Antimonio (rivisto)

Nota: Questo articolo, originariamente pubblicato nel 1998, è stato aggiornato nel 2006 per l’edizione eBook.

Overview

I composti di antimonio sono stati usati dagli esseri umani per secoli. Le donne dell’antico Egitto usavano la pietra stibica, solfuro di antimonio, (Sb2S3), per scurire i loro occhi. L’antimonio era anche usato per fare smalti colorati per perline e oggetti di vetro. Il simbolo chimico dell’antimonio è stato preso dall’antico nome dell’elemento, lo stibio. Non riconosciuto come elemento chimico fino al Medioevo, l’antimonio divenne un materiale comune usato dagli alchimisti.

L’alchimia era una specie di pre-scienza che esisteva dal 500 a.C. circa fino alla fine del 16° secolo. Gli alchimisti volevano trovare un modo per trasformare il piombo, il ferro e altri metalli in oro. Volevano anche trovare un modo per avere la vita eterna. L’alchimia conteneva troppa magia e misticismo per essere una vera scienza, ma gli alchimisti svilupparono una serie di tecniche e produssero molti nuovi materiali che in seguito si scoprirono essere utili nella chimica moderna. L’antimonio era uno di questi materiali.

SYMBOL
Sb

ATOMICO
NUMERO 51

MASSA ATOMICA
121.75

FAMIGLIA
Gruppo 15 (VA)
Nitrogeno

PRONUNCIATURA
AN-ti-moh-nee

L’antimonio è un metalloide. Un metalloide è un elemento che ha caratteristiche sia dei metalli che dei non metalli. I metalloidi possono essere trovati su entrambi i lati della linea della scala sul lato destro della tavola periodica (con l’eccezione dell’alluminio, che non è considerato un metalloide).

L’antimonio è usato principalmente in leghe, ceramica e vetro, plastica e materiali ignifughi. I materiali ignifughi non bruciano con una fiamma aperta. Invece, bruciano o non bruciano affatto.

Scoperta e denominazione

I composti di antimonio erano noti alle culture antiche. Sono stati trovati, per esempio, negli smalti colorati usati su perle, vasi e altri oggetti di vetro. Ma questi composti non sono stati ampiamente utilizzati fino al Medioevo, quando sono diventati popolari tra gli alchimisti. Essi pensavano che l’antimonio potesse essere usato per convertire il piombo in oro. Fu durante questo periodo che cominciano ad apparire documenti sulle proprietà dell’antimonio.

L’elemento fu probabilmente nominato per la prima volta dallo studioso romano Plinio (a.d. 23-79), che lo chiamò stibio. L’alchimista musulmano Abu Musa Jabir Ibn Hayyan (c. 721-c. 815) probabilmente lo chiamò per primo antimonio-anti (“non”) e monos (“solo”). Il nome deriva dal fatto che l’antimonio non si trova da solo in natura.

Gli alchimisti usavano codici segreti per scrivere gran parte del loro lavoro, quindi gli studiosi moderni non sanno molto su come veniva usato l’antimonio. I primi rapporti dettagliati sull’antimonio furono pubblicati nel 1707 quando il chimico francese Nicolas Lemery (1645-1715) pubblicò il suo famoso libro, Treatise on Antimony.

Proprietà fisiche

L’antimonio è un elemento bianco-argenteo, lucido che sembra un metallo. Ha una superficie squamosa ed è duro e fragile come un non-metallo. Può anche essere preparato come una polvere nera con una brillantezza lucida.

Il punto di fusione dell’antimonio è 630°C (1.170°F) e il suo punto di ebollizione è 1.635°C (2.980°F). È un materiale relativamente morbido che può essere graffiato dal vetro. La sua densità è 6,68 grammi per centimetro cubo.

Un metalloide è un elemento che ha caratteristiche sia dei metalli che dei non metalli.

Proprietà chimiche

L’antimonio è un elemento moderatamente attivo. Non si combina con l’ossigeno nell’aria a temperatura ambiente. Inoltre non reagisce con acqua fredda o con la maggior parte degli acidi freddi. Tuttavia, si dissolve in alcuni acidi caldi e nell’acqua regia. L’acqua regia è una miscela di acido cloridrico e nitrico. Spesso reagisce con materiali che non reagiscono con entrambi gli acidi separatamente.

Eccursione in natura

L’antimonio si trova raramente nel suo stato nativo (come elemento). Invece, di solito si presenta come un composto. I minerali più comuni di antimonio sono stibnite, tetraedrite, bournonite, boulangerite e jamesonite. Nella maggior parte di questi minerali, l’antimonio è combinato con lo zolfo per produrre qualche forma di solfuro di antimonio (Sb2S3).

I più grandi produttori di antimonio sono Cina, Russia, Bolivia, Sud Africa e Kyrgyzstan, in questo ordine. Gli Stati Uniti producono antimonio come sottoprodotto in una sola miniera d’argento in Idaho.

L’abbondanza dell’antimonio è stimata a circa 0,2 parti per milione, collocandosi nel quinto inferiore tra gli elementi chimici che si trovano nella crosta terrestre. È più abbondante dell’argento o del mercurio, ma meno abbondante dello iodio.

Isotopi

Ci sono due isotopi naturali dell’antimonio, antimonio-121 e antimonio-123. Gli isotopi sono due o più forme di un elemento. Gli isotopi differiscono l’uno dall’altro in base al loro numero di massa. Il numero scritto a destra del nome dell’elemento è il numero di massa. Il numero di massa rappresenta il numero di protoni più neutroni nel nucleo di un atomo dell’elemento. Il numero di protoni determina l’elemento, ma il numero di neutroni nell’atomo di qualsiasi elemento può variare. Ogni variazione è un isotopo.

Sono noti anche circa 20 isotopi radioattivi dell’antimonio. Un isotopo radioattivo è un isotopo che si scinde ed emette qualche forma di radiazione. Gli isotopi radioattivi sono prodotti quando particelle molto piccole sono sparate contro gli atomi. Queste particelle si attaccano agli atomi e li rendono radioattivi.

Due degli isotopi radioattivi dell’antimonio sono usati commercialmente come traccianti. Questi isotopi sono antimonio-124 e antimonio-125. Un tracciante è un isotopo iniettato in un sistema vivente o non vivente. Il movimento dell’isotopo può quindi essere seguito mentre si muove attraverso il sistema. Per esempio, una piccola quantità di antimonio-124 potrebbe essere iniettata in un oleodotto. La presenza dell’isotopo può essere rilevata per mezzo di uno strumento tenuto sopra l’oleodotto. La radiazione emessa dall’isotopo fa lampeggiare una luce o produce un suono nello strumento. Il movimento dell’isotopo attraverso la conduttura può essere seguito in questo modo. Se la conduttura ha una perdita, il tracciante uscirà da essa. Il suo movimento attraverso il terreno può essere rilevato.

Estrazione

L’antimonio può essere recuperato dalla stibnite con ferro caldo:
Circa la metà dell’antimonio prodotto negli Stati Uniti è riciclato da vecchie batterie di stoccaggio del piombo usate in automobili e camion.

Usi

L’antimonio è usato per fare leghe con un certo numero di metalli differenti. Una lega è fatta fondendo e mescolando due o più metalli. Le proprietà della miscela sono diverse da quelle dei singoli metalli. Una delle più comuni di queste leghe è quella fatta con il piombo. Le leghe piombo-antimonio sono usate per saldature, munizioni, attrezzatura da pesca, copertura di cavi elettrici, leghe che si fondono a basse temperature e batterie. La fabbricazione di batterie di stoccaggio al piombo, come quelle usate nelle automobili e nei camion, rappresenta circa un quinto di tutto l’antimonio usato ogni anno. Una piccola quantità di antimonio è anche usata nella fabbricazione di transistor, che si trovano in dispositivi elettrici di consumo come giochi per computer, calcolatrici tascabili e stereo portatili. Un transistor è un dispositivo elettronico a stato solido (che usa proprietà speciali dei solidi, piuttosto che tubi elettronici) usato per controllare il flusso di una corrente elettrica.

Altri usi minori dell’antimonio includono la fabbricazione di vetro e ceramica e la produzione di plastica. Nel vetro e nella ceramica, una piccola quantità di antimonio assicura che il prodotto finale sia chiaro e incolore. Nella produzione della plastica, l’antimonio è usato come catalizzatore. Un catalizzatore è una sostanza usata per accelerare o rallentare una reazione chimica. Il catalizzatore non subisce alcun cambiamento durante la reazione.

Composti

L’uso più importante dell’antimonio è nella produzione di composti usati nella fabbricazione di materiali ignifughi. Poco più della metà di tutto l’antimonio va a questo uso. Questi includono ossicloruro di antimonio (SbOCl), pentossido di antimonio (Sb2O5), tricloruro di antimonio (SbCl3), e triossido di antimonio (Sb2O3). Questi composti sono spruzzati su o aggiunti ad un tessuto per renderlo ignifugo.

Effetti sulla salute

L’antimonio e i suoi composti sono pericolosi per la salute umana. A bassi livelli, questi materiali possono irritare gli occhi e i polmoni. Possono anche causare mal di stomaco, diarrea, vomito e ulcere allo stomaco. A dosi più alte, l’antimonio e i suoi composti possono causare danni ai polmoni, al cuore, al fegato e ai reni. A dosi molto alte, possono causare la morte.