Antimon (revideret)
Note: Denne artikel, der oprindeligt blev offentliggjort i 1998, blev opdateret i 2006 til e-bogsudgaven.
Overblik
Antimonforbindelser har været anvendt af mennesker i århundreder. Kvinder i det gamle Egypten brugte stibisk sten, antimonsulfid (Sb2S3), til at gøre deres øjne mørke. Antimon blev også brugt til at fremstille farvede glasurer til perler og glasvarer. Det kemiske symbol for antimon er taget fra det gamle navn for grundstoffet, stibium. Da antimon ikke blev anerkendt som et kemisk grundstof før middelalderen, blev det et almindeligt materiale, der blev brugt af alkymister.
Alkymi var en slags forvidenskab, der eksisterede fra omkring 500 f.Kr. til omkring slutningen af det 16. århundrede. Alkymisterne ønskede at finde en måde at forvandle bly, jern og andre metaller til guld på. De ønskede også at finde en måde at få evigt liv på. Alkymien indeholdt for meget magi og mystik til at være en egentlig videnskab, men alkymisterne udviklede en række teknikker og fremstillede mange nye materialer, som senere viste sig at være nyttige i moderne kemi. Antimon var et af disse materialer.
SYMBOL
Sb
ATOMISK
NUMMER 51
ATOMISK MASSE
121.75
FAMILIE
Gruppe 15 (VA)
Sitrogen
FORBINDELSE
AN-ti-moh-nee
Antimon er en metalloid. En metalloid er et grundstof, der har egenskaber fra både metaller og ikke-metaller. Metalloiderne findes på begge sider af trappelinjen på højre side af det periodiske system (med undtagelse af aluminium, som ikke betragtes som en metalloid).
Antimon anvendes primært i legeringer, keramik og glas, plast og flammehæmmende materialer. Flammehæmmende materialer brænder ikke med en åben ild. I stedet ulmer de eller brænder slet ikke.
Forbindelser af antimon var kendt af gamle kulturer. De er f.eks. blevet fundet i de farvede glasurer, der anvendes på perler, vaser og andre glasvarer. Men disse forbindelser blev ikke brugt i stor stil før middelalderen, da de blev populære blandt alkymister. De mente, at antimon kunne bruges til at omdanne bly til guld. Det var i denne periode, at optegnelser om antimons egenskaber begynder at dukke op.
Elementet blev sandsynligvis først navngivet af den romerske lærde Plinius (a.d. 23-79), som kaldte det stibium. Den muslimske alkymist Abu Musa Jabir Ibn Hayyan (ca. 721-c. 815) kaldte det sandsynligvis først antimon-anti (“ikke”) og monos (“alene”). Navnet stammer fra det faktum, at antimon ikke forekommer alene i naturen.
Alkymisterne brugte hemmelige koder til at skrive om meget af deres arbejde, så moderne forskere ved ikke meget om, hvordan antimon blev brugt. De første detaljerede rapporter om antimon blev offentliggjort i 1707, da den franske kemiker Nicolas Lemery (1645-1715) udgav sin berømte bog, Treatise on Antimony.
Fysiske egenskaber
Antimon er et sølvhvidt, skinnende grundstof, der ligner et metal. Det har en skællet overflade og er hårdt og skørt som et ikke-metal. Det kan også fremstilles som et sort pulver med en skinnende glans.
Smeltepunktet for antimon er 630°C (1.170°F) og kogepunktet er 1.635°C (2.980°F). Det er et relativt blødt materiale, som kan ridses af glas. Densiteten er 6,68 gram pr. kubikcentimeter.
En metalloid er et grundstof, der har egenskaber fra både metaller og ikke-metaller.
Kemiske egenskaber
Antimon er et moderat aktivt grundstof. Det kombineres ikke med ilt i luften ved stuetemperatur. Det reagerer heller ikke med koldt vand eller med de fleste kolde syrer. Det opløses dog i nogle varme syrer og i regnevand. Aqua regia er en blanding af saltsyre og salpetersyre. Den reagerer ofte med materialer, der ikke reagerer med nogen af de to syrer hver for sig.
Forekomst i naturen
Antimon findes sjældent i sin oprindelige (som grundstof) tilstand. I stedet forekommer det normalt som en forbindelse. De mest almindelige mineraler af antimon er stibnit, tetrahedrit, bournonit, boulangerit og jamesonit. I de fleste af disse mineraler er antimon kombineret med svovl til en eller anden form for antimonsulfid (Sb2S3).
De største producenter af antimon er Kina, Rusland, Bolivia, Sydafrika og Kirgisistan, i den rækkefølge. USA producerer antimon som et biprodukt i kun én sølvmine i Idaho.
Fordelingen af antimon anslås at være omkring 0,2 dele pr. million, hvilket placerer det i den nederste femtedel blandt de kemiske grundstoffer, der findes i jordskorpen. Det er mere rigeligt end sølv eller kviksølv, men mindre rigeligt end jod.
Isotoper
Der findes to naturligt forekommende isotoper af antimon, nemlig antimon-121 og antimon-123. Isotoper er to eller flere former af et grundstof. Isotoper adskiller sig fra hinanden på grund af deres massetal. Det tal, der er skrevet til højre for grundstoffets navn, er massetallet. Massetallet angiver antallet af protoner plus neutroner i kernen i et atom af grundstoffet. Antallet af protoner er afgørende for grundstoffet, men antallet af neutroner i et atom af et grundstof kan variere. Hver variation er en isotop.
Der kendes også omkring 20 radioaktive isotoper af antimon. En radioaktiv isotop er en isotop, der går i stykker og afgiver en eller anden form for stråling. Radioaktive isotoper dannes, når man affyrer meget små partikler på atomer. Disse partikler sætter sig fast i atomerne og gør dem radioaktive.
To af antimons radioaktive isotoper anvendes kommercielt som sporstoffer. Disse isotoper er antimon-124 og antimon-125. En sporstof er en isotop, der sprøjtes ind i et levende eller ikke-levende system. Isotopens bevægelse kan derefter følges, mens den bevæger sig gennem systemet. Der kan f.eks. sprøjtes en lille mængde antimon-124 ind i en olierørledning. Tilstedeværelsen af isotopen kan påvises ved hjælp af et instrument, der holdes over rørledningen. Den stråling, der afgives af isotopen, får et lys til at blinke eller en lyd til at lyde i instrumentet. På denne måde kan man følge isotopens bevægelse gennem rørledningen. Hvis der er en lækage i rørledningen, vil sporstoffet slippe ud af den. Dens bevægelse gennem jorden kan påvises.
Udvinding
Antimon kan genvindes fra stibnit med varmt jern:
Omkring halvdelen af det antimon, der produceres i USA, genanvendes fra gamle blylagerbatterier, der anvendes i biler og lastbiler.
Anvendelser
Antimon bruges til at lave legeringer med en række forskellige metaller. En legering fremstilles ved at smelte og blande to eller flere metaller. Blandingens egenskaber er anderledes end de enkelte metallers egenskaber. En af de mest almindelige af disse legeringer er en legering lavet med bly. Bly-antimonlegeringer anvendes til lodde, ammunition, fiskegrej, beklædning af elektriske kabler, legeringer, der smelter ved lave temperaturer, og batterier. Fremstilling af blyakkumulatorer, som f.eks. dem, der anvendes i biler og lastbiler, tegner sig for ca. en femtedel af al det antimon, der anvendes hvert år. En lille mængde antimon anvendes også til fremstilling af transistorer, som findes i elektriske forbrugerapparater som computerspil, lommeregnere og bærbare stereoanlæg. En transistor er en solid-state (der anvender særlige egenskaber ved faste stoffer i stedet for elektronrør) elektronisk enhed, der bruges til at styre strømmen.
Andre mindre anvendelser af antimon omfatter fremstilling af glas og keramik og produktion af plastik. I glas og keramik sikrer en lille mængde antimon, at det endelige produkt bliver klart og farveløst. Ved fremstilling af plast anvendes antimon som katalysator. En katalysator er et stof, der bruges til at fremskynde eller bremse en kemisk reaktion. Katalysatoren undergår ikke selv nogen ændring under reaktionen.
Forbindelser
Den vigtigste anvendelse af antimon er til fremstilling af forbindelser, der anvendes til fremstilling af flammehæmmende materialer. Lidt mere end halvdelen af alt antimon går til denne anvendelse. Det drejer sig bl.a. om antimonoxychlorid (SbOCl), antimonpentoxid (Sb2O5), antimontrichlorid (SbCl3) og antimontrioxid (Sb2O3). Disse forbindelser sprøjtes på eller tilsættes et stof for at gøre det flammehæmmende.
Sundhedsmæssige virkninger
Antimon og dets forbindelser er farlige for menneskers sundhed. I lave niveauer kan disse materialer irritere øjne og lunger. De kan også forårsage mavesmerter, diarré, opkastninger og mavesår. I højere doser kan antimon og dets forbindelser forårsage skader på lunger, hjerte, lever og nyrer. Ved meget høje doser kan de forårsage døden.