Žuti antimon. Antimon je izuzetno važna industrijska supstanca. Metal ili nemetal
DEFINICIJA
Antimon nalazi se u petom periodu V grupe glavne (A) podskupine Periodnog sistema.
Odnosi se na elemente str-porodice. Polumetal. Oznaka - Sb. Serijski broj je 51. Relativna atomska masa je 121,75 amu.
Elektronska struktura atoma antimona
Atom antimona sastoji se od pozitivno nabijene jezgre (+51), unutar koje se nalazi 51 proton i 71 neutron, a 51 elektron se kreće u pet orbita.
Slika 1. Šematska struktura atoma antimona.
Orbitalna raspodjela elektrona je sljedeća:
51Sb) 2) 8) 18) 18) 5;
1s 2 2s 2 2str 6 3s 2 3str 6 3d 10 4s 2 4str 6 4d 10 5s 2 5str 3 .
Vanjski energetski nivo atoma antimona sadrži 5 elektrona, koji su valentni. Dijagram energije osnovnog stanja ima sljedeći oblik:
Prisustvo tri nesparena elektrona ukazuje na to da antimon ima stanje oksidacije +3. Zbog prisustva upražnjenih orbitala 5 d-podnivo za atom antimona koji je moguće pobuđeno stanje (stanje oksidacije +5):
Valentni elektroni atoma antimona mogu se okarakterizirati skupom od četiri kvantna broja: n (glavni kvant), l (orbitalno), m l (magnetski) i s (okretanje):
|
Podnivo |
||||
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
Antimon je kemijski element (francuski antimoin, engleski antimon, njemački Antimon, latinski Stibium, odakle je simbol Sb, ili Regulus antimonii; atomska težina \u003d 120, ako je O \u003d 16) - sjajni srebrnobijeli metal s grubim kristalnim lomom ili zrnasta, ovisno o brzini očvršćavanja iz rastopljenog stanja. Antimon kristalizira u tupim romboedrima, vrlo blizu kocke, poput bizmuta (vidi), i ima otkucaje. težina 6,71-6,86. Izvorni antimon se javlja u obliku ljuskavih masa, koje obično sadrže srebro, željezo i arsen; beats njegova težina je 6,5-7,0. To je najkrhkiji metal, lako se praši u običnom porculanskom malteru. S. se topi na 629,5 ° [Prema najnovijim definicijama (Heycock i Neville, 1895).] I destilira se pod bijelom vrućinom; čak je utvrđena i njegova gustina pare, koja se na 1640 ° ispostavila nešto većom od one koja je potrebna za usvajanje dva atoma u čestici - Sb 2 [V. Meyer i G. Biltz su 1889. godine pronašli sljedeće za paru gustina C. u odnosu na vrijednosti vazduha: 10.743 na 1572 ° i 9.781 na 1640 °, što ukazuje na sposobnost čestice da disocira pri zagrijavanju. Budući da se za česticu Sb 2 izračunava gustina 8,3, pronađene gustine govore kao da nisu u mogućnosti da ovaj "metal" bude u najjednostavnijem stanju, u obliku monoatomske čestice Sb 3, koja razlikuje od pravih metala. Isti autori istraživali su gustinu pare bizmuta, arsena i fosfora. Samo je jedan bizmut uspio stvoriti česticu Bi 1; za njega su pronađene sljedeće gustoće: 10,125 na 1700 ° i 11,983 na 1600 °, a izračunate gustoće za Bi 1 i Bi 2 su 7,2 i 14,4. Čestice fosfora P 4 (na 515 ° - 1040 °) i arsena As 4 (na 860 °) teško se odvajaju od zagrijavanja, posebno P 4: na 1700 ° od 3P 4 samo se jedna čestica - može se pomisliti - pretvara u 2P 2, i As4 istovremeno prolazi kroz gotovo potpunu transformaciju u As 2. Stoga je najmetalniji od ovih elemenata koji čine jednu od podskupina periodnog sustava bizmut, sudeći po gustoći pare; svojstva nemetala u najvećoj meri pripadaju fosforu, karakterišući istovremeno arsen i u manjoj meri - S.]]. Na primjer, S. je moguće destilirati u struji suvog plina. vodonik, jer se lako oksidira ne samo u vazduhu, već i u vodenoj pari na visokoj temperaturi, pretvarajući se u oksid ili, što je isto, u anhidrid antimona:
2Sb + 3H 2 O \u003d Sb2 O3 + 3H 2;
ako rastopite komad ugljika na ugljenu ispred duvaljke i spustite ga s određene visine na list papira, dobit ćete masu usijanih kuglica koje se kotrljaju i formiraju dim od bijelog oksida. Na uobičajenim temperaturama C. se ne mijenja u zraku. Što se tiče oblika spojeva i svih hemijskih odnosa, C. spada u grupu V periodnog sistema, odnosno u njegovu manje metalnu podskupinu, koja takođe sadrži fosfor, arsen i bizmut; odnosi se na posljednja dva elementa na isti način kao što se kalaj u grupi IV odnosi na germanij i olovo. Najvažnije vrste jedinjenja C. su dvije - SbX 3 i SbX 5, gdje je trovalentno i petovalentno; vrlo je vjerojatno da su ove vrste istovremeno jedinstvene. C. Halogeni spojevi posebno jasno potvrđuju ono što je upravo rečeno o oblicima spojeva. Trihlorid
Sb2 S3 + 3HgCl2 \u003d 2SbCl3 + 3HgS
štoviše, hlapljiva sumporna živa ostaje teža u retorti, dok se SbCl 3 destilira u obliku bezbojne tečnosti koja se u prijemniku skrutne u masu sličnu kravljem maslacu (Butyrum Antimonii). Prije 1648. godine vjerovalo se da hlapljivi proizvod sadrži živu; Glauber je ove godine pokazao da je ta pretpostavka bila pogrešna. Pri jakom zagrijavanju ostatka u retorti, on takođe hlapi i daje kristalnu sublimaciju cinabara (Cinnabaris Antimonii) HgS. Najlakši način je pripremiti SbCl 3 iz metalnog sumpora, djelujući na njega laganom strujom klora tijekom zagrijavanja Sb + 1 ½ Cl2 \u003d SbCl3, a nakon nestanka metala dobije se tečni proizvod koji sadrži određenu količinu pentaklorida C.,.:
3SbCl5 + 2Sb \u003d 5SbCl3;
konačno, SbCl 3 je destiliran. Zagrijavanjem sumpornog sumpora s jakom solnom kiselinom dobiva se višak SbCl 3 i razvija se sumporovodik:
Sb2 S3 + 6HCl \u003d 2SbCl3 + 3H2 S.
Isto rješenje se dobiva rastvaranjem sumpornog oksida u solnoj kiselini. Pri destilaciji kisele otopine prije svega se destilira voda i višak solne kiseline, a zatim se goni SbCl 3 - u prvim dijelovima obično žućkast (zbog prisustva željeznog klorida), a nakon toga bezbojan. S. triklorid je kristalna masa koja se topi na 73,2 ° i ključa na 223,5 °, formirajući bezbojnu paru čija gustoća u potpunosti odgovara formuli SbCl 3, naime 7,8 u odnosu na vazduh. Privlači vlagu iz zraka, šireći se u prozirnu tečnost, od koje se ponovo može odvojiti u kristalnom obliku kada stoji u eksikatoru iznad sumporne kiseline. Po svojoj sposobnosti da se otapa u vodi (u malim količinama), SbCl 3 je prilično sličan ostalim, pravim solima solne kiseline, ali velike količine vode razlažu SbCl 3, pretvarajući ga u jedan ili drugi oksiklorid, prema jednadžbi :
SbCl3 + 2H 2 O \u003d (HO) 2 SbCl + 2HCl \u003d OSbCl + H 2 O + 2HCl
i 4SbCl 3 + 5H 2 O \u003d O5 Sb4 Cl2 + 10HCl
koji predstavljaju krajnje granice nepotpunog djelovanja vode (postoje hloroksidi srednjeg sastava); veliki višak vode dovodi do potpunog uklanjanja klora iz antimonovog spoja. Voda taloži bijeli prah sličnih C hloroksida, ali neki od SbCl 3 mogu ostati u otopini i precipitirati s većom količinom vode. Dodavanjem klorovodične kiseline možete ponovo rastvoriti talog i pretvoriti ga u otopinu SbCl3. Očigledno je da je sumporni oksid (vidi dole) slaba baza, poput bizmut-oksida, pa je prema tome voda, koja je suvišna, sposobna ukloniti kiselinu iz nje, pretvarajući prosječne soli sumpora u osnovne soli, ili, u ovom slučaju, u klorokside; dodavanje klorovodične kiseline analogno je smanjenju količine reakcijske vode, zbog čega se oksiklorid pretvara u SbCl 3. Pozvan je bijeli talog koji nastaje djelovanjem vode na SbCl 3 algoroth prah imenom veronskog ljekara koji ga je koristio (krajem 16. vijeka) u medicinske svrhe.
Ako zasićeni topljeni sumporni trihlorid zasitimo hlorom, dobijamo sumpor pentaklorid:
SbCl3 + Cl2 \u003d SbCl5
otkrio G. Rose (1835). Može se dobiti i od metalnog sumpora, čiji prah izgara u njemu kada se sipa u posudu s klorom:
Sb + 2 ½ Cl2 \u003d SbCl5.
To je bezbojna ili blago žućkasta tečnost koja se dimi u zraku i ima neugodan miris; na hladnoći kristalizira u obliku igala i topi se na -6 °; hlapljiv je SbCl 3, ali dijelom se raspada tijekom destilacije:
SbCl5 \u003d SbCl3 + Cl2;
pod pritiskom od 22 mm ključa na 79 ° - bez raspadanja (u tim uslovima tačka ključanja SbCl 3 \u003d 113,5 °). Gustina pare pri 218 ° i pod pritiskom od 58 mm iznosi 10,0 u odnosu na vazduh, što odgovara datoj delimičnoj formuli (za SbCl 5 izračunata gustina pare je 10,3). Uz izračunatu količinu vode na 0 ° SbCl 5 daje kristalni hidrat SbCl 5 + H2O, rastvorljiv u hloroformu i topljen na 90 °; sa velikom količinom vode dobija se bistra otopina koja isparavanjem preko sumporne kiseline daje još jedan kristalni hidrat SbCl 5 + 4H 2 O, koji više nije topiv u kloroformu (Anschutz i Evans, Weber). SbCl 5 se odnosi na vruću vodu kao kiselinski hlorid, dajući joj kiseli hidrat u višku (vidi dolje). S. pentihlorid se lako pretvara u trihlorid ako postoje supstance koje mogu da vežu hlor, usled čega se često koristi u organskoj hemiji za hlorisanje; to je "predajnik hlora". S. triklorid je sposoban da formira kristalne spojeve, dvostruke soli sa određenim hloridnim metalima; slična jedinjenja proizvodi antimonov pentaklorid sa raznim jedinjenjima i oksidima. Poznati spojevi antimona i drugih halogena, naime SbF 3 i SbF 5, SbBr3, SbJ3 i SbJ 5.
, ili anhidrid antimona, pripada tipu triklorida C. i stoga se može predstaviti formulom Sb 2 O3, ali određivanje gustine pare (na 1560 °, V. Meyer, 1879), za koju se utvrdi da je jednaka 19,9 u odnosu na zraku, pokazao je da bi ovaj oksid trebao dati udvostručenu formulu Sb 4 O6, slično sa anhidridima arsena i fosfora. S. oksid se u prirodi javlja u obliku valentina, stvarajući bijele, sjajne prizme rombičnog sistema, otkucaje. težina 5,57, a rjeđe - senarmontit - bezbojni ili sivi oktaedri, sa otkucajima. težina. 5,2-5,3, a ponekad takođe pokriva u obliku zemljane prevlake - antimonov oker - razne rude C. Oksid se takođe dobija ispaljivanjem sumpornog C. i nastaje kao konačni produkt dejstva vode na SbSl 3 u kristalnom obliku i u amorfnom obliku pri obradi metalnog ili sumpornog sumpora razblaženom azotnom kiselinom pri zagrevanju. Sumpor-oksid je bijele boje; zagrijava se, zagrijava se, topi na višoj temperaturi i na kraju hlapi bijelom vrućinom. Kada se rastopljeni oksid ohladi, on se dobija u kristalnom obliku. Ako se ugljen-oksid zagrije u prisustvu zraka, on apsorbira kisik pretvarajući se u nehlapljivi oksid SbO 2 ili, što je vjerovatnije, u Sb 2 O4 (vidi dolje). Osnovna svojstva sumpor-dioksida su vrlo slaba, kao što je već gore navedeno; njegove soli su najčešće bazne. Od mineralnih kiseoničkih kiselina, gotovo jedna sumporna kiselina može stvoriti C soli; prosječna sol Sb 2 (SO4) 3 dobije se kada se metal ili oksid zagrije koncentriranom sumpornom kiselinom u obliku bijele mase i kristalizira iz blago razrijeđene sumporne kiseline u dugim, svilenkastim iglicama; voda je razlaže na topljivu kiselu i netopivu baznu sol. Na primjer, postoje soli s organskim kiselinama. osnovna antimon-kalijumova sol vinske kiseline ili emetični kamen KO-CO-CH (OH) -CH (OH) -CO-O-SbO + ½ H2 O (Tartarus emeticus), prilično topiva u vodi (sa 12,5 mas. na 21 °). S druge strane, sumporni oksid ima slaba anhidritna svojstva, što se lako može vidjeti ako se otopina kaustičnog kalijuma ili natrijum hidroksida ulije u otopinu SbCl 3: rezultirajući bijeli talog rastvara se u suvišku reagensa, slično kao futrola za rastvore soli aluminijuma. Soli antimonove kiseline uglavnom su poznate po kalijumu i natrijumu, na primjer, kristalizira iz kipuće otopine Sb 2 O3 u kaustičnoj soda antimon natrijum NaSbO2 + 3H2 O, u sjajnim oktaedrima; takve soli su takođe poznate - NaSbO 2 + 2HSbO2 i KSbO 2 + Sb2 O3 [Možda se ova sol može smatrati osnovnom dvostrukom soli, kalijum-antimon, orto-antimonska kiselina -
]. Odgovarajuća kiselina, tj. Metacid (po analogiji s imenima fosfornih kiselina), HSbO 2, međutim, nije poznata; poznate su orto- i pirokiseline: H 3 SbO3 dobija se u obliku finog bijelog praha dejstvom azotne kiseline na otopini pomenute dvostruke soli vinske kiseline i ima ovaj sastav nakon sušenja na 100 °; N 4 Sb2 O5 nastaje ako je alkalna otopina trisulfuroznog sumpora izložena dejstvu bakar sulfata u takvoj količini da filtrat prestaje davati narandžasti talog sa sirćetnom kiselinom - talog tada pobijeli i ima navedeni sastav.
Najviši oksid pentahlorida tipa C je anhidrid antimona Sb2 O5. Dobiva se delovanjem snažno kipuće azotne kiseline na sumporni prah ili na njegov oksid; rezultirajući prah se zatim lagano zagrije; obično sadrži primjesu nižeg oksida. U čistom obliku, anhidrid se može dobiti iz otopina soli antimonove kiseline, razlažući ih dušičnom kiselinom i podvrgavajući isprani talog zagrevanju do potpunog uklanjanja vodenih elemenata; to je žućkasti prah, netopiv u vodi, međutim, daje mu sposobnost da plavi lakmus papir oboji u crveno. U azotnoj kiselini anhidrid je potpuno netopiv, dok se u solnoj kiselini (jakoj), iako polako, potpuno rastvara; zagrijavanjem amonijakom može ispariti. Poznata su tri hidrata anhidrida antimona koji imaju sastav koji odgovara hidratima fosfornog anhidrida. Orto-antiminska kiselina H3 SbO4 se dobija iz kalijum metastimicne kiseline obradom razblažene azotne kiseline i ima odgovarajući sastav nakon pranja i sušenja na 100 °; na 175 ° pretvara se u metacid HSbO3; oba hidrata su bijeli prah, rastvorljiv u rastvorima kaustičnog kalijuma i teško u vodi; zagrijavanjem pretvaraju se u anhidrid. Pirostimonska kiselina(Fremy ga je nazvao metacid) dobiva se djelovanjem vruće vode na pentahlorid C. u obliku bijelog taloga, koji sušen na zraku ima sastav H 4 Sb2 O7 + 2H 2 O, a na 100 ° pretvara se u bezvodnu kiselinu koja se na 200 ° (pa čak i samo kad stoji pod vodom - s vremenom) pretvara u metacid. Piro kiselina je topljivija u vodi od orto kiseline; sposoban je i da se otopi u hladnom amonijaku, za šta ortokiselina nije sposobna. Soli su poznate samo po meta i pirokiselinama, što vjerovatno daje pravo da orto kiselina dobije formulu HSbO 3 + H 2 O, da je smatra hidratom metacidne kiseline. Natrijum i kalijum metasoli se dobijaju spajanjem praha metalnog sumpora (ili sumpornog sumpora) sa odgovarajućim nitratom. Sa KNO 3, nakon pranja vodom, dobija se bijeli prah koji je rastvorljiv u značajnoj količini u vodi i sposoban je za kristalizaciju; sol izolirana iz otopine i osušena na 100 ° sadrži vodu 2KSbO3 + 3H2O; na 185 ° gubi jednu česticu vode i pretvara se u KSbO 3 + H2 O. Odgovarajuća natrijumova sol ima sastav 2NaSbO3 + 7H2 O, koja na 200 ° gubi 2H 2 O i postaje bezvodna samo uz crvenu vrućinu. Čak je i ugljična kiselina sposobna razgraditi ove soli: ako se CO2 propusti kroz otopinu kalijumove soli, tada se dobije slabo topljivi talog takve kisele soli 2K 2 O ∙ 3Sb2 O5 + 7H2 O (to je nakon sušenja na 100 ° , nakon sušenja na 350 ° još uvijek postoji 2H 2 O). Ako otopite metacid u vrućoj otopini amonijaka, tada se hlađenjem kristalizira amonijeva sol (NH 4) SbO3, koju je teško otopiti na hladnom. Oksidirajući sumporni oksid, rastvoren u kaustičnom kalijumu (antimon-kiseli kalijum), kameleonom, a zatim isparava filtrat, dobivamo kiselina pirosantimic acid kalijK 2 H2 Sb2 O7 + 4H 2 O; ova je sol prilično topljiva u vodi (na 20 ° - 2,81 sata bezvodne soli u 160 sati vode) i služi kao reagens za kvalitativnu analizu natrijumovih soli (u prosječnoj otopini), jer je odgovarajuća kristalna sol Na 2 H2 Sb2 O7 + 6H2 O je vrlo teško otopiti u vodi. Za ovo se može reći da je najteže rastvorljiva natrijumova so, posebno u prisustvu određene količine alkohola; kada je u otopini samo 0,1% natrijumove soli, tada se pojavljuje i kristalni talog pirosalta. Budući da antimonove soli litijuma, amonijuma i zemnoalkalijskih metala također stvaraju taloge, jasno je da se ti metali moraju prethodno ukloniti. Soli drugih metala su teško rastvorljive ili netopive u vodi; mogu se dobiti dvostrukom razgradnjom u obliku kristalnih taloga i slabe kiseline pretvaraju u kisele soli, dok jake kiseline u potpunosti istiskuju antimonsku kiselinu. Gotovo svi antimonijati topljivi su u solnoj kiselini.
Snažnim zagrijavanjem u zraku svakog od opisanih oksida sumpora dobije se još jedan oksid, naime Sb 2 O4:
Sb2 O5 \u003d Sb2 O4 + ½O2 i Sb 2 O3 + ½O2 \u003d Sb2 O4.
Može se smatrati da ovaj oksid sadrži trovalentni i petovalentni sumpor, tj. U ovom slučaju to bi bila prosječna sol ortosantimonske kiseline Sb "" SbO4 ili osnovna sol metacidne OSb-SbO 3. Ovaj oksid je najstabilniji na visokim temperaturama i predstavlja analogiju sa crvenim olovom (vidi Olovo), a posebno sa odgovarajućim bizmutovim oksidom Bi 2 O4 (vidi Bizmut). Sb 2 O4 je hlapljivi bijeli prah koji se vrlo teško rastvara u kiselinama, a dobiva se zajedno sa Sb 2 O3 za vrijeme sagorijevanja prirodnog sumpora C. - Sb2 O4 ima sposobnost kombiniranja s lužinama; kada se fuzijom s kalijom, nakon pranja vodom, dobije bijeli proizvod, rastvorljiv u vrućoj vodi i sastava K 2 SbO5; ova supstanca slična soli je možda dvostruka antimon-kalijumova sol ortosanbinske kiseline (OSb) K 2 SbO4. Hlorovodonična kiselina taloži iz otopine takve soli kiselu sol K 2 Sb4 O9, koja se može smatrati dvostrukom soli pirozantiminske kiseline, odnosno (OSb) 2 K2 Sb2 O7. U prirodi postoje slične dvostruke (?) Soli za kalcijum i bakar: romeit (OSb) CaSbO4 i ammolit (OSb) CuSbO4. C. se može izmjeriti u obliku Sb 2 O4 tijekom kvantitativne analize; potrebno je samo ispaliti isprani spoj kiseonika metala s dobrim pristupom vazduhu (u otvorenom loncu) i paziti da zapaljivi plinovi iz plamena ne uđu u lončić.
Metodom stvaranja sumpornih jedinjenja, sumpor se, poput arsena, može svrstati među prave metale s većim opravdanjem od, na primjer, hroma. Svi spojevi trovalentnog sumpora u kiselim rastvorima (najbolje u prisustvu hlorovodonične kiseline) pod dejstvom vodonik-sulfida transformišu se u narandžastocrveni talog trisulfuroznog sumpora, Sb 2 S3, koji uz to sadrži i vodu. Jedinjenja petovalentnog C., takođe u prisustvu hlorovodonične kiseline, sa vodonik-sulfidom daju žućkasto-crveni prah petovalentnog C. Sb 2 S5, koji obično sadrži primesu Sb 2 S3 i slobodnog sumpora; čisti Sb 2 S5 se dobija kada se pri uobičajenoj temperaturi u višak zakiseljene sumporovodične vode doda zakiseljena otopina soli antimona (Bunsen); u smjesi sa Sb 2 S3 i sumporom dobiva se ako se vodikov sulfid prebaci u zagrijanu kiselu otopinu; što je niža temperatura istaložene otopine i što je brži protok sumporovodika, dobiva se manje Sb 2 S3 i sumpora, a čistiji istaloženi Sb 2 S5 (Bosêk, 1895). S druge strane, Sb 2 S3 i Sb 2 S5, poput odgovarajućih jedinjenja arsena, imaju svojstva anhidrida; to su tioanhidridi; kombinujući se sa amonijum sulfidom ili sa kalijum sulfidom, natrijumom, barijumom itd., oni daju tiosoli, na primer. Na 3 SbS4 i Ba 3 (SbS4) 2 ili KSbS 2, itd. Ove soli su očigledno analogne solima kiseonika u elementima fosforne grupe; sadrže dvovalentni sumpor umjesto kisika i obično se nazivaju sulfosalima, što dovodi do zabune koncepata, podsjećajući na soli organskih sulfonskih kiselina, koje bi uvijek najbolje nazvali sulfonskim kiselinama [Slično tome, nazivi sulfonskih anhidrida (SnS 2, As2 S5 , itd.) i sulfo baze (N2S, BaS, itd.) treba zamijeniti tio anhidridima i tio bazama.]. Trisulfur C. Sb 2 S3 pod imenom sjaj antimona predstavlja najvažniju rudu C.; prilično je čest među kristalnim i starijim slojevitim stijenama; pronađeno u Cornwallisu, Mađarskoj, Transilvaniji, Westfaliji, Schwarzwaldu, Bohemiji, Sibiru; u Japanu se nalazi u obliku posebno velikih, dobro oblikovanih kristala, a na Borneu se nalaze značajne naslage. Sb 2 S3 kristalizira u prizmama i obično stvara blistavo-kristalne, sivo-crne mase s metalnim sjajem; beats težina 4,62; topljiv i lako se drobi u prah koji mrli prste poput grafita i dugo se koristi (Biblija, Knjiga proroka Ezekiela, XXIII, 40) kao kozmetičko sredstvo za olovke za oči; pod nazivom "antimon" korišten je i, vjerovatno, i danas se u tu svrhu koristi u našoj zemlji. Crni sumporni S. u trgovini (Antimonium crudum) je topljena ruda; ovaj materijal pri lomu predstavlja sivu boju, metalni sjaj i kristalni dodatak. Pored toga, u prirodi postoje brojni spojevi slični soli Sb 2 S3 s raznim sumpornim metalima (tio baze), na primjer: berthierite Fe (SbS2) 2, volfsbergit CuSbS2, boulangerite Pb3 (SbS3) 2, pirargirit ili crveno srebro ruda, Ag 3 SbS3, itd. Rude koje sadrže, osim Sb 2 S3, sumporni cink, bakar, gvožđe i arsen, tzv. izblijedjele rude. Ako se rastopljeni trisulfidni sumpor brzo ohladi do očvršćavanja (ulije u vodu), tada se dobija u amorfnom obliku i tada ima niže otkucaje. težina, naime 4,15, ima olovno-sivu boju, u tankim slojevima svijetli zumbulom crveno i u obliku praha ima crveno-smeđu boju; ne provodi elektricitet, što je karakteristično za kristalnu modifikaciju. Od tzv. jetra antimona (hepar antimontii), koji se dobiva spajanjem kristalnog Sb 2 S3 s kaustičnom kalijom ili kalijem i sadrži mješavinu tioantimoniita i kalijum antimoniita [Otopine takve jetre vrlo su sposobne apsorbirati atmosferski kisik. Druga vrsta jetre koja se priprema od praškaste smjese Sb 2 S3 i nitrata (u jednakim količinama), a reakcija započinje vrućim ugljevom ubačenim u smjesu i odvija se vrlo energično postupnim dodavanjem smjese , pored KSbS 2 i KSbO 2, takođe K 2 SO4, kao i određena količina antimonske kiseline (K-soli).]:
2Sb2 S3 + 4KOH \u003d 3KSbS2 + KSbO2 + 2H2 O
na isti se način može dobiti amorfni trisulfurni sumpor, za koji se jetra uklanja vodom, a filtrirana otopina razgrađuje sumpornom kiselinom ili se kristalni Sb 2 S3 tretira kipućom otopinom KOH (ili K 2 CO 3) , a zatim se filtrat razgrađuje kiselinom; u oba slučaja talog se ispere jako razrijeđenom kiselinom (vinska na kraju) i vodom i osuši na 100 °. Rezultat je svijetlocrveno-smeđi, lako zaprljani prah sumpornog sumpora, koji je topiv u klorovodičnoj kiselini, kaustičnoj i ugljičnoj lužini mnogo lakši od kristalnog Sb 2 S3. Slični pripravci sumporne S., samo ne potpuno čisti, odavno su poznati pod nazivom "mineralni kermes" i koristili su se u medicini i kao boja. Narančastocrveni talog Sb 2 S3 hidrata, koji se dobiva djelovanjem sumporovodika na kisele otopine C oksida, gubi (ispire) vodu na 100 ° -130 ° i pretvara se u crnu transformaciju na 200 °; pod slojem razblažene hlorovodonične kiseline u struji ugljen-dioksida, ova transformacija se odvija već tokom ključanja (Mitchell-ov eksperiment predavanja, 1893). Ako otopini emetičnih kamenaca dodate vodu sa sumporovodikom, dobit ćete narančasto-crvenu (u propuštenom svjetlu) otopinu koloidnog Sb 2 S3, koja se taloži dodavanjem kalcijum-klorida i nekih drugih soli. Zagrijavanje u struji vodika dovodi Sb 2 S3 do potpune redukcije metala, dok se u atmosferi dušika samo sublimira. Kristalni Sb 2 S3 koristi se za pripremu ostalih C spojeva, a koristi se i kao zapaljiva supstanca pomiješana s Bertholletovom soli i drugim oksidansima u pirotehničke svrhe, dio je švedskih glava šibica i koristi se za druge uređaje za paljenje, a također ima i ljekovita vrijednost - kao laksativ za životinje (konje). Pentasulfurni sumpor može se dobiti kako je gore navedeno ili razgradnjom razblažene kiseline pomenutih topljivih tiosola:
2K Z SbS4 + 6HCl \u003d Sb2 S5 + 6KCl + 3H2 S.
Ne javlja se u prirodi, ali je odavno poznat; Glauber je opisao (1654.) da ga dobiva iz troske koja nastaje tokom pripreme metalnog S. iz sjaja antimona spajanjem s tartarom i šalitrom, koristeći djelovanje octene kiseline, i preporučio ga kao laksativ (panacea antimonialis seu sumpor purgans universale). Ovo sumporno jedinjenje mora se riješiti u analizi: sumporovodik taloži metale 4. i 5. analitičke grupe iz zakiseljene otopine; među posljednjima je S.; obično se istaloži kao smjesa Sb 2 S5 i Sb 2 S3 (vidi gore) ili samo u obliku Sb 2 S 3 (kada u taloženoj otopini nije bilo spojeva tipa SbX 5), a zatim se odvoji djelovanjem amonijum polisulfid iz sumpornih metala 4. grupe koji ostaju u sedimentu; Polisulfurni amonijum pretvara Sb 2 S3 u Sb 2 S5 i tada je sav sumpor u otopini u obliku amonijeve tiosoli višeg tipa, iz koje se nakon filtracije taloži zajedno sa kiselinom. sumporni metali 5. grupe, ako su bili u ispitivanoj supstanci. Pentasumporni sumpor je netopiv u vodi, lako je rastvorljiv u vodenim rastvorima kaustičnih alkalija, njihovim karbonatnim solima i sumpornim alkalnim metalima, takođe u amonijum sulfidu i u vrućoj otopini amonijaka, ali ne i amonijum karbonata. Kada je Sb 2 S5 izložen sunčevoj svjetlosti ili zagrijan pod vodom na 98 °, a također i bez vode, ali u nedostatku zraka, tada se razlaže prema jednadžbi:
Sb2 S5 \u003d Sb2 S3 + 2S
uslijed čega zagrijavanjem jakom solnom kiselinom daje sumpor, sumporovodik i SbCl3. Tiosantimska kiselina Nampium, ili "Schlippeova sol", koja kristalizira u velikim pravilnim tetraedrima, bezbojna ili žućkasta, sastava Na 3 SbS4 + 9H 2 O, može se dobiti otapanjem smjese Sb 2 S3 i sumpora u otopini kaustične sode određene koncentracije ili stapanjem bezvodnog natrijum sulfata i Sb 2 S3 sa ugljem i zatim ključanjem vodenog rastvora dobijene legure sumporom. Otopine ove soli imaju alkalnu reakciju i sol, hlađenje i istovremeno gorko-metalni ukus. Kalijumova sol može se dobiti na isti način, a sol barija pojavljuje se kada se Sb 2 S5 otopi u otopini BaS; ove soli tvore kristale sastava K3 SbS4 + 9H2 O i Ba 3 (SbS4) 2 + 6H 2 O. Penta-sumporni sumpor koristi se u vulkanizaciji gume (vidi) i daje joj dobro poznatu smeđe-crvenu boju. Vodonik antimona
2SbH3 + 6S \u003d Sb2 S Z + 3H2 S
pri čemu se dobija narančasto-crvena modifikacija Sb 2 S3; djeluje na način razgradnje, čak i u mraku, i sumporovodik, koji se sam pri tome razgrađuje:
2SbH3 + 3H 2 S \u003d Sb2 S3 + 6H 2.
Ako se SbH 3 (s H 2) prebaci u otopinu srebrovog nitrata, dobije se crni talog, koji je antimon srebro s primjesom metalnog srebra:
SbH3 + 3AgNO3 \u003d Ag3 Sb + 3HNO3;
ovaj S. spoj se u prirodi takođe javlja - diskrazit. Otopine kaustičnih alkalija rastvaraju SbH 3, poprimajući smeđu boju i sposobnost apsorpcije kiseonika iz zraka. Arsenski vodonik karakterišu slični odnosi; oba jedinjenja vodonika ne pokazuju ni najmanju sposobnost da daju derivate amonijum tipa; više podsjećaju na sumporovodik i pokazuju kisela svojstva. Ostala vodonična jedinjenja vodonika, koja su siromašnija vodonikom, po analogiji nisu sa sigurnošću poznata; metalni sumpor, dobijen elektrolizom i sposoban da eksplodira, sadrži vodonik; možda je ovdje prisutan sličan hidrogen spoj, koji je eksplozivan, poput acetilena ili hidrazojske kiseline, siromašan vodikom. Postojanje hlapljivog, čak plinovitog, vodikovog spoja za sumpor omogućava, posebno, njegovo klasificiranje kao nemetal; a njegova nemetalnost je vjerovatno povezana sa sposobnošću davanja različitih legura metalima. Organometalna jedinjenja
OD. naći vrlo značajnu primjenu; prisustvo sumpora u njima uzrokuje povećanje sjaja i tvrdoće, a sa značajnim količinama - i krhkost metala koji su s njima stopljeni. Legura koja se sastoji od olova i sumpora (obično 4 sata i 1 sat) koristi se za lijevanje tipografskih slova, za koju se često pripremaju legure koje sadrže, pored toga, značajnu količinu kositra (10-25%), a ponekad i malo bakar (oko 2%). Tzv. "Britanski metal" je legura od 9 dijelova kositra, 1 dijela S. i sadrži bakar (do 0,1%); koristi se za izradu čajnika, lonaca za kafu itd. posuđe. "Bijeli metal ili metal protiv trenja" - legure koje se koriste za ležajeve; takve legure sadrže oko 10% sumpora i do 85% kalaja, koji se ponekad zamjenjuje s gotovo polovinom olova (Babit-ov metal), uz to i do 5% bakra, čija se količina smanjuje u korist sumpora na 1,5%, ako je legura olovo, 7 sati C. sa 3 sata gvožđa u bijeloj vrućini "Reaumurova legura", koja je vrlo tvrda i daje varnice pri obradi podnošenjem Dva kristalna jedinjenja cinkom (Cooke jr.) Zn3 Sb2 i Zn 2 Sb2 su poznati, a ljubičasta legura sa bakrom sastava Cu 2 Sb (Regulus Veneris). Legure sa natrijumom ili kalijumom, koje se pripremaju stapanjem sumpora sa alkalnim metalima ugljendioksida i ugljem, kao i zagrijavanjem sumpornog oksida sa kamencem prilično konstantni u kontinuiranom stanju na zraku, ali u obliku praha i sa značajnim sadržajem alkalnog metala mogu se spontano zapaliti u zraku, a vodom oslobađaju vodik, daju kaustičnu lužinu u otopini i antimon u prahu u sedimentu . Legura, koja se dobiva bijelom vrućinom uske smjese 5 dijelova zubnog kamenca i 4 dijela C., sadrži do 12% ka lium i koristi se za dobivanje organometalnih spojeva C. (vidi. (Vidi također Legure.)
2SbCl3 + 3ZnR2 \u003d 2SbR Z + 3ZnCl2,
gdje je R \u003d CH3 ili C2H5, itd., kao i u interakciji RJ, jodidnih alkoholnih radikala, sa gore spomenutom slitinom C. sa kalijumom. Trimetilstibin Sb (CH3) 3 vrije na 81 °, sp. težina 1,523 (15 °); trietilstibin vrije na 159 °, otkucaja. težina 1,324 (16 °). Gotovo su nerastvorljive u vodi tečnosti koje mirišu na luk i spontano se pale u zraku. Povezivanje s RJ, stibins daju jodidna stibonija R4 Sb-J, iz kojeg je - potpuno analogno tetrasupstituiranim ugljikovodičnim radikalima amonijum jodidu, fosfonijumu i arsonijumu - moguće dobiti osnovne hidrate supstituiranih stibonijevih oksida R 4 Sb-OH, koji imaju svojstva kaustičnih alkalija. Ali, pored toga, žile su vrlo slične u odnosu na bivalentne elektropozitivne metale; oni se ne samo lako kombiniraju s klorom, sumporom i kiseonikom, tvoreći, na primjer, jedinjenja slična soli. (CH 3) 3 Sb \u003d Cl2 i (CH 3) 3 Sb \u003d S, i oksidi, na primjer (CH 3) 3 Sb \u003d O, ali čak istiskuju vodonik iz kiselina, poput cinka, na primjer:
Sb (C2H5) 3 + 2SlH \u003d (S2H5) 3 Sb \u003d Sl2 + N2.
Sumporni talog taloži sumporne metale iz otopina soli, pretvarajući se u odgovarajuće soli, na primjer:
(C2 H5) 3 Sb \u003d S + CuSO4 \u003d CuS + (C2 H5) 3 Sb \u003d SO4.
Otopina njegovog oksida može se dobiti iz stibine sulfata taloženjem sumporne kiseline kaustičnim baritom:
(C2H5) 3 Sb \u003d SO4 + Ba (OH) 2 \u003d (C2H5) 3 Sb \u003d O + BaSO4 + H2O.
Takvi oksidi se takođe dobijaju pažljivim djelovanjem zraka na žile; rastvorljivi su u vodi, neutrališu kiseline i talože prave okside metala. Po sastavu i strukturi, oksidi stibina potpuno su analogni oksidima fosfina i arsina, ali se od njih razlikuju po jako izraženim osnovnim svojstvima. Trifenilstibin Sb (C6 H5) 3, koji se dobija dejstvom natrijuma na benzensku otopinu smeše SbCl 3 sa fenil-kloridom i kristališe u prozirnim pločama topljenjem na 48 °, sposoban je za kombinaciju sa halogenima, ali ne i sa sumporom ili CH 3 J: prisustvo negativnih fenila snižava, zatim, metalna svojstva stibina; ovo je tim zanimljivije jer su odgovarajući omjeri analognih spojeva metalnijeg bizmuta potpuno obrnuti: bizmutini Β iR3 koji sadrže ograničavajuće radikale uopće nisu sposobni za dodavanje, a Β i (C6 Η 5) 3 daje (C 6 H5) 3 Bi \u003d Cl2 i (C 6 H5) 3 Bi \u003d Br 2 (vidi Bizmut). Kao da elektropozitivnu prirodu Bi mora oslabiti elektronegativni fenil da bi se stvorio spoj poput dvovalentnog atoma metala. S. S. Kolotov.
Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron. - S.-Pb.: Brockhaus-Efron... - ZLATO (lat. Aurum), Au (čita se "aurum"), hemijski element sa atomskim brojem 79, atomska masa 196,9665. Poznat je od davnina. U prirodi postoji jedan stabilni izotop, 197Au. Konfiguracija eksternih i pre-eksternih elektroničkih kućišta ... ... enciklopedijski rječnik
- (francuska klor, njemački klor, engleski klor) element iz skupine halogena; potpisati Cl; atomska težina 35,451 [prema Clarkeovom izračunu Stas-ovih podataka.] pri O \u003d 16; čestica Cl 2, kojoj gustine koje su pronašli Bunsen i Regno dobro odgovaraju s obzirom na ... ...
- (hemijski; fosforni francuski, fosforni njemački, fosforni engleski i latinski, odakle je oznaka P, ponekad Ph; atomska težina 31 [U moderno doba atomska težina F. se nalazi (van der Plaats) kako slijedi: 30,93 restauracija sa određenom težinom F. metala ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
- (francuski Soufre, sumpor ili sumpor, engleski Schwefel njemački, θετον grčki, latinski sumpor, odakle dolazi simbol S; atomska težina 32,06 na O \u003d 16 [Određuje Stas sastavom srebrovog sulfida Ag 2 S]) pripada među najvažnijim nemetalnim elementima ... ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
- (Platine fr., Platina ili um engleski, platinski njemački; \u200b\u200bPt \u003d 194,83, ako je O \u003d 16 prema K. Seibertu). P. obično prate i drugi metali, a oni od tih metala koji su joj po hemijskim svojstvima susjedni nazivaju se ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
- (Soufre francuski, sumporni ili sumporni engleski, Schwefel njemački, θετον grčki, latinski sumpor, odakle dolazi simbol S; atomska težina 32,06 na O \u003d 16 [Određuje Stas sastavom srebrovog sulfida Ag2S]) pripada broju najvažniji nemetalni elementi. Ona…… Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
S; g. [Perzijski. surma metal] 1. Hemijski element (Sb), plavkasto bijeli metal (koristi se u raznim legurama u tehnologiji, u štampi). Topljenje antimona. Spoj antimona sa sumporom. 2. U stara vremena: boja za crnjenje kose, obrva, trepavica ... ... enciklopedijski rječnik
- (pers. kiselo). Metal koji se prirodno pojavljuje zajedno sa sumporom; koristi se u medicini kao emetik. Rječnik stranih riječi uključenih u ruski jezik. Chudinov AN, 1910. ANTIMONIJA, sivi metal; beats u. 6.7; ... ... Rječnik stranih riječi ruskog jezika
DEFINICIJA
Antimon - pedeset i prvi element Periodnog sustava. Oznaka - Sb iz latinskog "stibium". Smešten u petom periodu, VA grupa. Odnosi se na polumetal. Nuklearni naboj je 51.
Antimon se prirodno javlja u kombinaciji sa sumporom - u obliku sjaja antimona] 6 ili antimonita, Sb 2 S 3. Uprkos činjenici da je sadržaj antimona u zemljinoj kori relativno nizak, antimon je bio poznat u davnim vremenima. To je zbog rasprostranjenosti sjaja antimona u prirodi i lakoće dobijanja antimona iz njega.
U slobodnom stanju antimon stvara srebrnobijele kristale (slika 1) s metalnim sjajem i gustinom od 6,68 g / cm 3. Izgledom sličan metalu, kristalni antimon je krhak i provodi toplinu i električnu struju mnogo lošije od običnih metala. Pored kristalnog antimona, poznate su i druge alotropne modifikacije.
Slika: 1. Antimon. Izgled.
Atomska i molekularna težina antimona
Relativna molekulska težina supstance (M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa datog molekula veća od 1/12 mase atoma ugljenika, i relativna atomska masa elementa (A r) - koliko je puta prosječna masa atoma hemijskog elementa veća od 1/12 mase atoma ugljenika.
Budući da antimon u slobodnom stanju postoji u obliku monatomskih molekula Sb, vrijednosti njegove atomske i molekularne mase se podudaraju. Oni su jednaki 121.760.
Izotopi antimona
Poznato je da se antimon u prirodi može naći u obliku dva stabilna izotopa 121 Sb (57,36%) i 123 Sb (42,64%). Njihov maseni broj je 121, odnosno 123. Jezgra izotopa izotopa 121 Sb sadrži pedeset jedan proton i sedamdeset neutrona, a izotop 123 Sb sadrži taj broj protona i sedamdeset i dva neutrona.
Postoje umjetni nestabilni izotopi antimona s masenim brojevima od 103 do 139, kao i više od dvadeset izomernih stanja jezgara, među kojima je i najdugovječniji izotop 125 Sb s poluvijekom od 2,76 godina.
Joni antimona
Na vanjskom energetskom nivou atoma antimona postoji pet elektrona koji su valentni:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 3.
Kao rezultat hemijske interakcije, antimon se odriče svojih valentnih elektrona, tj. je njihov donor i pretvara se u pozitivno nabijeni jon ili prihvaća elektrone iz drugog atoma, tj. je njihov akceptor i pretvara se u negativno nabijeni jon:
Sb 0 -3e → Sb 3+;
Sb 0 -5e → Sb 5+;
Sb 0 + 3e → Sb 3-.
Molekula i atom antimona
U slobodnom stanju antimon postoji u obliku monatomskih molekula Sb. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekul antimona:
Legure antimona
Antimon se dodaje nekim legurama da bi se one stvrdnule. Legura koja se sastoji od antimona, olova i male količine kositra naziva se tipografski metal ili garte i koristi se za izradu tipografskog tipa. Legura antimon-olovo (od 5 do 15% Sb) koristi se za proizvodnju ploča, limova i cijevi olovnih baterija za hemijsku industriju.
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
Antimon je otrovni metal (polumetal),
koristi se u metalurgiji, medicini i inženjerstvu
Otrovno i otrovno kamenje i minerali
Antimon (latinski Stibium, označen simbolom Sb) je element s atomskim brojem 51 i atomskom težinom 121,75. To je element glavne podskupine pete grupe, petog perioda periodičnog sistema hemijskih elemenata D.I. Mendeleev. Antimon je metal (polumetal) srebrno-bijele boje s plavkastom bojom, grubozrnate strukture. U svom uobičajenom obliku tvori kristale metalnog sjaja i gustine 6,68 g / cm3.
Izgledom sličan metalu, kristalni antimon je krhak i provodi toplinu i električnu struju lošije od konvencionalnih metala. U prirodi su poznata dva stabilna izotopa, 121Sb (izotopska zastupljenost 57,25%) i 123Sb (42,75%). Na fotografiji - Antimon. Okrug Tulare, kom. Kalifornija. SAD. Foto: A.A. Evseev.
Čovječanstvo je antimon bilo poznato od davnina: u zemljama Istoka koristio se oko 3000 godina prije nove ere. e. za proizvodnju posuda. Antimonov spoj - antimonov sjaj (prirodni Sb2S3) korišten je za bojanje obrva i trepavica u crno. U starom Egiptu zvali su prah od ovog minerala mesten ili stabljika, za stare Grke antimon je bio poznat kao stími i stíbi, pa otuda i latinski stibium.
Metalni antimon, s obzirom na svoju krhkost, rijetko se koristi, no zbog činjenice da povećava tvrdoću drugih metala (kositar, olovo) i ne oksidira u normalnim uvjetima, metalurzi ga često uvode kao legirajući element u raznim legure. Legure koje koriste pedeset prvi element široko se koriste u raznim poljima: za ploče baterija, tipografske fontove, ležajeve (babbitts), zaslone za rad s izvorima jonizujućeg zračenja, posuđe, umjetničko lijevanje itd.
Čisti metalni antimon se uglavnom koristi u industriji poluvodiča za dobivanje antimonida (antimonovih soli) sa poluprovodničkim svojstvima. Antimon je dio sintetičkih ljekovitih pripravaka. Antimonovi spojevi se takođe široko koriste: antimon sulfidi se koriste u proizvodnji šibica i u gumarskoj industriji. Antimonovi oksidi se koriste u proizvodnji vatrostalnih spojeva, keramičkih emajla, stakla, boja i keramičkih proizvoda.
Antimon pripada elementima u tragovima (sadržaj u ljudskom tijelu je 10–6 masnih%). Poznato je da antimon stvara veze s atomima sumpora, što uzrokuje njegovu visoku toksičnost. Antimon iskazuje nadražujuće i kumulativno djelovanje, akumulira se u štitnjači, inhibirajući njegovu funkciju i uzrokujući endemska gušavost... Prašina i pare uzrokuju krvarenje iz nosa, antimon "livačku groznicu", pneumosklerozu, utječu na kožu i ometaju seksualne funkcije. Ipak, od antičkih vremena antimonovi spojevi se koriste u medicini kao dragocjeni lijekovi.
Biološka svojstva
Antimon pripada elementima u tragovima, nalazi se u mnogim živim organizmima. Utvrđeno je da sadržaj pedeset prvog elementa (na sto grama suve materije) iznosi 0,006 mg u biljkama, 0,02 mg u morskim životinjama i 0,0006 mg u kopnenim životinjama. U ljudskom tijelu sadržaj antimona je samo 10–6 masnih%. Ulazak pedeset prvog elementa u tijelo životinja i ljudi događa se kroz respiratorne organe (sa udahnutim zrakom) ili gastrointestinalni trakt (s hranom, vodom, lijekovima), prosječni dnevni unos je oko 50 μg. Glavna skladišta za nakupljanje antimona su štitnjača, jetra, slezina, bubrezi, koštano tkivo, nakuplja se i u krvi (u eritrocitima se uglavnom antimon akumulira u oksidacionom stanju +3, u krvnoj plazmi - u oksidacionom stanju +5).
Metal se iz tijela izlučuje prilično sporo, uglavnom sa urinom (80%), u malim količinama - izmetom. Međutim, fiziološka i biokemijska uloga antimona još uvijek je nepoznata i slabo proučena, stoga nema podataka o kliničkim manifestacijama nedostatka antimona.
Međutim, postoje podaci o maksimalno dozvoljenim koncentracijama elementa za ljudsko tijelo: 10-5-10-7 grama na 100 grama suvog tkiva. U većoj koncentraciji, antimon inaktivira (ometa rad) brojne enzime metabolizma lipida, ugljikohidrata i proteina (moguće kao rezultat blokiranja sulfhidrilnih grupa).
Činjenica je da su antimon i njegovi derivati \u200b\u200btoksični - Sb stvara veze sa sumporom (na primjer, reagira sa SH-skupinama enzima), što dovodi do njegove visoke toksičnosti. Akumulirajući višak u štitnjači, antimon inhibira njegovu funkciju i uzrokuje endemsku gušu. Ulazeći u probavni trakt, antimon i njegovi spojevi ne uzrokuju trovanje, jer se soli Sb (III) hidroliziraju da bi stvorili slabo topljive proizvode koji se izlučuju iz tijela: dolazi do iritacije želučane sluznice, refleksnog povraćanja i gotovo svih uzeta količina antimona izbacuje se zajedno sa emetičkim masama.
Međutim, nakon uzimanja značajnih količina antimona ili njegove produžene upotrebe mogu se primijetiti lezije gastrointestinalnog trakta: čirevi, hiperemija, oticanje sluznice. Spojevi antimona (III) su toksičniji od antimona (V) - bio su dostupni. Prag okusa u vodi je 0,5 mg / l. Smrtonosna doza za odraslu osobu je 100 mg, za djecu 49 mg. Maksimalna granica koncentracije Sb u tlu je 4,5 mg / kg.
U vodi, antimon pripada drugoj klasi opasnosti, ima MPC od 0,005 mg / l, utvrđen sanitarno-toksikološkim LPV. U prirodnim vodama standard je 0,05 mg / l. U industrijskim otpadnim vodama koje se ispuštaju u postrojenja za prečišćavanje sa biofiltrima, sadržaj antimona ne bi trebalo da prelazi 0,2 mg / l.
Prašina i pare uzrokuju krvarenje iz nosa, antimon "livačku groznicu", pneumosklerozu, utječu na kožu i ometaju seksualne funkcije. Za antimonove aerosole najveća dopuštena koncentracija u zraku radnog područja je 0,5 mg / m3, au atmosferskom zraku 0,01 mg / m3. Kada se utrlja u kožu, antimon izaziva iritaciju, eritem i pustule nalik na boginje.
Ovakva oštećenja mogu se primijetiti u profesijama koje se bave antimonom: među emajlistima (koji koriste antimonov oksid), među štamparima (rad s tiskanim legurama, britanski metal). U slučaju hronične intoksikacije tijela antimonom, potrebno je poduzeti preventivne mjere, ograničiti njegov unos, provesti simptomatsko liječenje, moguće je koristiti agense za kompleksiranje.
Ipak, uprkos negativnim faktorima povezanim s toksičnošću antimona, on se, kao i njegovi spojevi, koristi u medicini. Još u XV-XVI vijeku. Pripravci antimona koristili su se kao lijekovi, uglavnom kao ekspektoransi i emetičari. Da bi se izazvalo povraćanje, pacijentu je davano vino odležalo u posudi s antimonom. Jedno od antimonovih jedinjenja, KC4H4O6 (SbO) * H2O, naziva se povraćanje. Mi smo gore opisali mehanizam djelovanja takvog lijeka.
Antimon. Okrug Monarh (Sb), Gravelott, Limpopo prov. Južna Afrika. Foto: A.A. Evseev.
Zanimljivosti
Jedna od najmodernijih metoda "korištenja" antimona ušla je u arsenal kriminologa. Činjenica je da metak iz naoružanog oružja iza sebe ostavlja (trag) vrtložni tok - „trag“ u kojem se nalaze frakcije brojnih elemenata - olova, antimona, barija, bakra. Kad se smjeste, ostavljaju nevidljivi "otisak" na površini.
Međutim, ove čestice bile su nevidljive tek donedavno, moderni razvoj omogućava utvrđivanje prisustva čestica i pravac leta metka. To se događa na sljedeći način: trake vlažnog filtarskog papira nanose se na površinu, zatim se stavljaju u akcelerator elementarnih čestica (sinhrofazatron) i bombardiraju neutronima. Kao rezultat "granatiranja", neki od atoma koji su prešli na papir (uključujući atome antimona) pretvaraju se u nestabilne radioaktivne izotope, a stupanj njihove aktivnosti omogućava prosudbu sadržaja ovih elemenata u uzorcima i na taj način odrediti putanju i dužinu leta metka, karakteristike metka, oružja i municije.
Mnogi poluprovodnički materijali koji sadrže antimon dobijeni su u nultoj gravitaciji na brodskim naučnim stanicama Salyut-6 i Skylab u blizini Zemlje.
Autor "Avanture galantnog vojnika Švejka" u priči "Kamen života" iznosi jednu od verzija porijekla imena "antimon". 1460. godine opat samostana Stalhausen u Bavarskoj, otac jednog samostana, tražio je filozofski kamen (amalgam zlata i ruti - „belo zlato“, ispario do zlata). U ta daleka vremena teško da bi bilo moguće pronaći barem jedan samostan, u čijim ćelijama i podrumima se ne bi odvijao alhemijski rad (Španija, Almaden, najveće nalazište industrijskog crvenog cinobara na svijetu - živin sulfid, satelit naslage antimona, suha vulkanska sublimacija na užarenim batolitima). Na donjoj fotografiji nalaze se naslage tipa "cinobar" i cinobar - pratilac antimona u naslagama.
Crni antimonit - antimonov sulfid, sa pratiocima - sivi kalcedon
i crveni cinobar u druzu, Nikitovka, Donjecka oblast, jugoistok Ukrajine
U jednom od eksperimenata, opat je pomiješao pepeo Jeanne D "Arcs (" Orleanska Djevica "- ponos Francuske) u loncu sa pepelom i dvostrukom količinom zemlje uzete sa mjesta izgaranja (cinobar). monah je počeo zagrijavati ovu "paklenu smjesu". Nakon isparavanja ugljenom rezultat je bila teška tamna tvar s metalnim sjajem (živa). Rezultat je uznemirio opata - knjiga kaže da bi njegovani "filozofski kamen" trebao biti bez težine i proziran ( greške u prijevodu - skupe i zlatne).
Razočaran "jeretičkom naukom", Leonardus je bacio nastalu supstancu u dvorište samostana (sa šalima - antimonitom). Ubrzo je primijetio da svinje spremno ližu "kamen" (škrpinu) koji je izbacio i brzo se ugoje. Odlučivši da je za njih otkriven hranjivi sastojak koji bi mogao nahraniti gladne, monah je pripremio novi dio „kamena života“, razbio ga i dodao ovaj prah u kašu koju su jela njegova mršava braća u Hristu. Sutradan je četrdeset monaha samostana umrlo u strašnoj muci. Pokajući se za svoje delo, opat je prokleo eksperimente i „kamen života“ preimenovao u antimonijum, odnosno sredstvo „protiv monaha“. Ne vrijedi jamčiti za pouzdanost priče, kao ni za autora ove verzije.
Kemičari srednjeg vijeka u zapadnoj Evropi (Španija) otkrili su da su gotovo svi metali često rastvoreni u rastopljenom antimonu (elementu „filozofskog kamena II“ - nakon žive i njenih amalgama). Antimon, metal koji proždire druge metale, "hemijski je grabežljivac". Možda je takvo obrazloženje dovelo do simboličnog prikaza antimona u obliku vuka otvorenih (razjapljenih) usta (opekotine hemijske proizvodnje antimona - "Paklena ili vražja usta" Almaden, Španija, Katolička crkva Njegovog Veličanstva Kralja Španija).
U arapskoj literaturi sjaj olova i antimona nazivao se al-kahkhal (šminka), alko (g) ol i alkofol. Vjerovalo se da kozmetički i medicinski proizvodi za oči sadrže misteriozni duh (duh), pa su se zato hlapljive tekućine počele nazivati \u200b\u200balkoholom.
Svima je poznat izraz "užarene obrve" (nanošenje šminke na lice), koji je prethodno označavao kozmetičku operaciju upotrebom antimon sulfidnog praha Sb2S3. Činjenica je da antimonovi spojevi imaju različite boje: neki su crni, drugi su narančasto-crveni. Još u pamtivijek Arapi su trgovali u zemljama Istočne boje za obrve, koja je sadržavala antimon. Autor romana "Samvel" detaljno opisuje tehniku \u200b\u200bove kozmetičke operacije: "Mladić je izvadio kožnu torbicu iz njedara, uzeo tanki šiljasti zlatni štapić, pridržao je usnama i udahnuo na nju kako bi je napravio mokar i umočio ga u prah. Štap je bio prekriven tankim slojem. crne prašine. Počeo je stavljati antimon na oči. " Tokom arheoloških iskopavanja drevnih pokopa na teritoriji Jermenije otkriveni su svi gore opisani kozmetički dodaci: tanki šiljasti zlatni štapić i sićušno lijes od poliranog mramora (krađa na Vakeu u Španiji, srednji vijek, zapadna Evropa).
Priča
Ime pronalazača antimona nije poznato, budući da je ovaj metal poznat čovjeku od prapovijesti. Artikle izrađene od antimona i njegovih legura (posebno antimona s bakrom) čovjek je koristio mnogo milenijuma, antimonovu bronzu, koja se koristila tokom Babilonskog kraljevstva, sastojala se od bakra i aditiva kositra, olova i antimona. Arheološki nalazi potvrdili su pretpostavku da je u Babilonu već 3 hiljade godina prije nove ere. (zajedno sa svojim geološkim pratiocem - crvenim cinobarom) posude su izrađene od antimona, na primjer, poznati opis fragmenata vaze od metalnog antimona pronađen u Tellu (južna Babilonija). Otkriveni su i drugi predmeti od antimona, posebno u Gruziji, koji datiraju iz 1. milenijuma pne. e. Za proizvodnju proizvoda koristile su se i legure antimona s olovom, a valja napomenuti da se u davna vremena metalni antimon nije smatrao neovisnim metalom, već se uzimao za olovo (imitator prijelaznog kemijskog oblika proizvodnje žive). - afrodizijak za žene).
Što se tiče spojeva antimona, najpoznatiji je "sjaj antimona" - antimon sulfid Sb2S3, koji je bio poznat u mnogim zemljama. U Indiji, Mezopotamiji, Egiptu, Centralnoj Aziji i drugim azijskim zemljama od ovog minerala napravljen je fini sjajni crni prah koji se koristio u kozmetičke svrhe, posebno za izradu očne "masti za oči". Plinije Stariji naziva antimon stimmi i stibi - kozmetičkim i farmaceutskim proizvodima za šminkanje i liječenje očiju. U grčkoj literaturi aleksandrijskog razdoblja ove riječi znače crnu kozmetiku (crni puder).
Što se tiče ruske riječi "antimon", onda, najvjerovatnije, ona ima turčko porijeklo - surme. Izvorno značenje ovog izraza bilo je - mast, šminka, trljanje. To potvrđuje očuvanje ove riječi do našeg vremena na mnogim istočnim jezicima: turskom, perzijskom, uzbekistanskom, azerbejdžanskom i drugima. Prema drugim izvorima, "antimon" dolazi od perzijskog "surme" - metala. U ruskoj književnosti s početka 19. veka koriste se reči antimjak (Zaharov, 1810), surma, surma, surma kinglet i antimon.
Biti u prirodi
Uprkos činjenici da je sadržaj antimona u zemljinoj kori relativno nizak - prosječni sadržaj (klark) je 5 ∙ 10-5% (500 mg / t) - to je bilo poznato u davnim vremenima. To ne čudi, jer je antimon dio stotinjak minerala, od kojih je najčešći sjaj antimona Sb2S3 - olovno-sivi mineral s metalnim sjajem (zvani antimonit, zvani stibnit), koji sadrži više od 70% antimona i služeći kao glavna industrijska sirovina za njen prijem. Glavnina sjaja antimona formira se u hidrotermalnim naslagama, gdje njegove nakupine stvaraju naslage rude antimona u obliku žila i tijela poput listova. U gornjim dijelovima rudnih tijela, u blizini površine zemlje, sjaj antimona prolazi kroz oksidaciju, formirajući niz minerala, i to: senarmontit i valentit Sb2O3 (oba minerala istog hemijskog sastava sadrže 83,32% antimona i 16,68% kiseonik); servantit (antimonov oker) Sb2O4; stibiocanit Sb2O4 ∙ nH2O; kermesite Sb2S2O. U rijetkim slučajevima antimonove rude (zbog afiniteta sa sumporom) predstavljaju složeni sulfidi antimona, bakra, žive, olova, željeza (berthierite FeSbS4, jamesonite Pb4FeSb6S14, tetrahedrit Cu12Sb4S13, livingstonit HgSb4Sb i drugi) antimona.
Sadržaj antimona u magmatskim efuzivnim stijenama niži je nego u sedimentnim stijenama (vulkanska sublimacija duž pukotina vruće magme na katalizatoru iz kaldere - vode). U sedimentu, najveće koncentracije antimona nalaze se u škriljevcima (1,2 g / t), boksitima i fosforitima (2 g / t), a najmanje u krečnjacima i pješčenjacima (0,3 g / t). Povećane količine antimona nalaze se u pepelu od ugljena (u sukobu je s cinabarom s vodom - cinabar nastaje na arsenu).
U prirodnim spojevima, antimon, s jedne strane, pokazuje svojstva metala i tipični je halkofilni element koji stvara antimonit. Istodobno, antimon ima metaloidna svojstva, koja se očituju u stvaranju različitih sulfosalita - bulangerita, tetraedrita, bournonita, pirargirita i drugih. S brojnim metalima (paladij, arsen), antimon je sposoban stvoriti intermetalna jedinjenja. Pored toga, u prirodi se uočava izomorfna supstitucija antimona i arsena u fahlorima i geokronitu Pb5 (Sb, As) 2S8, a antimon i bizmut u kobelitu Pb6FeBi4Sb2S16 itd.
Treba napomenuti da se antimon nalazi i u matičnoj državi. Izvorni antimon je Sb mineral, ponekad sa neznatnom primjesom srebra, arsena, bizmuta (do 5%). Javlja se u obliku zrnastih masa (kristalizira u trigonalnom sistemu), sinternih formacija i romboedričnih lamelarnih kristala.
Izvorni antimon ima metalni sjaj, limenasto-bijele boje sa žutom mrljom. Nastaje s nedostatkom sumpora u niskotemperaturnim antimonu, antimonu-zlatu-srebru i bakru-olovu-cinku-antimon-srebru-arsenu, kao i visokotemperaturnim pneumatolitičko-hidrotermalnim naslagama antimon-srebro-volfram (u potonje, sadržaj antimona u potonjem može doseći Finsku - kristalni štit antimona).
Sadržaj antimona u rudnim tijelima ležišta je od 1 do 10%, u venama - od 3 do 50%, prosječni sadržaj je od 5 do 20%, ponekad i više. Tela ležišta nastaju pomoću hidrotermalnih rastvora na niskim temperaturama popunjavanjem pukotina u stijenama, kao i zamjenom potonjih mineralima antimona. Dvije vrste naslaga su od najveće industrijske važnosti: slojevita tijela, sočiva, gnijezda i stovarišta u zrelim naslagama nalik plaštima nastalim kao rezultat metasomatske zamjene krečnjaka silicijskim i antimonovim spojevima ispod zaslona škriljevca (u Kini - Sikuanshan, u ZND - Kadamjay, Tereksay Sredney, Jizhikrut Asia). Druga vrsta naslaga je sistem strmog potapanja sijekućih kvarcno-antimonitnih žila u škriljevcima (u ZND - Turgayskoye, Razdolninskoye, Sarylakh, itd .; u Južnoj Africi - Gravelot, itd.). Treće su vertikalne pukotine (regija Donjeck, jugoistok Ukrajine, Nikitovka). Bogata nalazišta minerala antimona pronađena su u Kini, Boliviji, Japanu, SAD-u, Meksiku i brojnim afričkim zemljama.
Primjena
Zbog svoje krhkosti, metalni antimon se rijetko koristi, ali budući da povećava tvrdoću ostalih metala (na primjer, kalaj i olovo) i ne oksidira u normalnim uvjetima, metalurzi ga uvode u razne legure. Ukupan broj legura koje sadrže pedeset prvi element je blizu dvjesto. Legiranje određenog broja legura antimonom bilo je poznato još u srednjem vijeku: "Ako se fuzijom određeni dio antimona doda u kalaj, dobija se tipografska legura ( garth) od kojeg je napravljen font koji koriste oni koji primaju knjige. "
Nevjerovatno je, ali takva legura - garth (na ukrajinskom - " otvrdnjavanje", - antimon, kalaj i olovo), koji sadrži od 5 do 30% Sb - nezamjenjiv atribut tipografije! U čemu je jedinstvenost legure koja je prošla kroz stoljeća? Topljeni antimon, za razliku od ostalih metala (osim bizmuta i galija) , širi se tijekom stvrdnjavanja Tako se, kada se izlijeva vrsta, tipografska legura koja sadrži antimon, koja se stvrdnjava u matrici za lijevanje, širi, zbog čega je čvrsto ispunjava i reproducira zrcalnu sliku koja se prenosi na papir. Pored toga, antimon daje tvrdoća i otpornost na habanje tipografske legure, što je važno prilikom ponovne upotrebe predloška (matrica, tipografski oblik).
Legure olova i antimona koje se koriste u hemijskom inženjerstvu (za oblaganje kupki i drugu opremu otpornu na kiseline) imaju visoku tvrdoću i otpornost na koroziju. Najpoznatija legura kamenja (sadržaj Sb od 5 do 15%) koristi se za proizvodnju cijevi kroz koje se prevoze korozivne tekućine. Omoti telegrafa, telefonskih i električnih kablova, elektroda, pločica baterija, jezgara metaka, sačme, gelera izrađeni su od iste legure. Legure ležajeva (babbits) koje sadrže kositar, bakar, olovo i antimon (Sb od 4 do 15%) pronašle su široku primjenu (izrada alatnih strojeva, željeznički i cestovni transport); imaju dovoljnu tvrdoću, visoku otpornost na habanje i visoku otpornost na koroziju . Antimon se takođe dodaje metalima namenjenim za tanke i lomljive odlivke.
Čisti antimon koristi se za dobivanje antimonida (AlSb, CaSb, InSb), kao i aditiv u proizvodnji poluprovodničkih jedinjenja. Najvažniji poluprovodnički metal, germanij, legiran je takvim antimonom (samo 0,000001%) kako bi se poboljšao njegov kvalitet. Brojni njegovi spojevi (posebno s galijumom i indijumom) su poluprovodnici. Antimon se koristi u industriji poluprovodnika ne samo kao legenda. Antimon se takođe koristi u proizvodnji dioda (AlSb i CaSb), infracrvenih detektora i uređaja sa Hall efektom. Indijum antimonid se koristi za izgradnju Hall senzora, za pretvaranje neelektričnih veličina u električne, u proračunskim uređajima, kao filter i snimač infracrvenog zračenja. Zbog velikog zazora u opsegu, AlSb se koristi za izgradnju solarnih ćelija.
"Aktivnost" antimonovih jedinjenja je takođe raznolika. Na primjer, antimonov trioksid (oksid) (Sb2O3) uglavnom se koristi kao pigment za boje, prigušivač za caklinu, sredstvo za mrvljenje u tekstilnoj industriji, u proizvodnji vatrostalnih spojeva i boja, koristi se i za proizvodnju optičkih (presvučeno) staklom, keramičkim emajlima.
Antimon pentoksid (Sb2O5) se široko koristi u proizvodnji farmaceutskih proizvoda, u proizvodnji stakla, keramike, boja, u tekstilnoj i gumarskoj industriji, kao komponenta fluorescentnih fluorescentnih lampi (u fluorescentnim lampama kalcijum halofosfat aktivira Sb) . Antimon trisulfid se koristi u proizvodnji šibica i u pirotehnici. Antimon pet sumpor koristi se za vulkanizaciju gume (za "medicinsku" gumu koja sadrži Sb2S5, karakteristične crvene boje i visoke elastičnosti). Antimon triklorid (SbCl3) koristi se za plavi čelik, pocrnjujući cink, u medicini, kao lijek u tekstilnoj industriji i kao reagens u analitičkoj kemiji.
Otrovni stibin ili antimon vodik SbH3 - koristi se kao fumigant za borbu protiv štetočina poljoprivrednih biljaka. Mnogi antimonovi spojevi mogu poslužiti kao pigmenti u bojama, na primjer, kalijev antimon (K2O * 2Sb2O5) široko se koristi u proizvodnji keramike, antimonova boja koja se temelji na antimonovom trioksidu koristi se za bojanje podvodnog dijela i nadpalublja zgrade brodova. Natrijum metastimonska kiselina (NaSbO3) nazvana "leukonin" koristi se za oblaganje kuhinjskog posuđa i u proizvodnji cakline i stakla od bijelog mlijeka.
Proizvodnja
Antimon je prilično rijedak element, u zemljinoj kori nema više od 5 ∙ 10-5%, bez obzira na to, poznato je preko stotinu minerala koji sadrže ovaj element. Rasprostranjeni i poluindustrijski vrijedni mineral antimona (ne sulfid) je sjaj antimona ili stibnit, Sb2S3, koji sadrži preko 70% antimona. Ostatak ruda antimona oštro se međusobno razlikuju po sadržaju metala - od 1 do 60%. Nepraktično je dobivanje metalnog antimona iz ruda koje sadrže manje od 10% Sb. Iz tog razloga siromašne rude se obogaćuju.
Sulfidne (najbogatije), kao i složene rude obogaćuju se flotacijom, a rude oksidirane sulfidom - kombinovanim metodama. Nakon obogaćivanja koncentrat rude sadrži od 30 do 60% Sb, takva sirovina je pogodna za preradu u antimon, koji se proizvodi pirometalurškim ili hidrometalurškim metodama. U prvoj verziji, transformacije se odvijaju u talini pod utjecajem visoke temperature, u drugoj - u vodenim otopinama antimonovih spojeva i drugih elemenata. Pirometalurške metode za proizvodnju antimona uključuju: taloženje, redukciju i direktno topljenje u osovinskim pećima. Precipitacijsko topljenje, čija je sirovina koncentrat sulfida, temelji se na istiskivanju antimona iz njegovog sulfida željezom:
Sb2S3 + 3Fe → 2Sb + 3FeS
Postupak se odvija u reflektirajućim ili rotacijskim bubnjastim pećima na sljedeći način: željezo u obliku lijevanog željeza ili čeličnih strugotina uvodi se direktno u peć, da bi se stvorila reducirajuća atmosfera koja sprečava gubitke ispuštanjem hlapljivog antimona (III) oksid, ugljen (sitni ugljen ili koks). Za šljačenje otpadnih stijena u punjenje se unose tokovi - natrijum sulfat ili soda. Šarža se topi na konstantnoj temperaturi od 1.300-1.400 o C. Kao rezultat topljenja padavina nastaje grubi antimon koji sadrži od 95 do 97% Sb (ovisno o početnom sadržaju u koncentratu) i od 3 do 5% nečistoća - gvožđa, zlata, olova, bakra, arsena i drugih metala koji su sadržani u sirovini. Oporavak antimona iz izvornog koncentrata kreće se od 77 do 92%.
Redukcijsko topljenje temelji se na redukciji antimonovih oksida u metal sa čvrstim ugljenom:
Sb2O4 + 4C → 2Sb + 4CO
Proizvodi se u reflektirajućim ili kratkotrajnim bubnjarskim pećima na temperaturi od 800-1000 o C. Naboj se sastoji od oksidirane rude, uglja (moguće ugljene prašine) i fluksa (soda, kalijum). Ispostavilo se da je grubi antimon čistiji nego kod topljenja oborina (više od 99% Sb), oporaba metala iz koncentrata iznosi 80-90%.
Direktno topljenje u osovinskim pećima koristi se za topljenje metala iz oksidiranih ili sulfidnih grudastih sirovina. Maksimalna temperatura od 1.300-1.500 o C postiže se sagorijevanjem koksa - komponenta punjenja, krečnjak, piritne žbuke ili željezna ruda djeluju kao tok. Metal se dobija redukcijom ugljenikom (ugljenom) koksom Sb2O3, kao i rezultat interakcije neoksidiranog antimonita sa Sb2O3 uz konstantno uklanjanje SO2 iz taline gasovima iz peći. Proizvodi od topljenja (sirovi metal i troska) ulivaju se u donji dio peći i iz njega se ispuštaju u taložnik.
Još jedan način dobivanja antimona, hidrometalurški, sve se više koristi u posljednje vrijeme. Sastoji se od dvije faze: prerade sirovina s prijenosom antimonovih spojeva u otopinu i odvajanjem antimona od tih otopina. Složenost metode leži u činjenici da je problematično prenijeti antimon u otopinu: većina prirodnih spojeva antimona ne rastvara se u vodi. Međutim, pronađeno je željeno otapalo - vodena otopina natrijum sulfida (120 g / l) i kaustične sode (30 g / l). Sulfid i antimonov oksid prelaze u otopinu u obliku sulfasalti i soli antimonovih kiselina. Antimon se izolira iz nastale otopine elektrolizom. Grubi antimon dobijen hidrometalurškom metodom ne razlikuje se po čistoći i sadrži od 1,5 do 15% nečistoća.
Za dobivanje antimona s manjom količinom nečistoća koristi se pirometalurško (vatreno) ili elektrolitsko rafiniranje. Najraširenija prerada požara u industriji vrši se u reverberatornim pećima. Kada se u rastopljeni grubi antimon doda stibnit, nečistoće gvožđa i bakra stvaraju sumporna jedinjenja i prelaze u mat. Arsen se uklanja u obliku natrijum-arsenata topljenjem u oksidacionoj atmosferi (puhanje zrakom) soda ili kalija, dok se uklanja i sumpor.
U prisustvu plemenitih metala, anodno elektrolitsko rafiniranje koristi se za koncentriranje plemenitih metala u mulju. Rafinirani antimon ne sadrži više od 0,5-0,8% stranih nečistoća. Međutim, čak i takav metal ne zadovoljava sve potrošače - na primjer, za industriju poluvodiča potreban je antimon čistoće 99,999%. U ovom slučaju koristi se kristalofizička metoda pročišćavanja - topljenje u zoni u atmosferi argona, u posebno kritičnim slučajevima, zonsko topljenje se ponavlja nekoliko puta.
Fizička svojstva
Antimon je poznat u kristalnom obliku i u tri amorfne modifikacije (eksplozivna, crna i žuta). Po izgledu, kristalni ili sivi antimon (njegova glavna modifikacija) je sjajni metal srebrnasto bijele boje s plavkastom bojom, koji je tanji što više nečistoća postoji (čisti element u slobodnom stanju stvara kristale slične iglicama nalik obliku zvijezda).
Mnoga mehanička svojstva ovise o čistoći metala. Sivi antimon kristalizira u trigonalnom (romboedričnom) sistemu (a \u003d 0,45064 nm, z \u003d 2, svemirska grupa R3m), njegova gustina je 6,61-6,73 g / cm3 (u tečnom stanju - 6,55 g / cm3) ... Pod pritiskom od ~ 5,5 GPa, romboedrična rešetka sumpornog antimona pretvara se u kubičnu modifikaciju SbII. Pod pritiskom od 8,5 GPa, u heksagonalni SbIII. Iznad 28 GPa nastaje SbIV. Kristalni antimon se topi na niskoj temperaturi - 630,5 o C, rastopljeni antimon počinje vreti na 1 634 o C.
Specifična toplota antimona na temperaturama od 20-100 o C iznosi 0,210 kJ / (kg * K) ili 0,0498 cal / (g * o C), toplotna provodljivost na 20 o C je 17,6 W / (m * K) ili 0,042 kal / (cm * sek * o S). Temperaturni koeficijent linearnog širenja za polikristalni antimon je 11,5 * 10-6 na temperaturama od 0 do 100 o C; za monokristal a1 \u003d 8,1 * 10-6, a2 \u003d 19,5 * 10-6 na 0-400 o C, specifični električni otpor na 20 o C iznosi 43,045 * 10-6 cm * cm.
Antimon je dijamagnetičan, njegova specifična magnetna osjetljivost je -0,66 * 10-6. Brinell-ova tvrdoća za lijevani metal iznosi 325-340 Mn / m2 (32,5-34,0 kgf / mm2); modul elastičnosti 285-300; vlačna čvrstoća 86,0 Mn / m2 (8,6 kgf / mm2). Temperatura prijelaza antimona u supravodljivo stanje je 2,7 K. Sivi antimon ima slojevitu strukturu, gdje je svaki atom Sb piramidalno povezan sa tri susjeda u sloju (međuatomska udaljenost 0,288 nm), a ima tri najbliža susjeda u drugom sloju (interatomski udaljenost 0,338 nm). Upravo je ovaj oblik antimona stabilan u normalnim uvjetima.
Oštrim hlađenjem para sumpornog antimona nastaje crni antimon (gustina 5,3 g / cm3), koji se zagrijavanjem na 400 o C bez pristupa zraku pretvara u sivi antimon. Crni antimon ima poluprovodnička svojstva. Žuti antimon nastaje djelovanjem kisika na tečni stibin SbH3 i sadrži male količine kemijski vezanog vodika. Zagrijavanjem, kao i osvjetljavanjem vidljivom svjetlošću, žuti antimon se pretvara u crni antimon.
Eksplozivni antimon izgleda poput grafita (gustina 5,64-5,97 g / cm3) i eksplodira pri udaru i trenju. Ova modifikacija nastaje tijekom elektrolize otopine SbCl3 u klorovodičnoj kiselini pri maloj gustini struje i sadrži vezani klor. Eksplozivni antimon, kada se trlja ili udari eksplozijom, pretvara se u metalni antimon.
Nemoguće je nedvosmisleno reći da je antimon metal. Čak su ga i srednjovjekovni alkemičari svrstali (međutim, poput nekih pravih metala: cinka i bizmuta, na primjer) u skupinu "polumetala", jer su bili lošije kovani, a podatnost je smatrana glavnim znakom metala, pored toga, prema alhemijski koncepti, svaki metal je bio povezan s bilo kojim nebeskim tijelom. Do tada su sva poznata nebeska tijela već bila raspodijeljena (Sunce je bilo povezano sa zlatom, Mjesec je personificirao srebro, Merkur - živa, Venera - bakar, Mars - željezo, Jupiter - kositar i Saturn - olovo), dakle, neovisno metali, prema alhemičarima, više nisu postojali.
Za razliku od većine metala, antimon je, kao prvo, krhak i pretvara se u prah (to se može učiniti u porculanskom malteru s porculanskim tučkom), a drugo, lošije provodi električnu energiju i toplotu (na 0 o C njegova električna provodljivost je samo 3,76% električna provodljivost srebra). Istovremeno, kristalni antimon ima karakterističan metalni sjaj, iznad 310 o C postaje plastičan, uz to su monokristali visoke čistoće plastični. Sa sumpornom kiselinom antimon stvara sulfat Sb2 (SO4) 3 i potvrđuje se u metalnoj kvaliteti, a dušična kiselina oksidira antimon u viši oksid nastao u obliku hidratiziranog spoja xSb2O5 * yH2O, dokazujući svoju prirodu kao nemetal. Ispostavilo se da su metalna svojstva antimona prilično slaba, međutim svojstva nemetala su mu svojstvena daleko od potpune.
Hemijska svojstva
Konfiguracija vanjskih elektrona atoma antimona je 5s25p3. U spojevima antimon pokazuje sličnosti sa arsenom, ali se od njega razlikuje po izraženim metalnim svojstvima, pokazuje oksidaciona stanja od +5, +3 i -3. Kemijski, pedeset prvi element je neaktivan - u zraku na sobnoj temperaturi, metalni antimon je stabilan, počinje oksidirati na temperaturama blizu tačke topljenja (~ 600 o C) stvaranjem antimon (III) oksida ili anhidrida antimona - Sb2O3:
4Sb + 3O2 → 2Sb2O3
iznad tačke topljenja, antimon se zapali. Antimon (III) oksid je amfoterni oksid s prevladavanjem osnovnih svojstava, netopiv, tvori minerale. Reagira s lužinama i kiselinama, a u jakim kiselinama, poput sumporne i klorovodične, antimon (III) oksid se otapa da bi stvorio soli antimona (III), u lužinama da bi stvorio soli antimona H3SbO3 ili metantimona HSbO2 kiselina:
Sb2O3 + 2NaOH → 2NaSbO2 + H2O
Sb2O3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2O
Kada se Sb2O3 u kisiku zagrije iznad 700 o C, nastaje oksid sastava Sb2O4:
2Sb2O3 + O2 → 2Sb2O4
Sb2O4 istovremeno sadrži tro- i petovalentni antimon. U svojoj strukturi, oktaedarske skupine su međusobno povezane. Ovaj antimonov oksid je najstabilniji.
Smrvljeni antimoni u prahu izgaraju u atmosferi klora, pedeset prvi element aktivno reagira s drugim halogenima, stvarajući halogenide antimona. Metalni antimon ne reagira s dušikom i vodonikom, baš kao ni sa silicijumom i borom, ugljik se malo rastvara u topljenom antimonu. Antimon se spaja sa sumporom, fosforom, arsenom i mnogim metalima tokom fuzije. Kombinirajući se s metalima, antimon tvori antimonide, na primjer, kositreni antimonid SnSb, nikal Ni2Sb3, NiSb, Ni5Sb2 i Ni4Sb. Antimonidi se mogu smatrati proizvodima zamjene vodonika u stibini (SbN3) atomima metala. Neki antimonidi, posebno AlSb, GaSb, InSb, imaju poluvodička svojstva.
Antimon je otporan na vodu i razrijeđene kiseline. Tako se, na primjer, antimon ne otapa u solnoj kiselini i razrijeđenoj sumpornoj kiselini. Ne reaguje ni sa fluorovodoničnom i fluorovodoničnom kiselinom. Međutim, koncentrirane klorovodične i sumporne kiseline polako otapaju antimon dajući klorid SbCl3 i sulfat Sb2 (SO4) 3. Slabo topljiva β-antimonska kiselina HSbO3 nastaje koncentrovanom azotnom kiselinom:
3Sb + 5HNO3 → 3HSbO3 + 5NO + H2O
Antimon se rastvara u akva regiji - u mešavini azotne i vinske kiseline. Otopine lužina i NH3 nemaju utjecaja na antimon; rastopljene lužine otapaju antimon da bi stvorile antimonate.
Kada se zagrije s nitratima ili hloratima alkalnih metala, antimoni u prahu sa bljeskom stvaraju soli antimonske kiseline. Od praktičnog interesa su slabo topive soli antimonove kiseline - antimonati (MeSbO3 * 3H2O, gdje je Me Na, K) i soli neizabrane metastimonske kiseline - metaantimoniti (MeSbO2 * 3H2O), koji imaju reducirajuća svojstva. Antimonati (III) alkalnih metala, posebno kalijuma, topljivi su u vodi, za razliku od ostalih antimonata.
Zagrijani na zraku, oksidiraju u antimonate (V). Poznati metaantimonati (III), na primjer KSbO2, ortoantimonati (III), kao što je Na3SbO3, i poliantimonati, na primjer NaSb5O8, Na2Sb4O7. Elemente rijetke zemlje karakterizira stvaranje ortoantimonata LnSbO3 i Ln3Sb5O12. Antimonati nikla, mangana su katalizatori u organskoj sintezi (reakcije oksidacije i polikondenzacije), antimonati retkih zemaljskih elemenata su luminofori.
Od važnih jedinjenja antimona, osim oksida (III), izolirani su i: hidrid (stibin) SbN3 - bezbojni otrovni gas nastao dejstvom HCl na antimonide magnezijuma ili cinka ili rastvor solne kiseline SbCl3 na NaBH4 . Stibina se polako raspada na sobnoj temperaturi u antimon i vodonik, proces se značajno ubrzava zagrijavanjem na 150 o C; oksidira, sagorijeva u zraku; slabo rastvorljiv u vodi; koristi se za dobivanje antimona visoke čistoće. Drugi važan sastojak pedeset prvog elementa je antimon (V) oksid ili anhidrid antimona, Sb2O5 (žuti kristali, koji se rastvaraju u vodi, tvoreći antimonsku kiselinu) ima uglavnom kisela svojstva.
Zanimljivo je da se niži antimonov oksid (Sb2O3) naziva anhidrid antimona, iako je ova tvrdnja netačna, jer je anhidrid oksid koji stvara kiselinu, a u Sb (OH) 3, hidratu Sb2O3, osnovna svojstva očito prevladavaju nad kiselim . Dakle, svojstva donjeg antimonovog oksida ukazuju da je antimon metal. Međutim, viši antimonov oksid Sb2O5 zaista je anhidrid s jasno izraženim kiselim svojstvima, što govori u prilog činjenici da je antimon još uvijek nemetal. Ispostavilo se da se dualizam uočen u fizičkim karakteristikama antimona prati i u hemijskim svojstvima antimona.
Antimonit. Županija White Caps Mine Nevada, SAD. Foto: A.A. Evseev.
Korišćenje materijala sa veb stranice http://i-Think.ru/
ADR 6.1
Otrovne supstance (otrov)
Opasnost od trovanja udisanjem, kontaktom s kožom ili gutanjem. Opasni su za vodenu sredinu ili kanalizacijski sistem
Koristite masku za hitno napuštanje vozila
Bijeli romb, ADR broj, crna lubanja i poprečne kosti
ADR 8
Korozivne (kaustične) supstance
Opasnost od opekotina od korodirane kože. Oni mogu burno reagirati jedni s drugima (komponente), vodom i drugim supstancama. Prosipanje / prosipanje može dati korozivnu paru.
Opasni su za vodenu sredinu ili kanalizacijski sistem
Bijela gornja polovina romba, crna - donja, jednake veličine, ADR broj, epruvete, šake
| Naziv posebno opasnog tereta tokom transporta | soba UN | Razred ADR |
| ANTIMONIJA - PRAH | 2871 | 6.1 |
| Antimon pentafluorid ANTIMONY PENTAFLUORIDE | 1732 | 8 |
| LAKTAT ANTIMONIJE | 1550 | 6.1 |
| Antimon pentafluorid | 1732 | 8 |
| TEČNOST PENTAKLORIDA ANTIMONIJE | 1730 | 8 |
| ANTIMONIJSKI RJEŠENJE PENTAKLORIDA | 1731 | 8 |
| ANTIMONIJSKI SPOJ, ANORGANSKA TEČNOST, N.Z.K. | 3141 | 6.1 |
| ANTIMONIJSKI SPOJ, ANORGANSKI, ČVRSTI, N.Z.K. | 1549 | 6.1 |
| ANTIMONIJSKI TRIKLORID, ČVRSTO | 1733 | 8 |
| TARTRAT ANTIMONIJE-KALIJ | 1551 | 6.1 |
Antimon (engleski Antimon, francuski Antimoine, njemački Antimon) je odavno poznat i u obliku metala i u obliku određenih spojeva. Berthelot opisuje fragment vaze od metalnog antimona pronađen u Tellu (južna Babilonija) i datira s početka 3. vijeka. Pne e. Pronađeni su i drugi predmeti izrađeni od metalnog antimona, posebno u Gruziji, koji datiraju iz 1. milenijuma pne. h. Antimonova bronza je dobro poznata i koristila se tokom razdoblja drevnog babilonskog kraljevstva; bronza je sadržavala bakar i aditive - kalaj, olovo i značajne količine antimona. Legure antimona sa olovom koristile su se za proizvodnju raznih proizvoda. Treba napomenuti, međutim, da se u davna vremena metalni antimon očito nije smatrao pojedinačnim metalom, već se uzimao za olovo. Od jedinjenja antimona u Mezopotamiji, Indiji, Centralnoj Aziji i drugim azijskim zemljama, bio je poznat sumporni antimon (Sb 2 S 3) ili mineral "antimon sjaj". Od minerala je napravljen fini, sjajni crni prah, koji se koristio u kozmetičke svrhe, posebno za šminkanje očiju "mast za oči". Međutim, suprotno svim ovim informacijama o dugogodišnjoj distribuciji antimona i njegovih spojeva, poznati istraživač na polju arheološke hemije Lucas tvrdi da je antimon u drevnom Egiptu bio gotovo nepoznat. Tamo je, piše, utvrđen samo jedan slučaj upotrebe metalnog antimona i nekoliko slučajeva upotrebe antimonovih spojeva. Pored toga, prema Lucasu, antimon je prisutan samo u obliku nečistoća u svim arheološkim metalnim predmetima; sumporni antimon, barem do vremena Novog kraljevstva, uopće se nije koristio za šminkanje, o čemu svjedoči bojenje mumija. U međuvremenu, još u III milenijumu pr. e. u azijskim zemljama i u samom Egiptu postojao je kozmetički proizvod nazvan stabljika, mjesto ili stimulus; u II milenijumu pne. e. pojavljuje se indijska riječ za antimon; ali svi su se ti nazivi koristili uglavnom za olovni sulfid (olovni sjaj). U Siriji i Palestini, mnogo prije početka naše ere. crna šminka zvala se ne samo stimmi, već i kahkhal ili kogol, što je u sva tri slučaja značilo bilo koji fini suhi prah ili puder u prahu u obliku masti. Kasniji pisci (oko početka naše ere), na primjer Plinije, nazivaju stimmi i stibi - kozmetička i farmaceutska sredstva za šminkanje i liječenje očiju. U grčkoj literaturi aleksandrijskog razdoblja ove riječi također znače crnu kozmetiku (crni puder). Ova imena prelaze u arapsku književnost s određenim varijacijama. Dakle, u Avicenninom "Kanonu medicine", zajedno sa stimmy, pojavljuje se i itmid, ili atemid - prah ili sediment (pasta) od olova. Kasnije se u literaturi pojavljuju riječi al-kakhkhal (mračan), alkohol, alkohol, koji se uglavnom odnose na olovni sjaj. Smatralo se da kozmetički i medicinski proizvodi za oči sadrže određeni misteriozni duh, pa su se zato hlapljive tečnosti počele nazivati \u200b\u200balkoholom. Alkemičari su antimon, kao i olovo, nazivali sjajem Antimoniuma. U rječniku Ruland (1612) ova je riječ objašnjena kao alkofol, kamen napravljen od olovnih vena rude, markazita, saturna, antimona (Stibium) i stibija, ili stimmy, kao crni sumpor ili mineral koji Nijemci nazivaju Spiesglas , kasnije Bpiesglanz (vjerojatno izvedeno iz stibija). Međutim, uprkos takvoj zbrci u imenima, antimon i njegova jedinjenja su se u alhemijskom periodu u zapadnoj Evropi konačno razlikovali od olova i njegovih jedinjenja. Već u alhemijskoj literaturi, kao i u spisima renesanse, metalni i sumporni antimon obično se opisuje prilično tačno. Od XVI vijeka. antimon se počeo koristiti u razne svrhe, posebno u metalurgiji zlata, za poliranje ogledala, a kasnije u štampi i medicini. Porijeklo riječi "antimon", koja se pojavila nakon 1050. godine, objašnjava se na različite načine. Poznata je priča Vasilija Valentinea o tome kako ju je jedan monah, koji je otkrio snažno laksativno djelovanje sumpora sumpora na svinju, preporučio svojim suborcima. Rezultat ovog medicinskog savjeta pokazao se žalosnim - nakon što su uzeli lijek, svi su redovnici umrli. Stoga, kao da je antimon dobio ime izvedeno od "anti-monachium" (lijek protiv redovnika). Ali sve je ovo više anegdota. Riječ "antimon" najvjerojatnije je jednostavno transformirana arapska arapska sredina ili atemida. Postoje, međutim, i druga objašnjenja. Dakle, neki autori vjeruju da je "antimon" rezultat smanjenja grčkog jezika. anthos amonos, ili cvijet boga Amona (Jupiter); pa je navodno nazvan sjaj antimona. Drugi proizvode "antimon" iz grčkog. anti-monos (protivnik privatnosti), ističući da se prirodni antimon uvijek kombinira s drugim mineralima. Ruska riječ za antimon je turskog porijekla; izvorno značenje ove riječi je šminka, mast, trljanje. Ovo je ime sačuvano u mnogim orijentalnim jezicima (perzijski, uzbečki, azerbejdžanski, turski itd.) Do naših vremena. Lomonosov je element smatrao "polumetalnim" i nazvao ga antimonom. Uz antimon, javlja se i naziv antimon. U ruskoj književnosti s početka 19. veka. koriste se riječi antimon (Zakharov, 1810), surma, syurma, surma kinglet i antimon.