Antimoine (révisé)

Note : Cet article, initialement publié en 1998, a été mis à jour en 2006 pour l’édition eBook.

Overview

Les composés d’antimoine sont utilisés par les humains depuis des siècles. Les femmes de l’Égypte ancienne utilisaient la pierre stibique, le sulfure d’antimoine, (Sb2S3), pour assombrir leurs yeux. L’antimoine était également utilisé dans la fabrication de glaçures colorées pour les perles et les objets en verre. Le symbole chimique de l’antimoine provient de l’ancien nom de l’élément, le stibium. Non reconnu comme un élément chimique jusqu’au Moyen Âge, l’antimoine est devenu un matériau commun utilisé par les alchimistes.

L’alchimie était une sorte de pré-science qui a existé d’environ 500 av. J.-C. à environ la fin du 16e siècle. Les alchimistes voulaient trouver un moyen de transformer le plomb, le fer et d’autres métaux en or. Ils voulaient également trouver un moyen d’avoir la vie éternelle. L’alchimie contenait trop de magie et de mysticisme pour être une véritable science, mais les alchimistes ont mis au point un certain nombre de techniques et produit de nombreux matériaux nouveaux qui se sont avérés utiles par la suite dans la chimie moderne. L’antimoine était l’un de ces matériaux.

SYMBOL
Sb

ATOMIQUE
Numéro 51

MASSE ATOMIQUE
121.75

FAMILLE
Groupe 15 (VA)
Azote

PRONONCIATION
AN-ti-moh-nee

L’antimoine est un métalloïde. Un métalloïde est un élément qui possède des caractéristiques à la fois des métaux et des non-métaux. Les métalloïdes se trouvent de part et d’autre de la ligne de l’escalier sur le côté droit du tableau périodique (à l’exception de l’aluminium, qui n’est pas considéré comme un métalloïde).

L’antimoine est principalement utilisé dans les alliages, les céramiques et le verre, les plastiques et les matériaux ignifuges. Les matériaux ignifuges ne brûlent pas avec une flamme nue. Au lieu de cela, ils couvent ou ne brûlent pas du tout.

Découverte et dénomination

Les composés de l’antimoine étaient connus des cultures anciennes. On les a retrouvés, par exemple, dans les glaçures colorées utilisées sur les perles, les vases et autres objets en verre. Mais ces composés n’ont pas été largement utilisés avant le Moyen Âge, lorsqu’ils sont devenus populaires parmi les alchimistes. Ils pensaient que l’antimoine pouvait être utilisé pour transformer le plomb en or. C’est à cette époque que des documents sur les propriétés de l’antimoine commencent à apparaître.

L’élément a probablement été nommé pour la première fois par l’érudit romain Pline (23-79 ans), qui l’a appelé stibium. L’alchimiste musulman Abu Musa Jabir Ibn Hayyan (c. 721-c. 815) l’a probablement appelé pour la première fois antimoine-anti (« pas ») et monos (« seul »). Le nom vient du fait que l’antimoine ne se trouve pas seul dans la nature.

Les alchimistes utilisaient des codes secrets pour écrire sur une grande partie de leur travail, de sorte que les chercheurs modernes ne savent pas grand-chose sur la façon dont l’antimoine était utilisé. Les premiers rapports détaillés sur l’antimoine ont été publiés en 1707 lorsque le chimiste français Nicolas Lemery (1645-1715) a publié son célèbre livre, Traité de l’antimoine.

Propriétés physiques

L’antimoine est un élément blanc argenté et brillant qui ressemble à un métal. Il a une surface écailleuse et est dur et cassant comme un non-métal. Il peut également être préparé sous forme de poudre noire avec un éclat brillant.

Le point de fusion de l’antimoine est de 630°C (1 170°F) et son point d’ébullition est de 1 635°C (2 980°F). C’est un matériau relativement mou qui peut être rayé par le verre. Sa densité est de 6,68 grammes par centimètre cube.

Un métalloïde est un élément qui possède des caractéristiques à la fois des métaux et des non-métaux.

Propriétés chimiques

L’antimoine est un élément modérément actif. Il ne se combine pas avec l’oxygène de l’air à température ambiante. Il ne réagit pas non plus avec l’eau froide ou avec la plupart des acides froids. Il se dissout cependant dans certains acides chauds et dans l’eau régale. L’eau régale est un mélange d’acides chlorhydrique et nitrique. Il réagit souvent avec des matériaux qui ne réagissent pas avec l’un ou l’autre acide séparément.

Occurrence dans la nature

L’antimoine est rarement trouvé dans son état natif (en tant qu’élément). Au lieu de cela, il se produit généralement sous forme de composé. Les minéraux d’antimoine les plus courants sont la stibnite, la tétraédrite, la bournonite, la boulangerite et la jamesonite. Dans la plupart de ces minéraux, l’antimoine est combiné au soufre pour produire une certaine forme de sulfure d’antimoine (Sb2S3).

Les plus grands producteurs d’antimoine sont la Chine, la Russie, la Bolivie, l’Afrique du Sud et le Kirghizistan, dans cet ordre. Les États-Unis produisent de l’antimoine comme sous-produit dans une seule mine d’argent, dans l’Idaho.

L’abondance de l’antimoine est estimée à environ 0,2 partie par million, ce qui le place dans le dernier cinquième des éléments chimiques présents dans la croûte terrestre. Il est plus abondant que l’argent ou le mercure, mais moins abondant que l’iode.

Isotopes

Il existe deux isotopes naturels de l’antimoine, l’antimoine-121 et l’antimoine-123. Les isotopes sont deux ou plusieurs formes d’un élément. Les isotopes diffèrent les uns des autres en fonction de leur numéro de masse. Le nombre écrit à droite du nom de l’élément est le numéro de masse. Le numéro de masse représente le nombre de protons plus les neutrons dans le noyau d’un atome de l’élément. Le nombre de protons détermine l’élément, mais le nombre de neutrons dans l’atome d’un même élément peut varier. Chaque variation est un isotope.

On connaît également une vingtaine d’isotopes radioactifs de l’antimoine. Un isotope radioactif est un isotope qui se sépare et émet une forme de rayonnement. Les isotopes radioactifs sont produits lorsque de très petites particules sont tirées sur des atomes. Ces particules se fixent dans les atomes et les rendent radioactifs.

Deux des isotopes radioactifs de l’antimoine sont utilisés commercialement comme traceurs. Ces isotopes sont l’antimoine-124 et l’antimoine-125. Un traceur est un isotope injecté dans un système vivant ou non vivant. Le mouvement de l’isotope peut alors être suivi au fur et à mesure qu’il se déplace dans le système. Par exemple, une petite quantité d’antimoine-124 peut être injectée dans un oléoduc. La présence de l’isotope peut être détectée à l’aide d’un instrument placé au-dessus de l’oléoduc. Le rayonnement émis par l’isotope fait clignoter une lumière ou produit un son dans l’instrument. Le mouvement de l’isotope dans le pipeline peut être suivi de cette manière. Si le pipeline présente une fuite, le traceur s’en échappera. Son déplacement dans le sol peut être détecté.

Extraction

L’antimoine peut être récupéré à partir de la stibnite avec du fer chaud:
Environ la moitié de l’antimoine produit aux États-Unis est recyclé à partir de vieilles batteries d’accumulateurs au plomb utilisées dans les voitures et les camions.

Utilisations

L’antimoine est utilisé pour fabriquer des alliages avec un certain nombre de métaux différents. Un alliage est fabriqué en fondant et en mélangeant deux ou plusieurs métaux. Les propriétés du mélange sont différentes de celles des métaux individuels. L’un de ces alliages les plus courants est celui qui est fait avec du plomb. Les alliages plomb-antimoine sont utilisés pour les soudures, les munitions, les articles de pêche, le revêtement des câbles électriques, les alliages qui fondent à basse température et les batteries. La fabrication d’accumulateurs au plomb, comme ceux utilisés dans les voitures et les camions, représente environ un cinquième de tout l’antimoine utilisé chaque année. Une petite quantité d’antimoine est également utilisée pour fabriquer des transistors, que l’on trouve dans des appareils électriques grand public tels que les jeux d’ordinateur, les calculatrices de poche et les stéréos portables. Un transistor est un dispositif électronique à l’état solide (utilisant les propriétés spéciales des solides, plutôt que les tubes électroniques) utilisé pour contrôler le flux d’un courant électrique.

Les autres utilisations mineures de l’antimoine comprennent la fabrication du verre et des céramiques et la production de plastiques. Dans le verre et la céramique, une petite quantité d’antimoine assure que le produit final sera clair et incolore. Dans la production de plastiques, l’antimoine est utilisé comme catalyseur. Un catalyseur est une substance utilisée pour accélérer ou ralentir une réaction chimique. Le catalyseur ne subit lui-même aucun changement au cours de la réaction.

Composés

L’utilisation la plus importante de l’antimoine est la fabrication de composés utilisés dans la fabrication de matériaux ignifuges. Un peu plus de la moitié de tout l’antimoine est destiné à cet usage. Il s’agit notamment de l’oxychlorure d’antimoine (SbOCl), du pentoxyde d’antimoine (Sb2O5), du trichlorure d’antimoine (SbCl3) et du trioxyde d’antimoine (Sb2O3). Ces composés sont pulvérisés ou ajoutés à un tissu pour le rendre ignifuge.

Effets sur la santé

L’antimoine et ses composés sont dangereux pour la santé humaine. En faible quantité, ces matériaux peuvent irriter les yeux et les poumons. Elles peuvent également provoquer des douleurs d’estomac, des diarrhées, des vomissements et des ulcères d’estomac. À des doses plus élevées, l’antimoine et ses composés peuvent causer des dommages aux poumons, au cœur, au foie et aux reins. A très haute dose, ils peuvent provoquer la mort.