Antimony (revised)
Poznámka: Tento článek, původně publikovaný v roce 1998, byl v roce 2006 aktualizován pro vydání elektronické knihy.
Přehled
Sloučeniny antimonu jsou lidmi používány již po staletí. Ženy ve starém Egyptě používaly stibový kámen, sulfid antimonitý (Sb2S3), ke ztmavení očí. Antimon se používal také při výrobě barevných glazur na korálky a skleněné výrobky. Chemická značka antimonu byla převzata ze starověkého názvu prvku stibium. Až do středověku nebyl antimon uznáván jako chemický prvek, ale stal se běžným materiálem používaným alchymisty.
Alchymie byla druhem předvědeckého oboru, který existoval přibližně od roku 500 př. n. l. do konce 16. století. Alchymisté chtěli najít způsob, jak měnit olovo, železo a další kovy ve zlato. Chtěli také najít způsob, jak získat věčný život. Alchymie obsahovala příliš mnoho magie a mystiky na to, aby byla skutečnou vědou, ale alchymisté vyvinuli řadu technik a vytvořili mnoho nových materiálů, které se později ukázaly jako užitečné v moderní chemii. Jedním z těchto materiálů byl antimon.
SYMBOL
Sb
ATOM
ČÍSLO 51
ATOMOVÁ HMOTNOST
121.75
DĚLENÍ
Skupina 15 (VA)
Dusík
PRONÁZOR
AN-ti-moh-nee
Antimon je metaloid. Metalloid je prvek, který má vlastnosti kovů i nekovů. Metalloidy se nacházejí na obou stranách schodovité čáry na pravé straně periodické tabulky (s výjimkou hliníku, který se za metalloid nepovažuje).
Antimon se používá především ve slitinách, keramice a skle, plastech a nehořlavých materiálech. Nehořlavé materiály nehoří otevřeným plamenem. Místo toho doutnají nebo nehoří vůbec.
Objev a pojmenování
Sloučeniny antimonu byly známy již starověkým kulturám. Byly nalezeny například v barevných glazurách používaných na korálcích, vázách a dalších skleněných předmětech. Tyto sloučeniny však nebyly široce používány až do středověku, kdy si je oblíbili alchymisté. Ti se domnívali, že antimon lze použít k přeměně olova na zlato. Právě v tomto období se začínají objevovat záznamy o vlastnostech antimonu.
První název prvku dal pravděpodobně římský učenec Plinius (23-79 n. l.), který jej nazval stibium. Muslimský alchymista Abú Musa Džábir Ibn Haján (asi 721-815) jej pravděpodobně poprvé nazval antimon-anti („ne“) a monos („sám“). Název pochází ze skutečnosti, že antimon se v přírodě nevyskytuje osamoceně.
Alchymisté používali k zápisu většiny svých prací tajné kódy, takže moderní vědci toho o způsobu použití antimonu mnoho nevědí. První podrobné zprávy o antimonu byly zveřejněny v roce 1707, kdy francouzský chemik Nicolas Lemery (1645-1715) vydal svou slavnou knihu Pojednání o antimonu.
Fyzikální vlastnosti
Antimon je stříbřitě bílý, lesklý prvek, který vypadá jako kov. Má šupinatý povrch a je tvrdý a křehký jako nekov. Lze jej také připravit jako černý prášek s lesklým leskem.
Teplota tání antimonu je 630 °C a jeho teplota varu je 1635 °C. Je to poměrně měkký materiál, který lze poškrábat sklem. Jeho hustota je 6,68 gramů na centimetr krychlový.
Metaloid je prvek, který má vlastnosti kovů i nekovů.
Chemické vlastnosti
Antimon je středně aktivní prvek. Při pokojové teplotě se nespojuje se vzdušným kyslíkem. Nereaguje ani se studenou vodou nebo s většinou studených kyselin. Rozpouští se však v některých horkých kyselinách a v aqua regia. Aqua regia je směs kyseliny chlorovodíkové a dusičné. Často reaguje s materiály, které samostatně nereagují ani s jednou z těchto kyselin.
Výskyt v přírodě
Antimon se v nativním stavu (jako prvek) vyskytuje zřídka. Místo toho se obvykle vyskytuje jako sloučenina. Nejběžnějšími minerály antimonu jsou stibnit, tetraedrit, bournonit, boulangerit a jamesonit. Ve většině těchto minerálů je antimon kombinován se sírou za vzniku některé formy sulfidu antimonitého (Sb2S3).
Největšími producenty antimonu jsou v tomto pořadí Čína, Rusko, Bolívie, Jižní Afrika a Kyrgyzstán. Ve Spojených státech se antimon vyrábí jako vedlejší produkt pouze v jednom stříbrném dole v Idahu.
Hodnota antimonu se odhaduje na přibližně 0,2 částic na milion, což ho řadí na poslední páté místo mezi chemickými prvky vyskytujícími se v zemské kůře. Je hojnější než stříbro nebo rtuť, ale méně hojný než jód.
Izotopy
Existují dva přirozeně se vyskytující izotopy antimonu, antimon-121 a antimon-123.
Izotopy antimonu
Existují dva přirozeně se vyskytující izotopy antimonu. Izotopy jsou dvě nebo více forem prvku. Izotopy se od sebe liší podle svého hmotnostního čísla. Číslo napsané napravo od názvu prvku je hmotnostní číslo. Hmotnostní číslo vyjadřuje počet protonů plus neutronů v jádře atomu daného prvku. Počet protonů určuje prvek, ale počet neutronů v atomu kteréhokoli prvku se může lišit. Každá odchylka je izotopem.
Známe také asi 20 radioaktivních izotopů antimonu. Radioaktivní izotop je takový, který se rozpadá a vydává určitou formu záření. Radioaktivní izotopy vznikají při vystřelování velmi malých částic na atomy. Tyto částice se v atomech drží a činí je radioaktivními.
Dva z radioaktivních izotopů antimonu se komerčně používají jako stopovací látky. Těmito izotopy jsou antimon-124 a antimon-125. Tracker je izotop vstříknutý do živého nebo neživého systému. Pohyb izotopu lze pak sledovat při jeho pohybu systémem. Například malé množství antimonu-124 lze vstříknout do ropovodu. Přítomnost izotopu lze zjistit pomocí přístroje umístěného nad potrubím. Záření vyzařované izotopem způsobí, že v přístroji začne blikat světlo nebo se ozve zvuk. Tímto způsobem lze sledovat pohyb izotopu v potrubí. Pokud je potrubí netěsné, stopovací látka z něj uniká. Jeho pohyb půdou lze zjistit.
Extrakce
Antimon lze získat ze stibnitu pomocí žhavého železa:
Přibližně polovina antimonu vyrobeného ve Spojených státech se recykluje ze starých olověných akumulátorů používaných v osobních a nákladních automobilech.
Použití
Antimon se používá k výrobě slitin s řadou různých kovů. Slitina se vyrábí tavením a mícháním dvou nebo více kovů. Vlastnosti směsi jsou jiné než vlastnosti jednotlivých kovů. Jednou z nejběžnějších těchto slitin je slitina vyrobená s olovem. Slitiny olova a antimonu se používají k výrobě pájky, střeliva, rybářských potřeb, potahů elektrických kabelů, slitin, které se taví při nízkých teplotách, a baterií. Na výrobu olověných akumulátorů, například těch, které se používají v osobních a nákladních automobilech, připadá asi pětina veškerého ročně spotřebovaného antimonu. Malé množství antimonu se také používá při výrobě tranzistorů, které se nacházejí ve spotřebních elektrických zařízeních, jako jsou počítačové hry, kapesní kalkulačky a přenosná stereofonní zařízení. Tranzistor je polovodičové (využívající speciální vlastnosti pevných látek, nikoli elektronky) elektronické zařízení, které se používá k řízení toku elektrického proudu.
Další menší využití antimonu zahrnuje výrobu skla a keramiky a výrobu plastů. Ve skle a keramice malé množství antimonu zajišťuje, že konečný výrobek bude čirý a bezbarvý. Při výrobě plastů se antimon používá jako katalyzátor. Katalyzátor je látka používaná k urychlení nebo zpomalení chemické reakce. Katalyzátor sám během reakce neprochází žádnou změnou.
Sloučeniny
Nejdůležitější použití antimonu je při výrobě sloučenin používaných při výrobě nehořlavých materiálů. Na toto použití připadá o něco více než polovina veškerého antimonu. Patří mezi ně oxychlorid antimonitý (SbOCl), pentoxid antimonitý (Sb2O5), trichlorid antimonitý (SbCl3) a trioxid antimonitý (Sb2O3). Tyto sloučeniny se nastříkají nebo přidají do látky, aby se stala nehořlavou.
Vliv na zdraví
Antimon a jeho sloučeniny jsou nebezpečné pro lidské zdraví. V nízkých koncentracích mohou tyto materiály dráždit oči a plíce. Mohou také způsobovat bolesti žaludku, průjem, zvracení a žaludeční vředy. Ve vyšších dávkách mohou antimon a jeho sloučeniny způsobit poškození plic, srdce, jater a ledvin. Při velmi vysokých dávkách mohou způsobit smrt
.