Metalni antimon. Svojstva antimona

Antimon je otrovan metal (polumetal),
koristi se u metalurgiji, medicini i tehnologiji
Otrovno i otrovno kamenje i minerali

Antimon (latinski Stibium, simboliziran Sb) je element s atomskim brojem 51 i atomskom težinom 121,75. To je element glavne podgrupe pete grupe, petog perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D.I. Mendeljejev. Antimon je metal (polumetal) srebrno-bijele boje s plavičastom nijansom, krupnozrnate strukture. U svom uobičajenom obliku formira kristale metalnog sjaja i gustine od 6,68 g/cm3.

Po izgledu podsjeća na metal, kristalni antimon je krhak i slabije provodi toplinu i električnu energiju od običnih metala. U prirodi su poznata dva stabilna izotopa: 121Sb (izotopska zastupljenost 57,25%) i 123Sb (42,75%). Na fotografiji - Antimon. Tulare County California. SAD. Foto: A.A. Evseev.

Čovječanstvo je poznavalo antimon od davnina: u istočnim zemljama korišten je oko 3000 godina prije Krista. e. za izradu posuda. Antimonov spoj - antimonov sjaj (prirodni Sb2S3) korišten je za farbanje obrva i trepavica u crno. U starom Egiptu prah ovog minerala zvao se mesten ili stablo, jer je antimon kod starih Grka bio poznat pod nazivima stími i stíbi, pa otuda i latinski stibium.

Metalni antimon se rijetko koristi zbog svoje krhkosti, međutim, zbog činjenice da povećava tvrdoću drugih metala (kalaj, olovo) i ne oksidira u normalnim uvjetima, metalurzi ga često uvode kao legirajući element u sastav raznih legure. Legure koje koriste pedeset i prvi element naširoko se koriste u raznim oblastima: za baterije, štamparske fontove, ležajeve (babitete), sita za rad s izvorima jonizujućeg zračenja, posuđe, umjetničke odljevke itd.

Čisti metalni antimon se uglavnom koristi u industriji poluvodiča za proizvodnju antimonida (antimonovih soli) sa poluvodičkim svojstvima. Antimon je dio sintetičkih medicinskih preparata. Jedinjenja antimona također se široko koriste: antimonovi sulfidi se koriste u proizvodnji šibica i u industriji gume. Antimon oksidi se koriste u proizvodnji vatrostalnih jedinjenja, keramičkih emajla, stakla, boja i keramičkih proizvoda.

Antimon je mikroelement (sadržaj u ljudskom tijelu je 10-6% po masi). Poznato je da antimon stvara veze sa atomima sumpora, što uzrokuje njegovu visoku toksičnost. Antimon ispoljava iritativno i kumulativno dejstvo, akumulira se u štitnoj žlezdi, inhibira njenu funkciju i izaziva endemska struma. Prašina i isparenja uzrokuju krvarenje iz nosa, antimonsku "livničku groznicu", pneumosklerozu, utiču na kožu i remete seksualne funkcije. Međutim, od davnina su se spojevi antimona koristili u medicini kao vrijedni lijekovi.

Biološka svojstva

Antimon je element u tragovima i nalazi se u mnogim živim organizmima. Utvrđeno je da je sadržaj pedeset prvog elementa (na sto grama suhe tvari) 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% po težini. Pedeset prvi element ulazi u organizam životinja i ljudi preko organa za disanje (sa udisanim vazduhom) ili gastrointestinalnog trakta (s hranom, vodom, lekovima), prosečan dnevni unos je oko 50 mcg. Glavni depoi za akumulaciju antimona su štitaste žlezde, jetra, slezena, bubrezi, koštano tkivo, akumulacija se dešava i u krvi (pretežno antimon se akumulira u oksidacionom stanju +3 u eritrocitima, u krvnoj plazmi - u oksidacionom stanju +5).

Metal se iz organizma oslobađa prilično sporo, uglavnom kroz urin (80%) i u malim količinama kroz feces. Međutim, fiziološka i biohemijska uloga antimona je još uvijek nepoznata i slabo proučavana, pa nema podataka o kliničkim manifestacijama nedostatka antimona.

Međutim, poznati su podaci o maksimalno dozvoljenim koncentracijama elementa za ljudski organizam: 10-5-10-7 grama na 100 grama suvog tkiva. U većim koncentracijama antimon inaktivira (sprečava rad) niz enzima metabolizma lipida, ugljikohidrata i proteina (moguće kao rezultat blokiranja sulfhidrilnih grupa).

Činjenica je da su antimon i njegovi derivati ​​otrovni - Sb stvara veze sa sumporom (na primjer, reagira sa SH grupama enzima), što uzrokuje njegovu visoku toksičnost. Prekomjerno se nakupljajući u štitnoj žlijezdi, antimon inhibira njenu funkciju i uzrokuje endemsku strumu. Kada se proguta, antimon i njegova jedinjenja ne izazivaju trovanje, jer se soli Sb (III) hidroliziraju i formiraju slabo topljive produkte koji se izlučuju iz organizma: uočava se iritacija želučane sluznice, javlja se refleksno povraćanje i gotovo cijela količina Uzeti antimon se izbacuje zajedno sa povraćanjem od strane masa.

Međutim, nakon uzimanja značajnih količina antimona ili uz produženu upotrebu, mogu se uočiti oštećenja gastrointestinalnog trakta: čirevi, hiperemija, oticanje sluznice. Jedinjenja antimona (III) su toksičnija od jedinjenja antimona (V) - oni su bioraspoloživi. Prag za percepciju ukusa u vodi je 0,5 mg/l. Smrtonosna doza za odraslu osobu je 100 mg, za djecu - 49 mg. MPC Sb u zemljištu je 4,5 mg/kg.

U vodi antimon spada u drugu klasu opasnosti, ima maksimalno dozvoljenu koncentraciju od 0,005 mg/l, utvrđenu prema sanitarno-toksikološkom LPV. U prirodnim vodama standard je 0,05 mg/l. U industrijskim otpadnim vodama koje se ispuštaju u postrojenja za prečišćavanje sa biofilterima, sadržaj antimona ne bi trebao biti veći od 0,2 mg/l.

Prašina i isparenja uzrokuju krvarenje iz nosa, antimonsku "livničku groznicu", pneumosklerozu, utiču na kožu i remete seksualne funkcije. Za aerosole antimona, maksimalno dozvoljena koncentracija u vazduhu radnog prostora je 0,5 mg/m3, u atmosferskom vazduhu 0,01 mg/m3. Kada se utrlja u kožu, antimon izaziva iritaciju, eritem i pustule slične velikim boginjama.

Ovakva oštećenja mogu se uočiti kod zanimanja koja se bave antimonom: emajlira (upotreba antimon oksida), štampara (rad sa štamparskim legurama, britanskim metalom). U slučaju kronične intoksikacije organizma antimonom, potrebno je poduzeti preventivne mjere, ograničiti njegov unos, provesti simptomatsko liječenje i eventualno koristiti kompleksne agense.

Međutim, unatoč negativnim faktorima povezanim s toksičnošću antimona, on se, kao i njegovi spojevi, koristi u medicini. Još u XV-XVI vijeku. Preparati antimona su se koristili kao lekovi, uglavnom kao ekspektoransi i emetici. Da bi izazvao povraćanje, pacijentu je dato vino koje se čuva u posudi od antimona. Jedno od jedinjenja antimona, KC4H4O6(SbO) * H2O, naziva se emetikom za zubni kamenac. Mehanizam djelovanja takvog lijeka opisan je gore.

Antimon. Monarch r-k (Sb), Gravelotte, Limpopo prov. Južna Afrika. Foto: A.A. Evseev.

Zanimljivosti

Jedna od najmodernijih metoda "upotrebe" antimona ušla je u arsenal kriminologa. Činjenica je da metak s puškom ostavlja iza sebe (tracer) vrtložni tok - "trag", u kojem se nalaze udjeli brojnih elemenata - olova, antimona, barija, bakra. Dok se talože, ostavljaju nevidljiv "otisak" na površini.

Međutim, te su čestice bile nevidljive tek nedavno; moderni razvoji omogućavaju određivanje prisutnosti čestica i smjera leta metka. To se događa na sljedeći način: na površinu se postavljaju trake mokrog filter papira, zatim se stavljaju u akcelerator čestica (sinhrofazatron) i bombardiraju neutronima. Kao rezultat „ljuštenja“, neki od atoma prebačenih na papir (uključujući atome antimona) pretvaraju se u nestabilne radioaktivne izotope, a stepen njihove aktivnosti omogućava da se proceni sadržaj ovih elemenata u uzorcima i na taj način odredi putanja i dužina leta metka, karakteristike metka, oružje i municija.

Mnogi poluprovodnički materijali koji sadrže antimon dobijeni su u uslovima nulte gravitacije na brodu oko Zemljine svemirske orbitalne naučne stanice Saljut-6 i Skylab.

Autor "Avanture dobrog vojnika Švejka" u priči "Kamen života" iznosi jednu od verzija porekla naziva "antimon". Godine 1460. iguman manastira Stahlhausen u Bavarskoj, otac jednog samostana, tražio je kamen filozofije (amalgam zlata i rutije - "bijelo zlato", isparilo u zlato). U tim dalekim vremenima, teško da bi bilo moguće pronaći barem jedan samostan u čijim ćelijama i podrumima se ne bi obavljali alhemijski radovi (Španija, Almaden, najveće svjetsko nalazište industrijskog crvenog cinobera - živinog sulfida, satelit naslage antimona, suva vulkanska sublimacija na vrućim batolitima). Na slici ispod prikazane su naslage tipa “cinober” i cinober, pratilac antimona u naslagama.

Crni stibnit - antimonov sulfid, sa satelitima - sivi kalcedon
i crveni cinober u druzu, Nikitovka, Donjecka oblast, jugoistok Ukrajine

U jednom od eksperimenata, opat je pomiješao pepeo Jovanke Orleanske („Djevice od Orleana“ - ponos Francuske) u loncu sa pepelom i dvostrukom količinom zemlje uzete sa mjesta spaljivanja (cinobera). Monah počeo da zagreva ovu "paklenu mešavinu". Nakon isparavanja sa ugljem rezultat je bila teška tamna supstanca sa metalnim sjajem (živa). Rezultat je uznemirio opata - knjiga kaže da dragoceni "kamen filozofa" treba da bude bez težine i providan ( greške u prijevodu - skupi i blistavih boja).

Razočaran „jeretičkom naukom“, Leonard je nastalu supstancu bacio u manastirsko dvorište (sa pepelom - stibnitom). Ubrzo je primijetio da svinje voljno ližu "kamen" (pepelju) koji je izbacio i brzo su se ugojile. Odlučivši da su otkrili hranljivu materiju koja može nahraniti gladne, monah je pripremio novi deo „kamena života“, zdrobio ga i dodao ovaj prah u kašu koju su jela njegova mršava braća u Hristu. Sutradan je četrdeset monaha manastira umrlo u strašnim mukama. Kajući se za ono što je učinio, opat je prokleo eksperimente i preimenovao „kamen života“ u antimonijum, odnosno lek „protiv monaha“. Ne možete jamčiti za autentičnost priče, baš kao ni autor ove verzije.

Kemičari srednjeg vijeka u zapadnoj Europi (Španija) otkrili su da se gotovo svi metali često otapaju u rastopljenom antimonu (element "kamena filozofa-II" - nakon žive i njenih amalgama). Antimon je metal koji proždire druge metale - "hemijski grabežljivac". Možda je slično razmišljanje dovelo do simboličke slike antimona u obliku lika vuka sa otvorenim (razjapljenim) ustima (opekotine od hemijske proizvodnje antimona - „Paklena ili Đavolja usta“, Almaden, Španija, Njegova katolička crkva Veličanstvo kralj Španije).

U arapskoj literaturi sjaj od olova i antimona nazivao se al-qakhal (šminka), alko(g)ol, alkoholol. Verovalo se da kozmetika i lekovi za oči sadrže tajanstveni duh (džin), pa su se, verovatno, isparljive tečnosti nazvali alkoholom.

Svima je poznat izraz “antimoniziranje obrva” (nanošenje šminke na lice), koji je ranije označavao kozmetičku operaciju upotrebom antimon sulfidnog praha Sb2S3. Činjenica je da jedinjenja antimona imaju različite boje: neke su crne, druge su narandžasto-crvene. Od pamtivijeka, Arapi su u istočnim zemljama trgovali bojom za obrve, koja je sadržavala antimon. Autor romana “Samvel” detaljno opisuje tehniku ​​ove estetske operacije: “Mladić izvadi kožnu torbicu iz njedara, uze tanak, šiljasti zlatni štapić, prinese ga usnama, udahne na nju tako da postao je mokar i umočio ga u prah. Štap je bio prekriven tankim slojem crne prašine. Počeo je stavljati antimon na oči." Prilikom arheoloških iskopavanja drevnih grobova na teritoriji Jermenije, otkriveni su svi gore opisani kozmetički dodaci: tanki šiljasti zlatni štapić i sićušna kutija od uglačanog mramora (krađa u Vakeu u Španiji, srednjem vijeku, zapadnoj Evropi).

Priča

Ime pronalazača antimona nije poznato, jer je ovaj metal čovjeku poznat još od praistorije. Proizvodi napravljeni od antimona i njegovih legura (posebno antimon sa bakrom) ljudi su koristili milenijumima; antimonova bronza, koja se koristila za vreme Babilonskog kraljevstva, sastojala se od bakra i dodatka kalaja, olova i antimona. Arheološki nalazi su potvrdili pretpostavke da je u Babilonu već 3 hiljade godina pr. (zajedno sa svojim geološkim pratiocem - crvenim cinoberom) posude su napravljene od antimona, na primjer, poznat je opis fragmenata vaze od metalnog antimona pronađenih u Tellu (južna Babilonija). Otkriveni su i drugi predmeti od antimona, posebno u Gruziji, koji datiraju iz 1. milenijuma prije Krista. e. Za izradu proizvoda korištene su i legure antimona i olova, a treba napomenuti da se u antičko doba metalni antimon nije smatrao samostalnim metalom, te se pogrešno smatrao olovom (simulator prijelaznog kemijskog industrijskog oblika žive - afrodizijak za žene).

Što se tiče jedinjenja antimona, najpoznatiji je "antimonov sjaj" - antimonov sulfid Sb2S3, koji je bio poznat u mnogim zemljama. U Indiji, Mezopotamiji, Egiptu, Centralnoj Aziji i drugim azijskim zemljama od ovog minerala se pravi tanak sjajni crni prah koji se koristi u kozmetičke svrhe, posebno za šminkanje očiju, „mast za oči“. Plinije Stariji antimon naziva stimmi i stibi - kozmetičkim i farmaceutskim proizvodima za šminkanje i tretman očiju. U grčkoj književnosti aleksandrijskog perioda ove riječi znače crnu kozmetiku (crni prah).

Što se tiče ruske riječi "antimon", onda najvjerovatnije ima tursko porijeklo - surme. Prvobitno značenje ovog izraza bilo je mast, šminka, trljanje. To potvrđuje i očuvanje ove riječi do danas u mnogim istočnim jezicima: turskom, perzijskom, uzbečkom, azerbejdžanskom i drugim. Prema drugim izvorima, "antimon" dolazi od perzijskog "surme" - metal. U ruskoj književnosti ranog 19. stoljeća koriste se riječi surmjak (Zaharov, 1810), surma, surma, surma kinglet i antimon.

Biti u prirodi

Uprkos činjenici da je sadržaj antimona u zemljinoj kori relativno nizak - prosečan sadržaj (klarka) je 5∙10-5% (500 mg/t) - to je bilo poznato u antičko doba. To nije iznenađujuće, jer antimon je dio stotinjak minerala, od kojih je najčešći antimonov sjaj Sb2S3 - olovno sivi mineral metalnog sjaja (također poznat kao stibnit, poznat i kao stibnit), koji sadrži više od 70 % antimona i služi kao glavna industrijska sirovina za njegovo dobijanje. Najveći dio antimonovog sjaja nastaje u hidrotermalnim naslagama, gdje njegove akumulacije stvaraju naslage rude antimona u obliku vena i pločastih tijela. U gornjim dijelovima rudnih tijela, blizu površine zemlje, antimonov sjaj podliježe oksidaciji, formirajući niz minerala i to: senarmontit i valentit Sb2O3 (oba minerala istog hemijskog sastava, sadrže 83,32% antimona i 16,68% kisika ); komoda (antimon oker) Sb2O4; stibiokanit Sb2O4∙nH2O; cermesite Sb2S2O. U rijetkim slučajevima rude antimona (zbog afiniteta sa sumporom) predstavljaju kompleksni sulfidi antimona, bakra, žive, olova, željeza (bertijerit FeSbS4, jamesonit Pb4FeSb6S14, tetraedrit Cu12Sb4S13), kao i livestonit oksidi i drugi. oksihloridi (senarmontit, nadorit PbClS bO2) antimon

Sadržaj antimona u magmatskim efuzivnim stijenama je niži nego u sedimentnim stijenama (vulkanska sublimacija duž pukotina od vruće magme na katalizatoru iz kaldere - voda). U sedimentnim stijenama najveće koncentracije antimona nalaze se u škriljcima (1,2 g/t), boksitima i fosforitima (2 g/t), a najmanje u krečnjacima i pješčanicima (0,3 g/t). Povećane količine antimona nalaze se u pepelu od uglja (konflikt je sa vodom i cinoberom – cinober nastaje na arsenu).

U prirodnim jedinjenjima, antimon, s jedne strane, pokazuje svojstva metala i tipičan je halkofilni element, formirajući stibnit. Istovremeno, antimon ima svojstva metaloida, što se očituje u stvaranju različitih sulfosoli - bulangerita, tetraedrita, burnonita, pirargirita i drugih. Uz niz metala (paladij, arsen), antimon je sposoban da stvori intermetalna jedinjenja. Osim toga, u prirodi je uočena izomorfna zamjena antimona i arsena u fahlorima i geokronitu Pb5(Sb, As)2S8 i antimonu i bizmutu u kobelitu Pb6FeBi4Sb2S16, itd.

Vrijedi napomenuti da se antimon nalazi iu svom izvornom stanju. Prirodni antimon je mineral sastava Sb, ponekad sa malom primjesom srebra, arsena, bizmuta (do 5%). Javlja se u obliku zrnastih masa (kristalizira u trigonalnom sistemu), sinter formacija i romboedarskih lamelarnih kristala.

Prirodni antimon ima metalni sjaj, kalaj-bijele boje sa žutim mrljama. Nastaje usled nedostatka sumpora u niskotemperaturnim naslagama antimona, antimon-zlato-srebra i bakra-olovo-cink-antimon-srebro-arsenik, kao i visokotemperaturnih pneumatolit-hidrotermalnih naslaga antimona-srebra-volframa (u potonjem, sadržaj antimona može dostići kristalne vrijednosti - Seinäjoki u Finskoj – kristalni štit antimona).

Sadržaj antimona u pločastim rudnim tijelima je od 1 do 10%, u žilama - od 3 do 50%, prosječni sadržaj je od 5 do 20%, ponekad i više. Slojevita rudna tijela nastaju kroz niskotemperaturne hidrotermalne otopine popunjavanjem pukotina u stijenama, kao i zamjenom potonjih mineralima antimona. Dvije vrste ležišta su od glavnog industrijskog značaja: tijela slojeva, sočiva, gnijezda i štokvork u zrelim naslagama u obliku plašta nastalih kao rezultat metasomatske zamjene krečnjaka ispod škriljca sa spojevima silicijuma i antimona (u Kini - Xikuanshan, u CIS - Kadamdzhai, Tereksai, Dzhizhikrut u srednjoj Aziji). Drugi tip ležišta je sistem strmo ronećih poprečnih kvarc-antimonitnih žila u škriljcima (u ZND - Turgai, Razdolninskoe, Sarylakh, itd.; u Južnoj Africi - Gravelot, itd.). Treće – vertikalne pukotine (Donjecka oblast, jugoistok Ukrajine, Nikitovka). Bogata nalazišta minerala antimona otkrivena su u Kini, Boliviji, Japanu, SAD-u, Meksiku i nizu afričkih zemalja.

Aplikacija

Zbog svoje krhkosti metalni antimon se rijetko koristi, ali budući da povećava tvrdoću drugih metala (na primjer, kalaja i olova) i ne oksidira u normalnim uvjetima, metalurzi ga uvode u razne legure. Ukupan broj legura koje sadrže pedeset i prvi element približava se dvije stotine. Legiranje određenog broja legura sa antimonom bilo je poznato još u srednjem veku: „Ako se legiranjem kalaju doda određeni deo antimona, dobija se štamparska legura ( garth), od kojih je napravljen tip koji koriste oni koji primaju knjige."

Nevjerovatno, takva legura - garth(iz ukrajinskog - " otvrdnjavanje", - antimon, kalaj i olovo), koji sadrži od 5 do 30% Sb - neizostavan atribut štamparije! Šta je jedinstveno u leguri koja je prošla kroz vekove? Rastopljeni antimon, za razliku od drugih metala (osim bizmuta i galija ), širi se kada se stvrdne, povećava svoj volumen. Tako se prilikom livenja fonta tipografska legura koja sadrži antimon, koja se učvršćuje u matrici za livenje, širi, zbog čega je gusto ispunjava i reprodukuje zrcalnu sliku koja se prenosi na papir. Osim toga, antimon daje tipografskoj leguri tvrdoću i otpornost na habanje, što je važno pri ponovnoj upotrebi šablona (matrice, tipografske forme).

Legure olova i antimona koje se koriste u hemijskom inženjerstvu (za oblaganje kade i druge opreme otporne na kiseline) imaju visoku tvrdoću i otpornost na koroziju. Najpoznatija legura hartble (sadržaj Sb od 5 do 15%) koristi se za izradu cijevi kroz koje se transportuju agresivne tekućine. Ista se legura koristi za izradu školjki telegrafskih, telefonskih i električnih kablova, elektroda, ploča baterija, jezgara metaka, sačme i gelera. Legure ležaja (babiti) koje sadrže kalaj, bakar, olovo i antimon (Sb od 4 do 15%) imaju široku primenu (mašinogradnja, železnički i drumski transport), imaju dovoljnu tvrdoću, visoku otpornost na habanje i visoku otpornost na koroziju. Antimon se također dodaje metalima namijenjenim za tanke i lomljive odljevke.

Čisti antimon se koristi za dobijanje antimonida (AlSb, CaSb, InSb), a takođe i kao aditiv u proizvodnji poluprovodničkih jedinjenja. Najvažniji poluprovodnički metal, germanijum, je dopiran takvim antimonom (samo 0,000001%) kako bi se poboljšali njegovi kvaliteti. Brojna njegova jedinjenja (posebno sa galijumom i indijem) su poluprovodnici. Antimon se koristi u industriji poluvodiča ne samo kao legenda. Antimon se također koristi u proizvodnji dioda (AlSb i CaSb), infracrvenih detektora i uređaja s Hallovim efektom. Indijum antimonid se koristi za konstruisanje Holovih senzora, za pretvaranje neelektričnih veličina u električne, u kompjuterima, kao filter i registrator infracrvenog zračenja. Zbog velikog pojasa, AlSb se koristi za izgradnju solarnih ćelija.

„Aktivnosti“ jedinjenja antimona su takođe različite. Na primjer, antimonov trioksid (Sb2O3) se uglavnom koristi kao pigment za boje, sredstvo za zatamnjenje emajla, jedkalo u tekstilnoj industriji, u proizvodnji vatrootpornih smjesa i boja; također se koristi za proizvodnju optičkih ( premazani) stakleni i keramički emajli.

Antimonov pentoksid (Sb2O5) ima široku primenu u proizvodnji farmaceutskih proizvoda, u proizvodnji stakla, keramike, boja, u tekstilnoj i gumarskoj industriji, kao komponenta fluorescentnih fluorescentnih lampi (u fluorescentnim lampama, Sb se aktivira kalcijum halofosfatom) . Antimon trisulfid se koristi u proizvodnji šibica i pirotehnici. Antimon pentasulfur koristi se za vulkanizaciju gume (medicinska guma, koja sadrži Sb2S5, ima karakterističnu crvenu boju i visoku elastičnost). Antimon trihlorid (SbCl3) se koristi za plavljenje čelika, crnjenje cinka, u medicini, kao jedkalo u tekstilnoj proizvodnji i kao reagens u analitičkoj hemiji.

Otrovni stibin ili antimonski vodonik SbH3 - koristi se kao fumigant za suzbijanje štetočina insekata poljoprivrednih biljaka. Mnoga jedinjenja antimona mogu poslužiti kao pigmenti u bojama, na primer, kalijum antimon (K2O * 2Sb2O5) ima široku primenu u proizvodnji keramike, antimonova boja na bazi antimon trioksida se koristi za farbanje podvodnog dela i nadpalube konstrukcije brodova. Natrijum metaantimon (NaSbO3) nazvan leukonin koristi se za premazivanje kuhinjskog posuđa i u proizvodnji emajla i bijelog mliječnog stakla.

Proizvodnja

Antimon je prilično rijedak element, u zemljinoj kori ga nema više od 5∙10-5%, međutim, poznato je preko stotinu minerala koji sadrže ovaj element. Uobičajeni i poluindustrijski mineral antimona (ne sulfid) je antimonov sjaj, ili stibnit, Sb2S3, koji sadrži preko 70% antimona. Preostale rude antimona oštro se razlikuju jedna od druge po sadržaju metala - od 1 do 60%. Nepraktično je dobiti metalni antimon iz ruda koje sadrže manje od 10% Sb. Iz tog razloga se obogaćuju niskokvalitetne rude.

Sulfidne (najbogatije) kao i složene rude obogaćuju se flotacijom, a sulfid-oksidirane rude obogaćuju se kombinovanim metodama. Nakon obogaćivanja, koncentrat rude sadrži od 30 do 60% Sb, takve sirovine su pogodne za preradu u antimon, koji se proizvodi pirometalurškim ili hidrometalurškim metodama. U prvoj verziji, transformacije se javljaju u talini pod utjecajem visoke temperature, u drugoj - u vodenim otopinama spojeva antimona i drugih elemenata. Pirometalurške metode za proizvodnju antimona uključuju: taloženje, redukciju i direktno topljenje u osovinskim pećima. Taljenje padavina, čija je sirovina sulfidni koncentrat, zasniva se na istiskivanju antimona iz njegovog sulfida gvožđem:

Sb2S3 + 3Fe → 2Sb + 3FeS

Proces se odvija u pećima s reverberacijom ili rotirajućim bubnjem na sljedeći način: željezo u obliku lijevanog željeza ili čeličnih strugotina se unosi direktno u peć, a zatim se formira reducirajuća atmosfera, koja sprječava gubitke oslobađanjem hlapljivog antimon (III) oksida. , drveni ugalj (sitni ugalj ili koks). Za otpadnu stijenu šljake u punjenje se unose fluksovi - natrijum sulfat ili soda. Topljenje šarže se odvija na konstantnoj temperaturi od 1.300-1.400 o C. Kao rezultat taloženja nastaje grubi antimon koji sadrži od 95 do 97% Sb (u zavisnosti od početnog sadržaja u koncentratu) i od 3 do 5% nečistoća - gvožđa, zlata, olova, bakra, arsena i drugih metala sadržanih u sirovini. Iskorištavanje antimona iz početnog koncentrata kreće se od 77 do 92%.

Redukciono topljenje se zasniva na redukciji oksida antimona u metal sa čvrstim ugljenikom:

Sb2O4 + 4C → 2Sb + 4CO

Proizvodi se u pećima s reverberacijom ili kratkim bubnjem na temperaturi od 800-1.000 o C. Punjenje se sastoji od oksidirane rude, drvenog uglja (moguća je ugljena prašina) i fluksa (soda, potaša). Rezultat je grubi antimon koji je čistiji nego kod taloženja (više od 99% Sb), ekstrakcija metala iz koncentrata je 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 - sastavnog dijela šarže, a kao fluks djeluju krečnjak, pirit ili željezna ruda. Metal se dobija kako redukcijom Sb2O3 ugljeničnim (ugljenim) koksom, tako i kao rezultat interakcije neoksidisanog stibnita sa Sb2O3 uz konstantno uklanjanje SO2 iz taline pomoću pećnih gasova. Proizvodi topljenja (grubi metal i šljaka) teku u donji dio peći i iz njega se ispuštaju u taložnik.

U posljednje vrijeme sve se više koristi još jedan način dobijanja antimona - hidrometalurški. Sastoji se od dvije faze: prerade sirovina sa prevođenjem jedinjenja antimona u rastvor i izolacije antimona iz ovih rastvora. Složenost metode leži u činjenici da je problematično prenijeti antimon u otopinu: većina prirodnih spojeva antimona se ne otapa u vodi. Međutim, pronađeno je potrebno otapalo - vodeni rastvor natrijum sulfida (120 g/l) i natrijum hidroksida (30 g/l). Sulfid i oksid antimona prelaze u rastvor u obliku sulfasoli i soli antimonovih kiselina. Antimon se izoluje iz dobijenog rastvora elektrolizom. Grubi antimon dobijen hidrometalurškom metodom nije vrlo čist i sadrži od 1,5 do 15% nečistoća.

Za dobivanje antimona s manje nečistoća koristi se pirometalurška (vatra) ili elektrolitička rafinacija. Najčešća rafinacija vatre u industriji se vrši u reverberacijskim pećima. Kada se stibnit doda rastopljenom grubom antimonu, nečistoće gvožđa i bakra formiraju jedinjenja sumpora i pretvaraju se u mat. Arsen se uklanja u obliku natrijevog arsenata topljenjem u oksidirajućoj atmosferi (puhanjem zraka) sa sodom ili potašom, koji također uklanja sumpor.

U prisustvu plemenitih metala, koristi se anodna elektrolitička rafinacija, koja omogućava koncentriranje plemenitih metala u mulju. Rafinirani antimon više ne sadrži više od 0,5-0,8% stranih nečistoća. Međutim, takav metal ne zadovoljava sve potrošače - za industriju poluvodiča, na primjer, potreban je antimon čistoće 99,999%. U ovom slučaju koristi se metoda kristalno-fizičkog čišćenja - zonsko topljenje u atmosferi argona, a u posebno kritičnim slučajevima zonsko topljenje se ponavlja nekoliko puta.

Fizička svojstva

Antimon je poznat u kristalnom obliku i tri amorfne modifikacije (eksplozivna, crna i žuta). Po izgledu, kristalni, ili sivi, antimon (njegova glavna modifikacija) je sjajni srebrno-bijeli metal s plavičastom nijansom, koji je tanji, što je više nečistoća (čisti element u slobodnom stanju formira igličaste kristale koji liče na oblik zvijezda).

Mnoga mehanička svojstva zavise od čistoće metala. Sivi antimon kristališe u trigonalnom (romboedarskom) sistemu (a = 0,45064 nm, z = 2, prostorna grupa R3m), njegova gustina je 6,61-6,73 g/cm3 (u tečnom stanju - 6,55 g/cm3). Pri pritisku od ~5,5 GPa, romboedarska rešetka sivog antimona se transformiše u kubnu SbII modifikaciju. Pri pritisku od 8,5 GPa - u heksagonalni SbIII. Iznad 28 GPa, formira se SbIV. Kristalni antimon se topi na niskoj temperaturi - 630,5 o C, rastopljeni antimon počinje da ključa na 1.634 o C.

Specifični toplotni kapacitet antimona na temperaturama od 20-100 o C je 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 cal/(cm * sec * o C). Temperaturni koeficijent linearne ekspanzije za polikristalni antimon je 11,5*10-6 na temperaturama od 0 do 100 o C; za monokristal a1 = 8,1 * 10-6, a2 = 19,5 * 10-6 na 0-400 o C, električna otpornost na 20 o C je 43,045 * 10-6 cm * cm.

Antimon je dijamagnetičan, njegova specifična magnetna osjetljivost je -0,66 * 10-6. Tvrdoća po Brinelu za liveni metal je 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 vezan za tri susjeda u sloju (međuatomska udaljenost 0,288 nm) i ima tri najbliža susjeda u drugom sloju (međuatomska udaljenost 0,338 nm). U normalnim uslovima, ovaj oblik antimona je stabilan.

Pri oštrom hlađenju para sivog antimona nastaje crni antimon (gustina 5,3 g/cm3), koji se zagrijavanjem na 400 o C bez pristupa zraka pretvara u sivi antimon. Crni antimon ima poluprovodna svojstva. Žuti antimon nastaje djelovanjem kisika na tekući stibin SbH3 i sadrži male količine kemijski vezanog vodonika. Kada se zagreje, kao i kada je osvetljen vidljivom svetlošću, žuti antimon prelazi u crni antimon.

Eksplozivni antimon je po izgledu sličan grafitu (gustina 5,64-5,97 g/cm3) i eksplodira pri udaru i trenju. Ova modifikacija nastaje tokom elektrolize rastvora SbCl3 u hlorovodoničkoj kiselini pri maloj gustini struje i sadrži vezani hlor. 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 srednjovekovni alhemičari svrstali (kao i neke prave metale: cink i bizmut, na primer) u grupu „polumetala“, jer su bili manje kovani, a kovnost se smatrala glavnom karakteristikom metala; osim toga, prema alhemijskim idejama, svaki metal je bio povezan sa bilo kojim nebeskim tijelom. Do tada su sva poznata nebeska tijela već bila distribuirana (Sunce je bilo povezano sa zlatom, Mjesec personificirao srebro, Merkur - živa, Venera - bakar, Mars - željezo, Jupiter - kalaj i Saturn - olovo), dakle, nezavisni metali , prema alhemičarima, više nije postojao.

Za razliku od većine metala, antimon je, prvo, krhak i melje se u prah (to se može uraditi u porculanskom malteru porculanskim tučkom), a drugo, slabije provodi struju i toplotu (na 0 o C njegova električna provodljivost je samo 3,76 % električne provodljivosti srebra). Istovremeno, kristalni antimon ima karakterističan metalni sjaj; iznad 310 o C postaje plastičan; osim toga, monokristali visoke čistoće su plastični. Sa sumpornom kiselinom antimon formira sulfat Sb2(SO4)3 i potvrđuje se metalnom kvalitetom, a dušična kiselina oksidira antimon u viši oksid, nastao u obliku hidratiziranog spoja xSb2O5 * yH2O, što dokazuje njegov nemetalni karakter. Ispostavilo se da su metalna svojstva antimona prilično slabo izražena, međutim, svojstva nemetala su daleko od toga da su mu u potpunosti inherentna.

Hemijska svojstva

Konfiguracija vanjskih elektrona atoma antimona je 5s25p3. U jedinjenjima, antimon je sličan arsenu, ali se od njega razlikuje po izraženim metalnim svojstvima, pokazujući oksidaciona stanja od +5, +3 i -3. Hemijski, pedeset i prvi element je neaktivan - na zraku na sobnoj temperaturi, metalni antimon je stabilan, počinje oksidirati na temperaturama blizu tačke topljenja (~ 600 o C) sa stvaranjem antimon (III) oksida, ili antimon anhidrid - Sb2O3:

4Sb + 3O2 → 2Sb2O3

Iznad tačke topljenja, antimon se zapali. Antimonov (III) oksid je amfoterni oksid sa dominantnim osnovnim svojstvima, nerastvorljiv i formira minerale. Reaguje sa alkalijama i kiselinama, au jakim kiselinama, kao što su sumporna i hlorovodonična, oksid antimona (III) se otapa da formira soli antimona (III), u alkalijama da formira soli antimona H3SbO3 ili metaantimonove HSbO2 kiseline:

Sb2O3 + 2NaOH → 2NaSbO2 + H2O

Sb2O3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2O

Kada se Sb2O3 zagrije iznad 700 o C u kisiku, nastaje oksid sastava Sb2O4:

2Sb2O3 + O2 → 2Sb2O4

Sb2O4 istovremeno sadrži tro- i petovalentni antimon. U svojoj strukturi, oktaedarske grupe i međusobno su povezane. Ovaj antimonov oksid je najstabilniji.

Zdrobljeni antimon u prahu gori u atmosferi hlora, pedeset i prvi element aktivno reaguje sa drugim halogenima, formirajući antimonove halogenide. Metalni antimon ne reaguje sa azotom i vodonikom, kao ni sa silicijumom i borom; ugljenik se blago otapa u rastopljenom antimonu. Antimon se kombinuje sa sumporom, fosforom, arsenom i mnogim metalima tokom fuzije. Kada se kombinuje s metalima, antimon stvara antimonide, na primjer, kalajni antimonid SnSb, nikl antimonid Ni2Sb3, NiSb, Ni5Sb2 i Ni4Sb. Antimonidi se mogu smatrati produktima zamjene vodonika u stibinu (SbH3) atomima metala. Neki antimonidi, posebno AlSb, GaSb, InSb, imaju poluvodička svojstva.

Antimon je otporan na vodu i razrijeđene kiseline. Na primjer, antimon se ne otapa u klorovodičnoj kiselini i razrijeđenoj sumpornoj kiselini. Ne reaguje sa fluorovodoničnom i fluorovodoničnom kiselinom. Međutim, koncentrirane hlorovodonične i sumporne kiseline polako otapaju antimon i formiraju SbCl3 hlorid i Sb2(SO4)3 sulfat. S koncentriranom dušičnom kiselinom nastaje slabo topljiva β-antimonska kiselina HSbO3:

3Sb + 5HNO3 → 3HSbO3 + 5NO + H2O

Antimon se otapa u aqua regia - mješavini dušične i vinske kiseline. Rastvori alkalija i NH3 nemaju efekta na antimon; rastopljene alkalije otapaju antimon i formiraju antimonate.

Kada se zagrije sa nitratima ili hloratima alkalnih metala, praškasti antimon treperi i formira soli antimonove kiseline. Od praktičnog interesa su slabo rastvorljive soli antimonove kiseline - antimonati (MeSbO3 * 3H2O, gde je Me - Na, K) i soli neizolovane metaantimonove kiseline - metaantimoniti (MeSbO2 * 3H2O), koji imaju redukciona svojstva. Antimonati (III) alkalnih metala, posebno kalijuma, rastvorljivi su u vodi, za razliku od drugih antimonata.

Kada se zagriju na zraku, oksidiraju u antimonate (V). Poznati su metaantimonati (III), na primjer KSbO2, ortoantimonati (III), kao što je Na3SbO3, i poliantimonati, na primjer NaSb5O8, Na2Sb4O7. Elemente rijetkih zemalja karakterizira stvaranje ortoantimonata LnSbO3, kao i Ln3Sb5O12. Antimonati nikla i mangana su katalizatori u organskoj sintezi (reakcije oksidacije i polikondenzacije), antimonati rijetkih zemalja su fosfor.

Među važnim jedinjenjima antimona, pored oksida (III), izdvajaju se i: hidrid (stibin) SbH3 - bezbojni otrovni gas koji nastaje dejstvom HCl na antimonide magnezijuma ili cinka ili rastvor hlorovodonične kiseline SbCl3 na NaBH4 . Stibin se na sobnoj temperaturi polako razlaže na antimon i vodonik, proces se značajno ubrzava kada se zagrije na 150 o C; oksidira i sagorijeva na zraku; slabo rastvorljiv u vodi; koristi se za dobijanje antimona visoke čistoće. Još jedno važno jedinjenje pedeset i prvog elementa je oksid antimona (V) ili anhidrid antimona, Sb2O5 (žuti kristali, otapa se u vodi da formira kiselinu antimona) ima uglavnom kisela svojstva.

Zanimljivo je da se niži oksid antimona (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 jasno prevladavaju nad one kisele. Dakle, svojstva nižeg oksida antimona ukazuju da je antimon metal. Međutim, najviši oksid antimona Sb2O5 je zaista anhidrid sa jasno definisanim kiselim svojstvima, što sugeriše da je antimon još uvek nemetal. Pokazalo se da se dualizam uočen u fizičkim karakteristikama antimona može pratiti i u njegovim hemijskim svojstvima antimona.

Antimonit. White Caps Mine County Nevada, SAD. Foto: A.A. Evseev.

Korištenje materijala s web stranice http://i-Think.ru/

ADR 6.1
Toksične supstance (otrov)
Rizik od trovanja udisanjem, kontaktom s kožom ili gutanjem. Opasno po vodenu sredinu ili kanalizacioni sistem
Koristite masku kada napuštate vozilo u slučaju nužde
Bijeli dijamant, ADR broj, crna lubanja i ukrštene kosti

ADR 8
Korozivne (kaustične) supstance
Opasnost od opekotina zbog korozije kože. Mogu burno reagirati jedni na druge (komponente), s vodom i drugim supstancama. Prosuti/razbacani materijal može osloboditi korozivne pare.
Opasno po vodenu sredinu ili kanalizacioni sistem
Bijela gornja polovina romba, crna - donja, jednake veličine, ADR broj, epruvete, kazaljke

Naziv posebno opasnog tereta tokom transporta	Broj UN	Klasa ADR
ANTIMON – PRAH	2871	6.1
Antimon pentafluorid ANTIMON PENTAFLUORID	1732	8
ANTIMON LAKTAT	1550	6.1
ANTIMON PENTAFLUORID	1732	8
ANTIMON PENTAKLORID TEČNOST	1730	8
RASTVOR ANTIMON PENTAKLORIDA	1731	8
ANTIMON JEDINJENJE, NEORGANSKA TEČNOST, N.Z.K.	3141	6.1
ANTIMON JEDINJENJE, NEORGANSKO, ČVRSTO, N.Z.K.	1549	6.1
ANTIMON TRIHLORID ČVRSTA MATERIJA	1733	8
ANTIMON-KALIJUM TARTRAT	1551	6.1

Antimon (lat. Stibium ), Sb , hemijski element V grupe periodnog sistema Mendeljejeva; atomski broj 51, atomska masa 121,75; metal srebrno-bijele boje s plavičastom nijansom; u prirodi su poznata dva stabilna izotopa 121 Sb (57,25%) i 123 Sb (42,75%).

Antimon je poznat od davnina. U zemljama Istoka koristio se oko 3000 godina prije Krista. za izradu posuda. U starom Egiptu već u 19. veku pr. antimon šljokica u prahu ( Sb 2 S 3 ) pod naslovom mesten ili stablo koristi se za crnjenje obrva. U staroj Grčkoj bio je poznat kao stimi I stibi , dakle latinski stibium .oko 12-14 vijeka. AD ime se pojavilo antimonijum . Godine 1789, A. Louvasier je uključio antimon na listu hemijskih elemenata tzv antimoine (savremeni engleski antimon , španski i italijanski antimonio , Njemački antimon ). Ruski „antimon“ dolazi iz turskog surme ; označavao je olovni sjajni prah PbS , koji se koristi i za crnjenje obrva (prema drugim izvorima, "antimon" - od perzijskog surme - metal).

Prva nama poznata knjiga koja detaljno opisuje svojstva antimona i njegovih spojeva je “Trijumfalna kola antimona”, objavljena 1604. godine. njen autor je ušao u istoriju hemije pod imenom nemačkog benediktinskog monaha Vasilija Valentina. Nije bilo moguće utvrditi ko se krije pod ovim pseudonimom, ali je čak u prošlom vijeku dokazano da brat Vasilij Valentin nikada nije bio na popisu monaha benediktinskog reda. Postoje, međutim, informacije da se navodno XV veka, u manastiru Erfurt živeo je monah po imenu Vasilije, veoma poznavalac alhemije; neki rukopisi koji su mu pripadali pronađeni su nakon njegove smrti u kutiji zajedno sa zlatnim prahom. Ali očigledno ga je nemoguće poistovjetiti s autorom “Trijumfalne kočije od antimona”. Najvjerovatnije, kako je pokazala kritička analiza niza knjiga Vasilija Valentina, napisale su ih različite osobe, a ne prije druge polovine XVI veka.

Čak su i srednjovjekovni metalurzi i kemičari primijetili da je antimon kovan gore od "klasičnih" metala, pa je stoga, zajedno s cinkom, bizmutom i arsenom, stavljen u posebnu grupu - "polumetale". Za to su postojali i drugi “uvjerljivi” razlozi: prema alhemijskim konceptima, svaki metal je bio povezan s jednim ili drugim nebeskim tijelom. “Sedam metala je stvoreno svjetlošću prema broju sedam planeta”, rekao je jedan od najvažnijih postulata alhemija. U nekoj fazi ljudi su zapravo poznavali sedam metala i isti broj nebeskih tijela (Sunce, Mjesec i pet planeta, ne računajući Zemlju). Samo potpuni laici i neznalice mogli bi u tome ne vidjeti najdublji filozofski obrazac. Harmonična alhemijska teorija je tvrdila da zlato predstavlja Sunce na nebu, srebro je tipičan Mesec, bakar je nesumnjivo povezan sa Venerom, gvožđe jasno gravitira prema Marsu, živa odgovara Merkuru, kalaj personificira Jupiter, a olovo Saturn. Za ostale elemente nije preostalo nijedno slobodno mjesto u nizu metala.

Ako je za cink i bizmut takva diskriminacija uzrokovana nedostatkom nebeskih tijela očito bila nepravedna, onda se antimon sa svojim jedinstvenim fizičkim i kemijskim svojstvima zaista nije imao pravo žaliti da je završio u kategoriji “polumetala”.

Procijenite sami. Po izgledu, kristalni, ili sivi, antimon (ovo je njegova glavna modifikacija) je tipičan metal sivo-bijele boje s blago plavičastom nijansom, koji je jači što je nečistoća više (poznate su i tri amorfne modifikacije: žuta, crni i tzv. eksploziv). Ali izgled, kao što znamo, može varati, a antimon to potvrđuje. Za razliku od većine metala, on je, kao prvo, vrlo krhak i lako se brusi u prah, a drugo, mnogo lošije provodi struju i toplinu. A u hemijskim reakcijama, antimon pokazuje takvu dvojnost.

nost, što nam ne dozvoljava da nedvosmisleno odgovorimo na pitanje: da li je metal ili nije metal.

Kao da se osveti metalima što ih nerado prime u svoje redove, rastopljeni antimon rastvara gotovo sve metale. Znali su za to još u stara vremena, i nije slučajno što su u mnogim alhemijskim knjigama koje su došle do nas, antimon i njegovi spojevi bili prikazani u obliku vuka sa otvorenim ustima. U raspravi njemačkog alhemičara Michaela Meyera „Running Atlanta“, objavljenoj 1618. godine, nalazi se, na primjer, sljedeći crtež: u prvom planu vuk proždire kralja koji leži na zemlji, a u pozadini taj kralj, siguran i zvukom, prilazi obali jezera, gdje se nalazi čamac koji bi ga trebao odvesti do palate na suprotnoj obali. Simbolično, ovaj crtež prikazuje metodu pročišćavanja zlata (cara) od nečistoća srebra i bakra uz pomoć stibnita (vuka) - prirodnog sulfida antimona, a zlato je formiralo spoj sa antimonom, koji je potom, mlazom zraka - antimon je ispario u obliku tri oksida i dobijeno je čisto zlato. Ova metoda je postojala i ranije XVIII veka.

Sadržaj antimona u zemljinoj kori iznosi 4*10 -5 tež.%. Svjetske rezerve antimona, procijenjene na 6 miliona tona, koncentrisane su uglavnom u Kini (52% svjetskih rezervi). Najčešći mineral je antimonov sjaj ili stibine (stibine) Sb 2 S 3 , olovno sive boje metalnog sjaja, koji kristališe u rombičnom sistemu gustine 4,52-4,62 g / cm 3 i tvrdoća 2. U glavnoj masi, antimonski sjaj se formira u hidrotermalnim naslagama, gdje njegove akumulacije stvaraju naslage rude antimona u obliku žila i pločastih tijela. U gornjim dijelovima rudnih tijela, blizu površine zemlje, sjaj antimona podliježe oksidaciji, formirajući niz minerala, odnosno senarmontit i valentit Sb 2 O 3 ; kredenca Sb2O4 ; stibiokanit Sb 2 O 4 H 2 O ; kermisit 3Sb 2 S 3 Sb 2 O . Pored sopstvenih ruda antimona, postoje i rude u kojima se antimon nalazi u obliku kompleksnih jedinjenja sa bakrom i olovom.

živa i cink (fahl rude).

Značajna nalazišta minerala antimona nalaze se u Kini, Češkoj, Slovačkoj, Boliviji, Meksiku, Japanu, SAD-u i nizu afričkih zemalja. U predrevolucionarnoj Rusiji antimon se uopšte nije kopao, a njegova ležišta nisu bila poznata (u početku XX veka, Rusija je godišnje uvozila skoro hiljadu tona antimona iz inostranstva). Istina, davne 1914. godine, kako je u svojim memoarima napisao istaknuti sovjetski geolog akademik D.I. Shcherbakov, otkrio je znakove ruda antimona u grebenu Kadamdzhai (Kirgistan). Ali tada nije bilo vremena za antimon. Geološka istraživanja, koja je naučnik nastavio skoro dvije decenije kasnije, okrunjena su uspjehom, a već 1934. godine iz ruda Kadamdzhay se počeo dobivati ​​antimonov trisulfid, a godinu dana kasnije u pilot postrojenju istopljen je prvi domaći metalni antimon. Do 1936. više nije bilo potrebe da se kupuje u inostranstvu.

FIZIČKI I HEMIJSKI

NEKRETNINE.

Antimon ima jedan kristalni oblik i nekoliko amorfnih oblika (tzv. žuti, crni i eksplozivni antimon). U normalnim uslovima, samo kristalni antimon je stabilan; srebrno-bijele je boje sa plavičastom nijansom. Čisti metal, kada se polako hladi ispod sloja šljake, na površini formira kristale u obliku igle, koji podsjećaju na oblik zvijezda. Struktura kristala je romboedarska, a = 4,5064 A, a = 57,1 0.

Gustina kristalnog antimona 6,69, tečnog 6,55 g / cm 3. Tačka topljenja 630,5 0 C, tačka ključanja 1635-1645 0 C, toplota fuzije 9,5 kcal / g-atom, toplota isparavanja 49,6 kcal / g-atom. Specifični toplotni kapacitet (kal / g stepeni):0,04987(20 0); 0,0537(350 0); 0,0656(650-950 0). Toplotna provodljivost (kal / em.sec.deg):

0,045,(0 0); 0,038(200 0); 0,043(400 0); 0,062(650 0). Antimon je krhak i lako se obradi u prah; viskozitet (poise); 0,015 (630,5 0); 0,082(1100 0). Tvrdoća po Brinellu za liveni antimon 32,5-34 kg / mm 2, za antimon visoke čistoće (nakon zonskog topljenja) 26 kg / mm 2. Modul elastičnosti 7600kg / mm 2, vlačna čvrstoća 8,6 kg / mm 2, kompresibilnost 2,43 10 -6 cm 2 / kg.

Žuti antimon se dobija propuštanjem kiseonika ili vazduha u antimonski vodonik ukapljen na -90 0; već na –50 0 pretvara se u običan (kristalni) antimon.

Crni antimon nastaje brzim hlađenjem pare antimona, a na približno 400 0 prelazi u običan antimon. Gustina crnog antimona je 5,3. Eksplozivni antimon je srebrnasto sjajni metal gustine 5,64-5,97, nastao tokom električne proizvodnje antimona iz hlorovodonične kiseline rastvora antimon hlorida (17-53% SbCl2 u hlorovodoničnoj kiselini d 1.12), sa gustinom struje u rasponu od 0,043 do 0,2 A / dm 2. Nastali antimon se pretvara u običan antimon uz eksploziju uzrokovanu trenjem, grebanjem ili dodirivanjem zagrijanog metala; eksplozija je uzrokovana egzotermnim procesom prijelaza iz jednog oblika u drugi.

U vazduhu pod normalnim uslovima, antimon ( Sb ) se ne mijenja, nerastvorljiv je ni u vodi ni u organskim rastvaračima, ali lako stvara legure sa mnogim metalima. U nizu napona, antimon se nalazi između vodonika i bakra. Antimon ne istiskuje vodonik iz kiselina čak ni u razblaženom stanju HCl I H2SO4 se ne rastvara. Međutim, jaka sumporna kiselina, kada se zagrije, pretvara antimon u E 2 sulfate (SO 4) 3 . Jaka dušična kiselina oksidira antimon u kiseline H 3 EO 4. Alkalne otopine same po sebi ne djeluju na antimon, ali ga u prisustvu kisika polako uništavaju.

Kada se zagrije na zraku, antimon sagorijeva stvarajući okside; također se lako kombinira s plinom

Antimon (engleski Antimony, francuski Antimoine, njemački Antimon) je poznat ljudima od davnina, kako u obliku metala, tako i u obliku određenih jedinjenja. Berthelot opisuje fragment vaze napravljene od metalnog antimona, pronađen u Telu (južna Vavilonija) i datira s početka 3. stoljeća. BC e. Pronađeni su i drugi predmeti od metalnog antimona, posebno u Gruziji, koji datiraju iz 1. milenijuma prije Krista. h. Antimonska bronza je dobro poznata, korišćena tokom perioda starog Babilonskog kraljevstva; bronza je sadržavala bakar i dodatke – kalaj, olovo i značajne količine antimona. Legure antimona i olova korištene su za izradu raznih proizvoda. Međutim, treba napomenuti da se u antičko doba metalni antimon očigledno nije smatrao pojedinačnim metalom, već se smatrao olovom. Iz jedinjenja antimona u Mezopotamiji, Indiji, centralnoj Aziji i drugim azijskim zemljama bio je poznat antimonov sulfid (Sb 2 S 3), ili mineral „antimonov sjaj“. Mineral je korišten za izradu finog, sjajnog crnog praha koji se koristio u kozmetičke svrhe, posebno za šminkanje očiju („mast za oči“). Međutim, suprotno svim ovim podacima o drevnoj rasprostranjenosti antimona i njegovih spojeva, poznati istraživač u oblasti arheološke hemije Lucas tvrdi da je u starom Egiptu antimon bio gotovo nepoznat. Tamo je, piše on, utvrđen samo jedan slučaj upotrebe metalnog antimona i nekoliko slučajeva upotrebe jedinjenja antimona. Štaviše, prema Lucasu, u svim arheološkim metalnim predmetima antimon je prisutan samo kao nečistoće; sumporni antimon, barem do vremena Novog kraljevstva, uopšte nije korišten za šminkanje, o čemu svjedoči slikanje mumija. U međuvremenu, još u 3. milenijumu pr. e. u azijskim zemljama, pa čak iu samom Egiptu postojao je kozmetički proizvod koji se zvao stem, place ili stimmi; u 2. milenijumu pre nove ere. e. pojavljuje se indijska riječ antimon; ali svi su ti nazivi korišćeni, međutim, uglavnom za olovni sulfid (olovni sjaj). U Siriji i Palestini mnogo prije početka naše ere. crna šminka se zvala ne samo stimmy, već i kahhal ili kogol, što je u sva tri slučaja značilo bilo koji tanak suvi prah ili samljeven u mast. Kasniji pisci (otprilike početkom naše ere), na primjer Plinije, nazvali su stimmy i stibi - kozmetičke i farmaceutske proizvode za šminkanje i tretman očiju. U grčkoj književnosti aleksandrijskog perioda, ove riječi znače i crnu kozmetiku (crni prah). Ova imena prelaze u arapsku književnost sa nekim varijacijama. Tako se u Aviceninom "Kanonu medicine", uz stimmi, pojavljuje itmid, ili atemid - prah ili sediment (pasta) olova. Kasnije se u ovoj literaturi pojavljuju riječi al-qahhal (šminka), alkohol, alkohol, koje se uglavnom odnose na olovni sjaj. Vjerovalo se da kozmetika i lijekovi za oči sadrže neki misteriozni duh, zbog čega su se hlapljive tekućine vjerovatno nazvale alkoholom. Alhemičari antimon nazivaju, kao i olovo, sjaj antimonom (Antimonium). U Rulandovom rječniku (1612) ova riječ je objašnjena kao alkohol, kamen iz olovnih rudnih žila, markazit, saturn, antimon (Stibium) i stibij, ili stimi, kao crni sumpor ili mineral koji Nijemci nazivaju spiesglas, kasnije Bpiesglanz ( vjerovatno derivat stibiuma). Međutim, uprkos ovoj zbrci u imenima, antimon i njegova jedinjenja konačno su se razlikovali od olova i njegovih jedinjenja tokom alhemijskog perioda u Zapadnoj Evropi. Već u alhemijskoj literaturi, kao i u spisima renesanse, metalni i sumporni antimon se obično opisuju prilično precizno. Od 16. veka. Antimon je počeo da se koristi u razne svrhe, posebno u metalurgiji zlata, za poliranje ogledala, a kasnije u štamparstvu i medicini. Porijeklo riječi "antimon", koja se pojavila nakon 1050. godine, objašnjava se drugačije. Poznata je priča Vasilija Valentina o tome kako ga je jedan monah, koji je otkrio jako laksativno dejstvo antimon sulfida na svinju, preporučio svojim subraćima. Rezultat ovog medicinskog savjeta bio je katastrofalan - nakon uzimanja lijeka, svi monasi su umrli. Stoga je antimon navodno dobio ime koje potiče od "anti-monachium" (lijek protiv monaha). Ali ovo je sve više anegdota. Riječ "antimon" je najvjerovatnije jednostavno pretvorena u sred, ili atemid, Arapa. Međutim, postoje i druga objašnjenja. Stoga neki autori smatraju da je „antimon“ rezultat kontrakcije grčkog. anthos ammonos, ili cvijet boga Amona (Jupiter); To je ono što su navodno zvali antimonov sjaj. Drugi proizvode "antimon" iz grčkog. anti-monos (protivnik samoće), ističući da se prirodni antimon uvijek dijeli sa drugim mineralima. Ruska riječ antimon je turskog porijekla; izvorno značenje ove riječi je šminka, mast, trljanje. Ovo ime je sačuvano u mnogim istočnim jezicima (perzijski, uzbečki, azerbejdžanski, turski, itd.) do danas. Lomonosov je element smatrao "polumetalom" i nazvao ga antimon. Uz antimon se nalazi i naziv antimon. U ruskoj književnosti ranog 19. veka. Korištene riječi su antimon (Zaharov, 1810), surma, surma, surma kinglet i antimon.

Ima mnogo toga da se kaže o antimonu. Ovo je element sa zanimljivom istorijom i zanimljivim svojstvima; element koji se koristi dugo i prilično široko; element neophodan ne samo za tehnologiju, već i za univerzalnu ljudsku kulturu. Povjesničari vjeruju da se prva proizvodnja antimona pojavila na drevnom istoku prije skoro 5 hiljada godina. U predrevolucionarnoj Rusiji nije postojala nijedna fabrika, niti jedna radionica u kojoj se topio antimon. A bio je potreban - prvenstveno u štamparskoj industriji (kao komponenta materijala za slova) i industriji bojanja, gde se još uvek koriste neka jedinjenja elementa br. 51. Početkom 20. vijeka. Rusija je godišnje uvozila oko hiljadu tona antimona iz inostranstva.

Početkom 30-ih godina, na teritoriji Kirgiške SSR, u dolini Fergana, geolozi su pronašli sirovine antimona. U istraživanju ovog ležišta učestvovao je izvanredni sovjetski naučnik akademik D.I. Shcherbakov. Godine 1934. iz ruda nalazišta Kadamdzhai počeo je da se proizvodi antimon trisulfid, a godinu dana kasnije iz koncentrata ovog ležišta u pilot postrojenju istopljen je prvi sovjetski metalni antimon. Do 1936. godine proizvodnja ove supstance dostigla je takav obim da je zemlja bila potpuno oslobođena potrebe da je uvozi iz inostranstva.

Razvoj tehnologije i organizaciju proizvodnje sovjetskog antimona vodili su inženjeri N.P. Sazhin i S.M. Melnikov, kasnije poznati naučnici, laureati Lenjinove nagrade.

20 godina kasnije, na Svjetskoj izložbi u Briselu, sovjetski metalni antimon je prepoznat kao najbolji na svijetu i odobren kao svjetski standard.

Istorija antimona i njegova imena

Uz zlato, živu, bakar i šest drugih elemenata, antimon se smatra praistorijskim. Ime njegovog otkrića nije doprlo do nas. Poznato je samo da je, na primjer, u Babilonu već 3 hiljade godina prije Krista. Od njega su napravljene posude. Latinski naziv za element "stibium" nalazi se u spisima Plinija Starijeg. Međutim, grčko "στιβι", od kojeg dolazi ovo ime, izvorno se nije odnosilo na sam antimon, već na njegov najčešći mineral - antimonov sjaj.

U zemljama drevne Evrope bio je poznat samo ovaj mineral. Sredinom veka naučili su da iz nje natopi "kralj antimona", koji se smatrao polumetalom. Najveći metalurg srednjeg vijeka Agricola (1494...1555) napisao je: „Ako se legiranjem određeni dio antimona doda olovu, dobije se tipografska legura od koje je tip koji koriste oni koji štampaju knjige. napravljeno.” Dakle, jedna od glavnih trenutnih upotreba elementa br. 51 stara je mnogo vekova.

Svojstva i načini dobijanja antimona, njegovih preparata i legura po prvi put su detaljno opisani u Evropi u čuvenoj knjizi „Trijumfalna kola antimona“, objavljenoj 1604. godine. Njenim autorom dugi niz godina smatran je alhemičar benediktinac. monah Vasilije Valentin, koji je navodno živeo početkom 15. veka. Međutim, još u prošlom stoljeću ustanovljeno je da se to nikada nije dogodilo među monasima benediktinskog reda. Naučnici su došli do zaključka da je „Vasily Valentin“ pseudonim za nepoznatog naučnika koji je svoju raspravu napisao ne ranije od sredine 16. veka. ... Naziv "antimonijum", koji je dao prirodnom sumporastom antimonu, nemački istoričar Lipman je izveo iz grčkog ανεμον - "cvet" (pojavom izraslina igličastih kristala antimonovog sjaja, sličnih cvetovima iz porodice Asteraceae).

Naziv "antimonijum" i kod nas i u inostranstvu dugo se odnosio samo na ovaj mineral. A metalni antimon se u to vrijeme nazivao kraljem antimona - regulus antimoni. Godine 1789. Lavoisier je uključio antimon na listu jednostavnih supstanci i dao mu ime antimonie, koje ostaje francuski naziv za element br. 51. Engleski i njemački nazivi su mu bliski - antimon, antimon.

Međutim, postoji još jedna verzija. Ona ima manje eminentnih pristalica, ali među njima je i tvorac Svejka - Jaroslav Hašek.

Između molitvi i kućnih poslova, opat manastira Stahlhausen u Bavarskoj, otac Leonardus, tražio je kamen mudrosti. U jednom od svojih eksperimenata pomiješao je u lončiću pepeo spaljenog jeretika s pepelom svoje mačke i duplo veću količinu zemlje uzete sa mjesta spaljivanja. Monah je počeo da zagreva ovu „paklenu mešavinu“.

Nakon isparavanja, dobivena je teška tamna tvar metalnog sjaja. Bilo je neočekivano i zanimljivo; ipak, otac Leonard je bio iznerviran: u knjizi koja je pripadala spaljenom jeretiku, rečeno je da kamen filozofa treba da bude bestežinski i providan... A otac Leonard je bacio nastalu supstancu van opasnosti - u manastirsko dvorište.

Nakon nekog vremena, bio je iznenađen kada je primijetio da su svinje svojevoljno lizale "kamen" koji je izbacio i istovremeno brzo ugojile. A onda je ocu Leonardu sinula briljantna ideja: odlučio je da je otkrio nutrijent pogodan za ljude. Pripremio je novu porciju „kamena života“, zdrobio ga i dodao ovaj prah u kašu koju su jela njegova mršava braća u Hristu.

Sljedećeg dana, svih četrdeset monaha manastira Stahlhausen umrlo je u strašnim mukama. Kajući se za ono što je učinio, opat je prokleo svoje eksperimente i preimenovao „kamen života“ u antimonijum, odnosno lek protiv monaha.

Teško je jamčiti za autentičnost detalja ove priče, ali upravo je to verzija iznesena u priči J. Haseka “Kamen života”.

Etimologija riječi "antimon" je razmotrena gore u nekim detaljima. Ostaje samo dodati da ruski naziv za ovaj element - "antimon" - dolazi od turskog "surme", što se prevodi kao "trljanje" ili "crnjenje obrva". Sve do 19. vijeka. u Rusiji je postojao izraz "potamniti obrve", iako nisu uvijek bile "antimonizirane" jedinjenjima antimona. Samo jedna od njih - crna modifikacija antimon trisulfida - korištena je kao boja za obrve. Prvo je označen riječju koja je kasnije postala ruski naziv za element br. 51.

Hajde sada da saznamo šta se krije iza ovih imena.

Metalni ili nemetalni?

Srednjovjekovni metalurzi i hemičari poznavali su sedam metala: zlato, srebro, bakar, kalaj, olovo, željezo i živu. U to vrijeme otkriveni cink, bizmut i arsen, zajedno s antimonom, svrstani su u posebnu grupu "polumetala": manje su se kovali, a kovnost se smatrala glavnom karakteristikom metala. Osim toga, prema alhemijskim idejama, svaki metal je bio povezan s nekim nebeskim tijelom. I bilo je poznato sedam takvih tijela: Sunce (zlato je povezano s njim), Mjesec (srebro), Merkur (živa), Venera (bakar), Mars (gvožđe), Jupiter (kalaj) i Saturn (olovo).

Nije bilo dovoljno nebeskog tijela za antimon, a na osnovu toga alhemičari ga nisu htjeli priznati kao samostalan metal. Ali, začudo, bili su djelimično u pravu, što je lako potvrditi analizom fizičkih i hemijskih svojstava antimona.

Antimon (tačnije, njegova najčešća siva modifikacija)* izgleda kao običan metal tradicionalne sivo-bijele boje s blagom plavičastom nijansom. Plava nijansa je jača što je više nečistoća. Ovaj metal je umjereno tvrd i izuzetno lomljiv: u porculanskom malteru i tučkom, ovaj metal (!) se lako može smrviti u prah. Antimon provodi električnu energiju i toplinu mnogo lošije od većine običnih metala: na 0°C njegova električna provodljivost iznosi samo 3,76% električne provodljivosti srebra. Mogu se navesti i druge karakteristike - one neće promijeniti ukupnu kontradiktornu sliku. Metalna svojstva antimona su prilično slabo izražena, međutim, svojstva nemetala su daleko od toga da su mu u potpunosti inherentna.

* Poznati su i žuti antimon, nastao od antimonskog vodonika SbH 3 na –90°C, i crni. Potonji se dobija brzim hlađenjem pare antimona; kada se zagrije na 400°C, crni antimon se pretvara u običan antimon.

Detaljna analiza hemijskih svojstava antimona takođe nije omogućila da se on konačno ukloni iz odeljka „ni ovo ni ono”. Vanjski, elektronski sloj atoma antimona sastoji se od pet valentnih elektrona s 2 str 3. njih troje ( str-elektroni) – nespareni i dva ( s-elektroni) – upareni. Prvi se lakše odvajaju od atoma i određuju 3+ valenciju karakterističnu za antimon. Kada se pojavi ova valencija, par usamljenih valentnih elektrona s 2 je, takoreći, u rezervi. Kada se ta rezerva potroši, antimon postaje petovalentan. Ukratko, pokazuje iste valencije kao i njegov grupni pandan, nemetalni fosfor.

Pogledajmo kako se antimon ponaša u kemijskim reakcijama s drugim elementima, na primjer s kisikom, i kakva je priroda njegovih spojeva.

Kada se zagrije na zraku, antimon se lako pretvara u oksid Sb 2 O 3 - bijelu čvrstu supstancu, gotovo nerastvorljivu u vodi. U literaturi se ova tvar često naziva anhidridom antimona, ali to nije točno. Uostalom, anhidrid je oksid koji stvara kiselinu, a u hidratu Sb(OH) 3, Sb 2 O 3 bazna svojstva jasno prevladavaju nad kiselim. Svojstva nižeg oksida antimona ukazuju da je antimon metal. Ali viši oksid antimona Sb 2 O 5 je zaista anhidrid sa jasno definisanim kiselinskim svojstvima. Dakle, antimon je još uvek nemetal?

Postoji i treći oksid - Sb 2 O 4. U njemu je jedan atom antimona trovalentan, a drugi petovalentan, a ovaj oksid je najstabilniji. U njegovoj interakciji sa drugim elementima postoji ista dualnost, a ostaje otvoreno pitanje da li je metal antimon ili nemetal. Zašto se onda pojavljuje među metalima u svim referentnim knjigama? Uglavnom zbog klasifikacije: morate ga negdje staviti, ali izgledom više liči na metal...

Kako se dolazi do antimona?

Antimon je relativno rijedak element; u zemljinoj kori nema više od 4·10–5%. Uprkos tome, u prirodi postoji preko 100 minerala koji sadrže element br. 51. Najčešći mineral antimona (i onaj sa najvećom industrijskom vrijednošću) je antimonov sjaj, ili stibnit, Sb 2 S 3 .

Rude antimona se međusobno oštro razlikuju po sadržaju metala - od 1 do 60%. Neisplativo je dobiti metalni antimon direktno iz ruda koje sadrže manje od 10% Sb. Zbog toga se siromašne rude nužno obogaćuju - koncentrat već sadrži 30...50% antimona i prerađuje se u elementarni antimon. To se radi pirometalurškim ili hidrometalurškim metodama. U prvom slučaju, sve transformacije se dešavaju u talini pod uticajem visoke temperature, u drugom - u vodenim rastvorima jedinjenja antimona i drugih elemenata.

Činjenica da je antimon bio poznat u antičko doba objašnjava se lakoćom dobivanja ovog metala iz Sb 2 S 3 zagrijavanjem. Kada se kalcinira na zraku, ovaj spoj se pretvara u trioksid, koji lako reagira s ugljem. Kao rezultat, oslobađa se metalni antimon, iako je u potpunosti kontaminiran nečistoćama prisutnim u rudi.

Sada se antimon topi u reverberacijskim ili električnim pećima. Za obnavljanje od sulfida koriste se strugotine od lijevanog željeza ili čelika - željezo ima veći afinitet za sumpor od antimona. U ovom slučaju, sumpor se spaja sa željezom, a antimon se svodi u elementarno stanje.

Značajne količine antimona dobijaju se i hidrometalurškim metodama, koje omogućavaju korišćenje lošijih sirovina, a osim toga omogućavaju izdvajanje vrijednih metalnih nečistoća iz ruda antimona.

Suština ovih metoda je da se ruda ili koncentrat tretira nekom vrstom rastvarača kako bi se antimon prebacio u rastvor i zatim ga ekstrahovao elektrolizom. Međutim, prevođenje antimona u otopinu nije tako jednostavno: većina prirodnih spojeva antimona gotovo je netopiva u vodi.

Tek nakon brojnih eksperimenata provedenih u različitim zemljama odabrano je potrebno otapalo. Ispostavilo se da je to vodeni rastvor natrijum sulfida (120 g/l) i natrijum hidroksida (30 g/l).

Ali "hidrometalurški" antimon također sadrži dosta nečistoća, uglavnom željeza, bakra, sumpora i arsena. A potrošačima, na primjer metalurgiji, potreban je antimon čistoće 99,5%. Stoga se grubi antimon dobiven bilo kojom metodom podvrgava rafiniranju vatre. Ponovo se topi dodavanjem tvari u peć koje reagiraju s nečistoćama. Sumpor se „vezuje“ sa gvožđem, arsen sa sodom ili potašom, gvožđe se uklanja precizno izračunatim dodatkom antimon sulfida. Nečistoće se pretvaraju u šljaku, a rafinirani antimon se sipa u kalupe od livenog gvožđa.

U skladu sa tradicijom svjetskog tržišta, ingoti antimona najviših kvaliteta moraju imati izraženu površinu u obliku zvijezde. Dobiva se topljenjem sa "zvezdanom" šljakom koja se sastoji od natrijevih antimonata ( m Sb 2 O 3 n Na 2 O). Ova troska nastaje reakcijom spojeva antimona i natrijuma koji se dodaju u punjenje. Ne samo da utječe na strukturu površine, već i štiti metal od oksidacije.

Za industriju poluprovodnika još čistiji antimon se dobija zonskim topljenjem - 99,999% antimona.

Zašto je potreban antimon?

Metalni antimon se rijetko koristi zbog svoje krhkosti. Međutim, kako antimon povećava tvrdoću drugih metala (kalaj, olovo) i ne oksidira u normalnim uvjetima, metalurzi ga često uvode u razne legure. Broj legura koje sadrže element br. 51 je blizu dvije stotine. Najpoznatije legure antimona su tvrdo olovo (ili tvrdo olovo), metal za štampanje i metali za ležajeve.

Nosivi metali su legure antimona sa kalajem, olovom i bakrom, kojima se ponekad dodaju cink i bizmut. Ove legure su relativno nisko topljive i koriste se za izradu školjki ležaja livenjem. Najčešće legure ove grupe - babiti - sadrže od 4 do 15% antimona. Babiti se koriste u alatnim mašinama, železničkom i drumskom transportu. Nosivi metali imaju dovoljnu tvrdoću, visoku otpornost na habanje i visoku otpornost na koroziju.

Antimon je jedan od rijetkih metala koji se širi kada se stvrdne. Zahvaljujući ovom svojstvu antimona, štamparski metal - legura olova (82%), kalaja (3%) i antimona (15%) - dobro ispunjava kalupe prilikom izrade fontova; linije izlivene od ovog metala daju jasne otiske. Antimon daje štamparski metal tvrdoću, otpornost na udarce i otpornost na habanje.

Olovo dopirano antimonom (5 do 15%) poznato je kao hartbley, ili čvrsto olovo. Dodatak 1% Sb u olovo uvelike povećava njegovu tvrdoću. Čvrsto olovo se koristi u hemijskom inženjerstvu, kao i za proizvodnju cevi kroz koje se transportuju agresivne tečnosti. Takođe se koristi za izradu školjki telegrafskih, telefonskih i električnih kablova, elektroda i ploča za baterije. Ovo posljednje je, inače, jedna od najvažnijih upotreba elementa br. 51. Antimon se također dodaje olovu koje se koristi za izradu gelera i metaka.

Jedinjenja antimona se široko koriste u tehnologiji. Antimon trisulfid se koristi u proizvodnji šibica i pirotehnici. Većina antimonskih lijekova se također dobiva iz ovog spoja. Antimon pentasulfur koristi se za vulkanizaciju gume. “Medicinska” guma, koja sadrži Sb 2 S 5, ima karakterističnu crvenu boju i visoku elastičnost. Antimon trioksid otporan na toplinu koristi se u proizvodnji vatrootpornih boja i tkanina. Antimonova boja, na bazi antimon trioksida, koristi se za farbanje podvodnih dijelova i nadpalubnih konstrukcija brodova.

Intermetalna jedinjenja antimona sa aluminijumom, galijumom i indijem imaju svojstva poluprovodnika. Antimon poboljšava svojstva jednog od najvažnijih poluprovodnika - germanijuma. Ukratko, antimon, jedan od najstarijih metala poznatih čovječanstvu, potreban je i danas.

Hemijski predator

U srednjovjekovnim knjigama antimon je simbolizirao lik vuka s otvorenim ustima. Vjerojatno se takav "grabežljivi" simbol ovog metala objašnjava činjenicom da antimon otapa ("proždire") gotovo sve druge metale. Srednjovjekovni crtež koji je došao do nas prikazuje vuka koji proždire kralja. Poznavajući alhemijsku simboliku, ovaj crtež treba shvatiti kao formiranje legure zlata i antimona.

Ljekoviti antimon

U XV...XVI vijeku. Neki preparati antimona često su se koristili kao lekovi, uglavnom kao ekspektoransi i emetici. Da bi izazvao povraćanje, pacijentu je dato vino koje se čuva u posudi od antimona. Jedno od jedinjenja antimona, KC 4 H 4 O 6 (SbO) H 2 O, naziva se povraćanje kamenca.

Jedinjenja antimona se još uvijek koriste u medicini za liječenje određenih zaraznih bolesti ljudi i životinja. Posebno se koriste u liječenju bolesti spavanja.

Svuda osim sunca

Uprkos činjenici da je sadržaj antimona u zemljinoj kori vrlo mali, njegovi tragovi nalaze se u mnogim mineralima. Antimon se ponekad nalazi u meteoritima. Vode mora, nekih rijeka i potoka također sadrže antimon. U spektru Sunca nisu pronađene linije antimona.

Antimon i boje

Mnoga jedinjenja antimona mogu poslužiti kao pigmenti u bojama. Tako se kalijum antimon (K 2 O · 2Sb 2 O 5) široko koristi u proizvodnji keramike. Natrijum metaantimon (NaSbO 3) nazvan leukonin koristi se za premazivanje kuhinjskog posuđa i u proizvodnji emajla i bijelog mliječnog stakla. Čuvena boja "Napuljska žuta" nije ništa drugo do olovni oksid antimona. Koristi se u slikarstvu kao uljana boja, kao i za farbanje keramike i porcelana. Čak se i metalni antimon, u obliku vrlo finog praha, koristi kao boja. Ovaj prah je osnova čuvene „gvozdene crne“ boje.

"Antimi" bakterija

Godine 1974. sovjetski mikrobiolog N.N. Lyalikova je otkrila dosad nepoznatu bakteriju koja se hrani isključivo antimonovim trioksidom Sb 2 O 3. U ovom slučaju, trovalentni antimon se oksidira do petovalentnog. Vjeruje se da su mnoga prirodna jedinjenja petovalentnog antimona nastala uz sudjelovanje bakterije "antimon".

DEFINICIJA

Antimon nalazi se u petom periodu V grupe glavne (A) podgrupe periodnog sistema.

Odnosi se na elemente str-porodice. Polumetalni. Oznaka - Sb. Serijski broj - 51. Relativna atomska masa - 121,75 amu.

Elektronska struktura atoma antimona

Atom antimona se sastoji od pozitivno nabijenog jezgra (+51), unutar kojeg se nalazi 51 proton i 71 neutron, a 51 elektron se kreće u pet orbita.

Fig.1. Šematska struktura atoma antimona.

Raspodjela elektrona među orbitalama 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 elektroni. Energetski dijagram osnovnog stanja ima sljedeći oblik:

Prisustvo tri nesparena elektrona ukazuje da antimon ima oksidaciono stanje od +3. Zbog prisustva slobodnih orbitala 5 d-podnivo za atom antimona moguće je pobuđeno stanje (oksidaciono stanje +5):

Valentni elektroni atoma antimona mogu se okarakterizirati skupom od četiri kvantna broja: n(glavni kvant), l(orbitalna), m l(magnetni) i s(vrtjeti):

Podnivo

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1