира кога антимон е изгорен во воздух. Во гасовита фаза, молекулата на соединението е Sb4O6, но се концентрира на кондензација. [5] Антимон пентоксид (Sb4O10) може да се формира само со оксидација со концентрирана азотна киселина . Антимонитот, исто така, формира мешан валентни оксиди, антимон тетроксид (Sb2О4), во која има обете Sb (III) и Sb (V). За разлика од оксидите од фосфор и арсен, овие оксиди се амфотерни, не формираат добро дефинирани оксоокиди и реагираат со киселини за да формираат соли на сунѓер.Антимона киселина Sb (OH)3 е непозната, но конјугираната база натриум антимонит ([Na3SbO3. 4) форми по спојување на натриум оксид и Сб4O6. 763 Антимонитите од преоден метал се исто така познати. 122 Антимоновата киселина постои само како хидратот HSb (OH)6, формирајќи соли како антимонатен анјон Sb (OH) -6. Кога растворот што го содржи овој анјон е дехидриран, талогот содржи мешани оксиди. [15]: 143Многу антимонни руди се сулфиди, вклучувајќи ги и stibnite (Sb2S3), пираргарит (Ag3SbS3), зинкенит, јамесонит и боланжерит. 757 Антимонит пентасулфид е нестехиометриски и има антимон во состојбата на оксидација +3 и S-S врски. [16] Познати се неколку тиоантимониди, како што се [Sb6S 2-и8S 2-.
4.1.1 Халиди
Антимонот создава две низи на халиди: и . Трихалидите , , , и се молекуларни соединенија со триаголна пирамидална молаекуларна геометрија.
Трифлуоридите се добива со реакција на со HF:: + 6 HF → 2 + 3
Станува збор за Луисова киселинакоја активно ги прифаќа флуорните јони за да се создаде сложен анјон и . Стопениот е слаб електричен спроводник. Трихлоридот се добива со растворање на во хлороводородна киселина:
: + 6 HCl → 2 + 3
Пентахалидите и имаат триаголна пирамидална молаекуларна геометрија во гасната фаза,но во течната фаза, е полимерен, додека пак е мономерен. е силна Луисова киселина која се користи за да се направи суперкиселината флуороантимонска киселина ("H<sub>2</sub>SbF<sub>7</sub>").
Оксалидите се почести за антимонот отколку за арсенот и фосфорот. Антимон триоксидот се раствора во концентрирана киселина за да се добијат оксоантимонилни соединенија како што се SbOCl и .
4.2 Антимониди, хидриди и органомонимони соединенија
Соединенијата во оваа класа обично се опишуваат како деривати на Sb3-. Антимонот формира антимониди со метали, како индиум антимонид (InSb) и сребро антимонид (Ag 3Sb). [5]: 760 Анталините на алкалниот метал и цинк, како што се Na3Sb и Zn3Sb2, се пореактивни. Лекувањето на овие антимониди со киселина произведува високо нестабилен габитен стибин, SbH 3: [18] Sb3- + 3 H + → SbH 3 Stibine, исто така, може да се произведе со третирање на Sb3 + соли со хидридски реагенси како натриум борохидрид. Stibine се разложува спонтано на собна температура. Бидејќи стибинот има позитивна топлина на формирање, тој е термодинамички нестабилен и затоа антимон не реагира директно со водородот. [12] Органомонимонските соединенија обично се подготвуваат со алкилација на хлориди на антимон со реагенси на Григнар. [19] Голем број различни соединенија се познати со двата центри Sb (III) и Sb (V), вклучувајќи и мешани хлоро-органски деривати, анјони и катјони. Примери вклучуваат Sb (C6H5) 3 (трифенилстибин), Sb2 (C6H5) 4 (со врска Sb-Sb) и цикличен [Sb (C6H5)] n. Пентакоординирани органоамнимони соединенија се чести, примери се Sb (C6H5) 5 и неколку поврзани халиди.
5 Историја
Антимон(III)сулфид, Sb<sub>2</sub>S<sub>3</sub>, беше призната во прединастички Египет како око козметика (kohl) уште од самиот почеток 3100 п.н.е., кога козметичка палета бил измислен.
На артефактот, кој се вели дека е дел од вазна, направен од антимон датира од околу 3000 година п.н.е.Telloh, Халдеја (дел од денешен Ирак),и бакар објект обложен со антимон датира помеѓу 2500 година п.н.е. и 2200 п.н.е. е пронајден во Египет. Austen, at a lecture by Herbert Gladstone in 1892 коментира дека "денес знаеме само за антимон како високо кршлив и кристален метал, кој тешко може да се обликува во корисна вазна, и затоа овој извонреден" пронајдок "(артефакт споменат погоре) мора да претставува изгубена уметност на рендерирање антимон податлив."
Муреј не бил убеден дека артефактот е навистина вазна, споменувајќи го Селимханов, по неговата анализа на објектот Тело(објавен во 1975 година),"се обиделе да го поврзат металот со природата на природата" антикамка и дека "антимон објектите од Закавказот се мали лични орнаменти." Ова ги ослабува доказите за изгубената уметност "за давање на антимон корен."
Римски научник Плиниј Старец опиша неколку начини за подготовка на антимон сулфид за медицински цели во неговиот трактат '' Природна историја ''. Плиниј Постариот, исто така, направи разлика меѓу "машките" и "женските" форми на антимон; машкиот облик е веројатно сулфидот, додека женската форма, која е супериорна, потешка и помалку кршлива, се смета дека е мајчин метална антимон.
Грчкиот природонаучник Педаниј Диоскорид спомна дека сулфидот на сулфид може да се пече со греење со струја од воздух. Се смета дека ова произведува метална антимон.
Првиот опис на постапката за изолирање на антимон е во книгата „За пиротехниката“ од Ваночо Брингучо, предводена од познатата 1556 книга од Георгиј Агрикола, ''De re metallica''. Во овој контекст, Агрикола честопати погрешно се припишува на откривањето на металниот антимон. Во Германија во 1604 година беше објавена книгата "Циркус триумфалис антимонија" (Триумфална кочија на антимон), која ја опишува подготовката на металната антимон, напишана од монах бенедиктински, пишувајќи под името Василиј Валентин во 15 век; ако е автентичен, што не е, тоа би го претставиле Бирингјучио. Веќе во 1710 година Вилхелм Готлоб Фрајхер фон Лајбниц, по внимателно истражување, заклучи дека делото е лажно, нема монах име Басилиус Валентин, а авторот на книгата беше неговиот наводен уредник, Јохан Толде (c. 1565 - c. 1624). Професионалните историчари сега се согласуваат дека "Круто Триумфалис ..." е напишано по средината на 16 век, а Thölde веројатно е негов автор.
Металната антимон беше познат на германскиот хемичар Андреас Лививија во 1615 година, кој го добил со додавање на железо во стопена мешавина на антимон сулфид, сол и калиум тартрат. Оваа постапка произведува антимон со кристална или ѕвезда површина.
Со доаѓањето на предизвиците на теоријата на флогистон, беше прифатено дека антимон е елемент кој ги формира сулфидите, оксидите и другите соединенија, како и другите метали.
Првото откритие на чистата антимонска природа во Земјината кора беше опишано од шведски научник и инженер на локалната рудничка област Антон фон Шваб во 1783 година; тип-примерок беше собрана од Сала Сребреница во рударската област Bergslagen на Сала, Вестманланд , Шведска.
5.1 Потекло на поимот
Средновековната латинска форма, од која модерните јазици и доцниот византиски грчки ги земаат нивните имиња за антимон, е '' антимониум ''. Потеклото на ова е неизвесно; сите предлози имаат некои потешкотии од формата или толкувањето. Популарната етимологија, од анти-монахос или француски "antimoine", сè уште има приврзаници; ова би значело "монах-убиец", и многу од раните алхемичарски се објаснуваат како монаси, а антимон е отровен.
Раните употреби на '' антимониум '' вклучуваат преводи, во 1050-1100, од Константин африкански арапски медицински третирања. Неколку авторитети веруваат дека "антимониум" е корумпирана корупција на некоја арапска форма; Мејерхоф го потекнува од "ithmid"; други можности вклучуваат '' атимарот '', арапското име на металоидот и хипотетички '' ас стигми '', произлезени од или паралелно со грчкиот.
Стандардниот хемиски симбол за антимон (Sb) — заслужен за Јенс Какоб Берцелиус, кој ја добива кратенката од '' stibium ''.
Старите зборови за антимон најчесто имаат, како нивно главно значење, кол, сулфид на антимон.
Египќаните ја нарекоа антимон "mśdmt"; in hieroglyphs, самогласките не се сигурни, но коптската форма на зборот е ⲥⲧⲏⲙ (stēm). Грчкиот збор, στίμμι '' stimmi '', веројатно е заем збор од арапски или од египетски '' stm ''O34:D46-G17-F21:D4и се користи од Attic tragic poet од V век п.н.е. Подоцна Грците, исто така, користеле στἰβι '' стиби '', исто како и Celsus и Pliny, пишувајќи на латински, во првиот век од н.е. Плини, исто така, ги дава имињата '' stimi '' , '' larbaris '', alabaster и "многу честиот" '' platyophthalmos '', "wide eye" (од ефектот на козметиката). Подоцна латинските автори го адаптираат зборот на латински како "стибиум". Арапскиот збор за супстанцијата, што е спротивно на козметиката, може да се појави како إثمد '' ithmid, athmoud, othmod '', или '' uthmod ''. Littré сугерира дека првата форма, која е најрана, произлегува од "стимида", акузативна за "стимулира". , и деклинацијата варира; Endlich, стр. 28; Celsus, 6 јуни 6 ff; Плиниј "Природна историја" 33.33; Луис и Краток: '' Латински речник ''. '' OED '', s. "антимон".
6 Производство
6.1 Најголеми производители и обем на производство
British Geological Survey (BGS) објави дека во 2005 година Кина беше врвен производител на антимон со околу 84% од светскиот удел, следеше на далечина од Јужна Африка, Боливија и Таџикистан. Rудникот Сикуангшан во покраината Хунан има најголеми депозити во Кина со проценета депозит од 2,1 милион метрички тони. | назив = Самариум-неодиумска изотопна систематика на хидротермални калцити од депозитот на Xikuangshan антимон (Хунан, Кина): потенцијалот на калцит како геохронометар.
Во 2016 година, според САД геолошко истражување, Кина изнесува 76,9% од вкупното производство на антимон, следено на второ место од Русија со 6,9% и Таџикистан со 6.2%.
+Производство на антимон во 2016 г.<ref, Земја, Тони, Удел (%)
100,000, 76.9
9,000, 6.9
8,000, 6.2
4,000, 3.1
3,500, 2.7
''Top 5'', 124,500, 95.8
Total world, 130,000, 100.0
Кинеското производство на антимон се очекува да се намали во иднина, бидејќи рудниците и топилниците се затворени од страна на владата, како дел од контролата на загадувањето. Особено поради новиот закон за заштита на животната средина кој стапи на сила на јануари 2015 година. и ревидирани "Стандарди за емисија на загадувачки супстанции за Станум, Антимон и Меркур" кои стапиле на сила, пречките за економско производство се поголеми. Според Националното биро за статистика во Кина, до септември 2015 година 50% од капацитетот за производство на антимон во провинцијата Хунан (провинцијата со најголеми резерви на антимон во Кина) не биле употребени.
Пријавената продукција на антимон во Кина опадна и веројатно нема да се зголеми во наредните години, според извештајот на Роскил. Нема значајни депозити на антимон во Кина развиени околу десет години, а останатите економски резерви брзо се намалуваат. /RoskillCRT.pdf|title = Студија на антимон пазарот од Roskill Consulting Group | пристап-date = 9 април 2012 | архив-url = https: //web.archive.org/web/20121018034957/http: //www.ancoa .com.au / RoskillCRT.pdf | archive-date = 18 октомври 2012 | url-status=dead | df = dmy-all
Најголемите светски производители на антимон, според Роскил, се наведени подолу:
+Largest antimony producers in 2010. пазари за огнени отпадоци вклучуваат детска облека, играчки, авиони и автомобилски седишта. Тие исто така се додаваат во полиестерска смола во фиберглас композити за такви предмети како што се покрива моторот на лесни авиони. Смолата ќе изгори во присуство на надворешно генериран пламен, но ќе изгасне кога надворешниот пламен ќе биде отстранет.
6.6 Легури
Антимонот претставува многу корисна легура со олово, зголемувајќи ја својата цврстина и механичка сила. За повеќето апликации кои вклучуваат олово, различни легури на антимон се користат како метал за легирање. Во оловни кисели батерии, ова додавање ја подобрува цврстината на плочката и полнечките одлики. google.com/?id=1HSsx9fPAKkC&pg=PA60|title=Battery Technology Handbook | first = Heinz Albert | last = Kiehne | publisher= CRC Press | date = 2003 | pages = 60–61 | isbn = 978-0-8247-4249 -2 Се користи во антифрикциони легури (како што е Babbitt метал), {ref> во bullet и lead shot, електричен кабел плашт, тип метал (на пример, за linotype машини за печатење < книга | url = https: //books.google.com/? id = IYZezyEvZ78C & pg = PA399 | насловна неорганска хемија - учебник за колеџи и училишта | first= EJ | last= Holmyard | date = 2008 | isbn = 978- 1-4437-2253-7 | page = 399-400 | work="Прочитајте книги"), solder (некои "без олово" придружни содржат 5% Sb), во калај, и во легури за стврднување со ниска калај содржина при изработка на цевка на органите.
6.7 Други апликации
Една апликација е како стабилизатор и катализатор за производство на полиетилен терефталат. Друга е како средство за отстранување на микроскопските меурчиња во стаклото, најчесто за телевизиски екрани; антимон јони комуницираат со кислород, потиснувајќи ја тенденцијата на вториот да формира меурчиња. Третиот апликација е пигменти
Антимонот сè повеќе се користи во полупроводници како допант во n-тип на силициумски вафли за диоди s , инфраред детектори и Hall-effect уреди. Во 50-тите години, емитери и колектори на npn легура транзистор беа допирани со мали мониста од легура на антимон. google.com/?id=_7fOlKRDcCkC&pg=PA101|page=101|title=избраните дела на професорот Херберт Кромер | last= Мати | first= Ц. К. |editor = World Scientific, 2008 | isbn = 978-981-270-901-1 | date = 2008 Indium antimonide се користи како материјал за средно [[инфрацрвен детектор] ] s.<ref> <{ref>
Биологијата и медицината имаат малку употреба на антимон. Третмани кои содржат антимон, познати како antimonial s, се користат како emetic s. Антимонските соединенија се користат како antiprotozoan лекови. Калиум антимонил тартрат, или тартар еметик, некогаш беше користена како анти-schistosomal лек од 1919 година. Подоцна беше заменет со praziquantel.
Антимон се употребува во куршуми, трагачи на куршуми, боја, стакло уметност, и како нечистотија во емајл.
Антимони-124 се користи заедно со берилиум во неутронски извор s; gamma ray е емитирана од антимон-124 иницира photodisintegration на берилиум. Емитираните неутрони имаат просечна енергија од 24 keV. Природниот антимон се користи во стартување на неутронски извори.
7 Мерки на претпазливост
Ефектите на антимон и неговите соединенија врз здравјето на луѓето и животната средина се разликуваат многу. Елементарниот метален антимон не влијае на здравјето на луѓето и на животната средина. Вдишување на антимон триоксид (и слични слабо растворливи Sb (III) честички од прав како што е антимонска прашина) се смета за штетен и се смета дека предизвикува рак. Сепак, овие ефекти се забележани само кај женските стаорци и по долготрајна изложеност на високи концентрации на прашина. Ефектите се претпоставуваат дека се припишуваат на вдишување на слабо растворливи СБ честички што доведува до оштетување на белодробниот клиренс, преоптоварување на белите дробови, воспаление и конечно формирање на тумор, а не на изложување на јони на антимон (OECD, 2008). Антимонските хлориди се корозивни на кожата. Ефектите на антимон не се споредливи со оние на арсен; ова може да биде предизвикано од значителни разлики при земање, метаболизам и екскреција помеѓу арсен и антимон.
За орална апсорпција, ICRP (1994) препорача вредности од 10% за титарски еметици и 1% за сите други соединенија на антимон. Процентуалната дермална апсорпција на метали е најмногу 1% (ХЕРАГ, 2007). Инхалационата апсорпција на антимон триоксид и други слабо растворливи супстанции Sb (III) (како што е антимонска прашина) се проценува на 6,8% (ОЕЦД, 2008), додека вредноста на <1% е изведена за Sb (V) супстанции. Антимонијата (V) не е квантитативно намалена на антимон (III) во клетката, и двата вида постојат истовремено.
Антимонитот главно се излачува од човечкото тело преку урина. Антимонијата и неговите соединенија не предизвикуваат акутни ефекти врз здравјето на луѓето, со исклучок на антимон калиум тартрат ("татарски еметик"), пророк кој намерно се користи за лекување на [(лешманиоза)] пациенти.
Продолжениот контакт со кожата со антимонска прашина може да предизвика дерматитис. Сепак, на ниво на Европската унија беше договорено дека забележаните кожни сипаници не се специфични за супстанцијата, но најверојатно се должат на физичко блокирање на каналите за пот (ECHA / PR / 09/09, Helsinki, 6 јули 2009). Прашок од антимон може исто така да биде експлозивен кога се дисперзира во воздухот; кога во голем дел солидна не е запалива.
Антимонот е неспојлив со силни киселини, халогенирани киселини и оксидирачи; кога е изложен на новоформираниот водород може да формира стибин (SbH <sub> 3 </ sub>).
8-часовен временски пондериран просек (TWA) — поставен на 0,5 mg / m <sup> 3 </ sup> од страна на Американската конференција на владините индустриски хигиеничари и од страна на администрација за безбедност и здравје при работа (OSHA) како законски дозволена граница на изложеност (PEL) на работното место. Национален институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH) утврди препорачана граница на изложеност (REL) од 0,5 mg / m <sup> 3 </ sup> како 8-часовна TWA. < ref name = ": 0" /> Антимонските соединенија се користат како катализатори за производство на полиетилен терефталат (ПЕТ). Некои истражувања известуваат за минорно исфрлање на антимон од ПЕТ шишиња во течности, но нивоата се под насоките за вода за пиење. Концентрациите на антимон во концентрат на овошен сок беа нешто повисоки (до 44,7 мг / л антимон), но соковите не спаѓаат под прописите за вода за пиење. Упатствата за вода за пиење се:
* Светска здравствена организација: 20 μg / L
* Јапонија: 15 μg / L * Агенција за заштита на животната средина во Соединетите Американски Држави, здравство Канада и Министерството за животна средина на Онтарио: 6 мг / L
* ЕУ и германското федерално министерство за животна средина: 5 μg / L <ref name = shotyk>