Antimonio (revisado)
Nota: Este artículo, publicado originalmente en 1998, fue actualizado en 2006 para la edición del libro electrónico.
Resumen
Los compuestos de antimonio han sido utilizados por los humanos durante siglos. Las mujeres del antiguo Egipto utilizaban la piedra estibólica, el sulfuro de antimonio, (Sb2S3), para oscurecer sus ojos. El antimonio también se utilizaba en la fabricación de esmaltes de colores para abalorios y cristalería. El símbolo químico del antimonio se tomó del nombre antiguo del elemento, stibium. No reconocido como elemento químico hasta la Edad Media, el antimonio se convirtió en un material común utilizado por los alquimistas.
La alquimia fue una especie de preciencia que existió desde aproximadamente el año 500 a.C. hasta aproximadamente finales del siglo XVI. Los alquimistas querían encontrar una forma de cambiar el plomo, el hierro y otros metales en oro. También querían encontrar una forma de tener vida eterna. La alquimia contenía demasiada magia y misticismo para ser una ciencia real, pero los alquimistas desarrollaron una serie de técnicas y produjeron muchos materiales nuevos que más tarde resultaron útiles en la química moderna. El antimonio fue uno de estos materiales.
Simbolo
Sb
ATOMICO
NUMERO 51
MASA ATOMICA
121.75
FAMILIA
Grupo 15 (VA)
Nitrógeno
PRONUNCIACIÓN
AN-ti-moh-nee
El antimonio es un metaloide. Un metaloide es un elemento que tiene características tanto de los metales como de los no metales. Los metaloides pueden encontrarse a ambos lados de la línea de la escalera en el lado derecho de la tabla periódica (con la excepción del aluminio, que no se considera un metaloide).
El antimonio se utiliza principalmente en aleaciones, cerámica y vidrio, plásticos y materiales ignífugos. Los materiales ignífugos no arden con una llama abierta. En cambio, arden o no arden en absoluto.
Descubrimiento y denominación
Los compuestos de antimonio eran conocidos por las culturas antiguas. Se han encontrado, por ejemplo, en los esmaltes de colores utilizados en cuentas, jarrones y otros objetos de vidrio. Pero estos compuestos no se utilizaron ampliamente hasta la Edad Media, cuando se hicieron populares entre los alquimistas. Estos pensaron que el antimonio podía utilizarse para convertir el plomo en oro. Fue durante este periodo cuando empiezan a aparecer registros sobre las propiedades del antimonio.
El elemento fue probablemente nombrado por primera vez por el erudito romano Plinio (23-79 d.C.), que lo llamó stibium. El alquimista musulmán Abu Musa Jabir Ibn Hayyan (c. 721-815) probablemente lo llamó por primera vez antimonio: anti («no») y monos («solo»). El nombre proviene del hecho de que el antimonio no se encuentra solo en la naturaleza.
Los alquimistas utilizaban códigos secretos para escribir sobre gran parte de su trabajo, por lo que los estudiosos modernos no saben mucho sobre cómo se utilizaba el antimonio. Los primeros informes detallados sobre el antimonio se publicaron en 1707, cuando el químico francés Nicolas Lemery (1645-1715) publicó su famoso libro Tratado sobre el antimonio.
Propiedades físicas
El antimonio es un elemento blanco plateado y brillante que parece un metal. Tiene una superficie escamosa y es duro y quebradizo como un no metal. También puede prepararse como un polvo negro con un brillo resplandeciente.
El punto de fusión del antimonio es de 630°C (1.170°F) y su punto de ebullición es de 1.635°C (2.980°F). Es un material relativamente blando que puede ser rayado por el vidrio. Su densidad es de 6,68 gramos por centímetro cúbico.
Un metaloide es un elemento que tiene características tanto de metales como de no metales.
Propiedades químicas
El antimonio es un elemento moderadamente activo. No se combina con el oxígeno del aire a temperatura ambiente. Tampoco reacciona con el agua fría ni con la mayoría de los ácidos fríos. Sin embargo, se disuelve en algunos ácidos calientes y en el agua regia. El agua regia es una mezcla de ácidos clorhídrico y nítrico. A menudo reacciona con materiales que no reaccionan con ninguno de los dos ácidos por separado.
Ocurrencia en la naturaleza
El antimonio rara vez se encuentra en su estado nativo (como elemento). En cambio, suele aparecer en forma de compuesto. Los minerales más comunes de antimonio son la estibina, la tetraedrita, la bournonita, la boulangerita y la jamesonita. En la mayoría de estos minerales, el antimonio se combina con el azufre para producir alguna forma de sulfuro de antimonio (Sb2S3).
Los mayores productores de antimonio son China, Rusia, Bolivia, Sudáfrica y Kirguistán, en ese orden. Estados Unidos produce antimonio como subproducto en una sola mina de plata en Idaho.
Se calcula que la abundancia de antimonio es de unas 0,2 partes por millón, lo que lo sitúa en el quinto lugar entre los elementos químicos que se encuentran en la corteza terrestre. Es más abundante que la plata o el mercurio, pero menos que el yodo.
Isótopos
Existen dos isótopos naturales del antimonio, el antimonio-121 y el antimonio-123. Los isótopos son dos o más formas de un elemento. Los isótopos se diferencian entre sí por su número de masa. El número escrito a la derecha del nombre del elemento es el número másico. El número másico representa el número de protones más neutrones en el núcleo de un átomo del elemento. El número de protones determina el elemento, pero el número de neutrones en el átomo de cualquier elemento puede variar. Cada variación es un isótopo.
También se conocen unos 20 isótopos radiactivos del antimonio. Un isótopo radiactivo es aquel que se rompe y emite alguna forma de radiación. Los isótopos radiactivos se producen cuando se disparan partículas muy pequeñas a los átomos. Estas partículas se clavan en los átomos y los hacen radiactivos.
Dos de los isótopos radiactivos del antimonio se utilizan comercialmente como trazadores. Estos isótopos son el antimonio-124 y el antimonio-125. Un trazador es un isótopo que se inyecta en un sistema vivo o no vivo. El movimiento del isótopo puede seguirse a medida que se desplaza por el sistema. Por ejemplo, se puede inyectar una pequeña cantidad de antimonio-124 en un oleoducto. La presencia del isótopo puede detectarse mediante un instrumento situado por encima del oleoducto. La radiación emitida por el isótopo provoca un destello de luz o un sonido en el instrumento. De este modo se puede seguir el movimiento del isótopo a través de la tubería. Si la tubería tiene una fuga, el trazador se escapará de ella. Su movimiento a través del suelo puede ser detectado.
Extracción
El antimonio puede ser recuperado de la estibina con hierro caliente:
Alrededor de la mitad del antimonio producido en los Estados Unidos es reciclado de las viejas baterías de almacenamiento de plomo utilizadas en automóviles y camiones.
Usos
El antimonio se utiliza para hacer aleaciones con un número de diferentes metales. Una aleación se hace fundiendo y mezclando dos o más metales. Las propiedades de la mezcla son diferentes a las de los metales individuales. Una de las aleaciones más comunes es la realizada con plomo. Las aleaciones de plomo-antimonio se utilizan para la soldadura, la munición, los aparejos de pesca, el revestimiento de los cables eléctricos, las aleaciones que se funden a bajas temperaturas y las baterías. La fabricación de baterías de almacenamiento de plomo, como las que se utilizan en coches y camiones, representa aproximadamente una quinta parte de todo el antimonio utilizado cada año. También se utiliza una pequeña cantidad de antimonio en la fabricación de transistores, que se encuentran en dispositivos eléctricos de consumo como juegos de ordenador, calculadoras de bolsillo y equipos de música portátiles. Un transistor es un dispositivo electrónico de estado sólido (que utiliza las propiedades especiales de los sólidos, en lugar de los tubos de electrones) utilizado para controlar el flujo de una corriente eléctrica.
Otros usos menores del antimonio incluyen la fabricación de vidrio y cerámica y la producción de plásticos. En el vidrio y la cerámica, una pequeña cantidad de antimonio asegura que el producto final sea claro e incoloro. En la producción de plásticos, el antimonio se utiliza como catalizador. Un catalizador es una sustancia que se utiliza para acelerar o ralentizar una reacción química. El catalizador no sufre ningún cambio en sí mismo durante la reacción.
Compuestos
El uso más importante del antimonio es la elaboración de compuestos utilizados en la fabricación de materiales ignífugos. Algo más de la mitad del antimonio se destina a este uso. Entre ellos se encuentran el oxicloruro de antimonio (SbOCl), el pentóxido de antimonio (Sb2O5), el tricloruro de antimonio (SbCl3) y el trióxido de antimonio (Sb2O3). Estos compuestos se pulverizan o se añaden a un tejido para hacerlo ignífugo.
Efectos sobre la salud
El antimonio y sus compuestos son peligrosos para la salud humana. En niveles bajos, estos materiales pueden irritar los ojos y los pulmones. También pueden causar dolor de estómago, diarrea, vómitos y úlceras estomacales. En dosis más altas, el antimonio y sus compuestos pueden causar daños en los pulmones, el corazón, el hígado y los riñones. En dosis muy altas, pueden causar la muerte.