Antymon (zmieniony)

Uwaga: Ten artykuł, pierwotnie opublikowany w 1998 roku, został zaktualizowany w 2006 roku dla wydania eBook.

Overview

Związki antymonu były używane przez ludzi od wieków. Kobiety w starożytnym Egipcie używały kamienia stibic, siarczku antymonu, (Sb2S3), aby przyciemnić oczy. Antymon był również używany do produkcji kolorowych glazur do koralików i wyrobów szklanych. Symbol chemiczny antymonu pochodzi od starożytnej nazwy tego pierwiastka – stibium. Nie rozpoznany jako pierwiastek chemiczny aż do średniowiecza, antymon stał się powszechnym materiałem używanym przez alchemików.

Alchemia była rodzajem prenauki, która istniała od około 500 p.n.e. do około końca XVI wieku. Alchemicy chcieli znaleźć sposób na zamianę ołowiu, żelaza i innych metali w złoto. Chcieli również znaleźć sposób na życie wieczne. Alchemia zawierała zbyt wiele magii i mistycyzmu, by mogła być prawdziwą nauką, ale alchemicy rozwinęli wiele technik i wyprodukowali wiele nowych materiałów, które później okazały się przydatne we współczesnej chemii. Antymon był jednym z tych materiałów.

SYMBOL
Sb

ATOMICZNY
NUMER 51

ATOMICZNA MASA
121.75

FAMILIA
Grupa 15 (VA)
Nitrogen

PRONUCIATION
AN-ti-moh-nee

Antymon jest metaloidem. Metaloid to pierwiastek, który ma cechy zarówno metali jak i niemetali. Metaloidy można znaleźć po obu stronach linii schodkowej po prawej stronie układu okresowego (z wyjątkiem aluminium, które nie jest uważane za metaloid).

Antymon jest stosowany głównie w stopach, ceramice i szkle, tworzywach sztucznych i materiałach zmniejszających palność. Materiały zmniejszające palność nie palą się otwartym płomieniem. Zamiast tego, tlą się lub nie palą się wcale.

Odkrycie i nazewnictwo

Związki antymonu były znane starożytnym kulturom. Zostały one znalezione, na przykład, w kolorowych szkliwach używanych na koralikach, wazach i innych wyrobach szklanych. Jednak związki te nie były szeroko stosowane aż do średniowiecza, kiedy to stały się popularne wśród alchemików. Uważali oni, że antymon może być użyty do zamiany ołowiu w złoto. To właśnie w tym okresie zaczynają pojawiać się zapisy dotyczące właściwości antymonu.

Pierwszą nazwę pierwiastkowi nadał prawdopodobnie rzymski uczony Pliniusz (a.d. 23-79), który nazwał go stibium. Muzułmański alchemik Abu Musa Jabir Ibn Hayyan (ok. 721-c. 815) prawdopodobnie po raz pierwszy nazwał go antymoni-anti („nie”) i monos („sam”). Nazwa pochodzi od faktu, że antymon nie występuje sam w przyrodzie.

Alchemicy używali tajnych kodów do pisania o wielu swoich pracach, więc współcześni uczeni nie wiedzą zbyt wiele o tym, jak antymon był używany. Pierwsze szczegółowe raporty na temat antymonu zostały opublikowane w 1707 roku, kiedy francuski chemik Nicolas Lemery (1645-1715) opublikował swoją słynną książkę Treatise on Antimony.

Właściwości fizyczne

Antymon jest srebrzystobiałym, błyszczącym pierwiastkiem, który wygląda jak metal. Ma łuskowatą powierzchnię i jest twardy i kruchy jak niemetal. Może być również przygotowany jako czarny proszek z błyszczącym blaskiem do niego.

Punkt topnienia antymonu jest 630 ° C (1,170 ° F) i jego temperatura wrzenia jest 1,635 ° C (2,980 ° F). Jest to stosunkowo miękki materiał, który może być porysowany przez szkło. Jego gęstość wynosi 6,68 grama na centymetr sześcienny.

Metaloid to pierwiastek, który ma właściwości zarówno metali, jak i niemetali.

Właściwości chemiczne

Antymon jest pierwiastkiem umiarkowanie aktywnym. Nie łączy się z tlenem w powietrzu w temperaturze pokojowej. Nie reaguje również z zimną wodą lub z większością zimnych kwasów. Rozpuszcza się jednak w niektórych gorących kwasach, a także w aqua regia. Aqua regia jest mieszaniną kwasu solnego i azotowego. Często reaguje z materiałami, które nie reagują z żadnym z kwasów osobno.

Występowanie w przyrodzie

Antymon rzadko występuje w stanie rodzimym (jako pierwiastek). Zamiast tego, to zwykle występuje jako związek. Najczęstsze minerały antymonu są stibnite, tetrahedrite, bournonite, boulangerite, i jamesonite. W większości tych minerałów, antymon jest połączony z siarką do produkcji jakiejś formy siarczku antymonu (Sb2S3).

Największymi producentami antymonu są Chiny, Rosja, Boliwia, RPA i Kirgistan, w tej kolejności. Stany Zjednoczone produkują antymon jako produkt uboczny tylko w jednej kopalni srebra w Idaho.

Obfitość antymonu szacuje się na około 0,2 części na milion, co plasuje go w dolnej piątce wśród pierwiastków chemicznych występujących w skorupie ziemskiej. Jest on bardziej obfity niż srebro lub rtęć, ale mniej obfity niż jod.

Izotopy

Istnieją dwa naturalnie występujące izotopy antymonu, antymon-121 i antymon-123. Izotopy to dwie lub więcej form danego pierwiastka. Izotopy różnią się od siebie w zależności od ich liczby masowej. Liczba zapisana po prawej stronie nazwy pierwiastka to liczba masowa. Liczba masowa oznacza liczbę protonów plus neutronów w jądrze atomu danego pierwiastka. Liczba protonów określa pierwiastek, ale liczba neutronów w atomie danego pierwiastka może być różna. Każda odmiana jest izotopem.

Znanych jest również około 20 radioaktywnych izotopów antymonu. Radioaktywny izotop to taki, który rozpada się i wydziela jakąś formę promieniowania. Izotopy radioaktywne są produkowane, gdy bardzo małe cząstki są wystrzeliwane w atomy. Te cząstki trzymać w atomach i uczynić je radioaktywne.

Dwa z radioaktywnych izotopów antymonu są wykorzystywane komercyjnie jako znaczniki. Izotopy te to antymon-124 i antymon-125. Znacznik jest izotop wstrzykiwany do żywego lub nieożywionego systemu. Ruch izotopu może być następnie śledzony w miarę jego przemieszczania się w systemie. Na przykład, niewielka ilość antymonu-124 może zostać wstrzyknięta do rurociągu naftowego. Obecność izotopu może zostać wykryta za pomocą przyrządu umieszczonego nad rurociągiem. Promieniowanie wydzielane przez izotop powoduje błysk światła lub dźwięk w przyrządzie. W ten sposób można śledzić ruch izotopu w rurociągu. Jeśli rurociąg jest nieszczelny, znacznik wydostanie się z niego. Jego ruch przez glebę można wykryć.

Wyciąganie

Antymon można odzyskać ze stibnitu za pomocą gorącego żelaza:
Około połowa antymonu produkowanego w Stanach Zjednoczonych jest odzyskiwana ze starych akumulatorów ołowiowych używanych w samochodach i ciężarówkach.

Zastosowanie

Antymon jest używany do tworzenia stopów z wieloma różnymi metalami. Stop jest wykonany przez topienie i mieszanie dwóch lub więcej metali. Właściwości mieszaniny są różne od tych z poszczególnych metali. Jednym z najczęstszych takich stopów jest stop z ołowiem. Stopy ołowiu i antymonu są używane do lutowania, amunicji, sprzętu wędkarskiego, pokrycia kabli elektrycznych, stopów, które topią się w niskich temperaturach i akumulatorów. Produkcja akumulatorów ołowiowych, takich jak te używane w samochodach osobowych i ciężarowych, stanowi około jednej piątej całego antymonu zużywanego każdego roku. Niewielka ilość antymonu jest również wykorzystywana do produkcji tranzystorów, które znajdują się w takich urządzeniach elektrycznych, jak gry komputerowe, kalkulatory kieszonkowe i przenośne zestawy stereo. Tranzystor jest półprzewodnikowym (wykorzystującym specjalne właściwości ciał stałych, a nie lamp elektronowych) urządzeniem elektronicznym służącym do kontroli przepływu prądu elektrycznego.

Inne drobne zastosowania antymonu obejmują produkcję szkła i ceramiki oraz produkcję tworzyw sztucznych. W szkle i ceramice, niewielka ilość antymonu zapewnia, że produkt końcowy będzie czysty i bezbarwny. W produkcji tworzyw sztucznych, antymon jest używany jako katalizator. Katalizator jest substancją używaną do przyspieszenia lub spowolnienia reakcji chemicznej. Katalizator nie ulega żadnej zmianie podczas reakcji.

Związki

Najważniejsze zastosowanie antymonu jest w tworzeniu związków używanych do produkcji materiałów trudnopalnych. Nieco więcej niż połowa całego antymonu idzie do tego zastosowania. Należą do nich tlenochlorek antymonu (SbOCl), pięciotlenek antymonu (Sb2O5), trójchlorek antymonu (SbCl3) i trójtlenek antymonu (Sb2O3). Związki te są rozpylane na tkaniny lub dodawane do nich, aby uczynić je trudnopalnymi.

Wpływ na zdrowie

Antymon i jego związki są niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego. W niskich stężeniach, materiały te mogą podrażniać oczy i płuca. Mogą również powodować bóle brzucha, biegunkę, wymioty i wrzody żołądka. W większych dawkach antymon i jego związki mogą powodować uszkodzenia płuc, serca, wątroby i nerek. W bardzo dużych dawkach mogą powodować śmierć.

.