Antimon (reviderad)

Note: Denna artikel, som ursprungligen publicerades 1998, uppdaterades 2006 för e-boksutgåvan.

Översikt

Antimonföreningar har använts av människor i århundraden. Kvinnor i det gamla Egypten använde stibisk sten, antimonsulfid, (Sb2S3), för att göra ögonen mörka. Antimon användes också för att göra färgade glasyrer för pärlor och glasvaror. Den kemiska symbolen för antimon är hämtad från det antika namnet på grundämnet stibium. Antimon, som inte erkändes som ett kemiskt grundämne förrän under medeltiden, blev ett vanligt material som användes av alkemister.

Alkemi var ett slags förvetenskap som existerade från ungefär 500 f.Kr. till ungefär slutet av 1500-talet. Alkemister ville hitta ett sätt att förvandla bly, järn och andra metaller till guld. De ville också hitta ett sätt att få evigt liv. Alkemin innehöll för mycket magi och mystik för att vara en riktig vetenskap, men alkemisterna utvecklade ett antal tekniker och producerade många nya material som senare visade sig vara användbara i modern kemi. Antimon var ett av dessa material.

SYMBOL
Sb

ATOMISKA
NUMMER 51

ATOMISK MASS
121.75

Familj
Grupp 15 (VA)
Stickämne

Förkortning
AN-ti-moh-nee

Antimon är en metalloid. En metalloid är ett grundämne som har egenskaper hos både metaller och icke-metaller. Metalloiderna finns på vardera sidan av trapplinjen på höger sida av det periodiska systemet (med undantag för aluminium, som inte anses vara en metalloid).

Antimon används främst i legeringar, keramik och glas, plaster och flamskyddsmedel. Flamskyddsmaterial brinner inte med öppen låga. Istället pyr de eller brinner inte alls.

Upptäckt och namngivning

Antimonföreningar var kända av forntida kulturer. De har till exempel hittats i de färgade glasyrer som används på pärlor, vaser och andra glasföremål. Men dessa föreningar användes inte i stor utsträckning förrän under medeltiden då de blev populära bland alkemister. De trodde att antimon kunde användas för att omvandla bly till guld. Det var under denna period som uppteckningar om antimons egenskaper börjar dyka upp.

Elementet fick troligen sitt första namn av den romerske lärde Plinius (a.d. 23-79), som kallade det för stibium. Den muslimska alkemisten Abu Musa Jabir Ibn Hayyan (c. 721-c. 815) kallade det troligen först för antimon-anti (”inte”) och monos (”ensam”). Namnet kommer från det faktum att antimon inte förekommer ensamt i naturen.

Alkemisterna använde hemliga koder för att skriva om mycket av sitt arbete, så moderna forskare vet inte mycket om hur antimon användes. De första detaljerade rapporterna om antimon publicerades 1707 när den franske kemisten Nicolas Lemery (1645-1715) publicerade sin berömda bok Treatise on Antimony.

Fysiska egenskaper

Antimon är ett silvervitt, glänsande grundämne som ser ut som en metall. Det har en fjällande yta och är hårt och sprött som en icke-metall. Det kan också framställas som ett svart pulver med en glänsande glans.

Antimons smältpunkt är 630°C (1 170°F) och dess kokpunkt är 1 635°C (2 980°F). Det är ett relativt mjukt material som kan repas av glas. Dess densitet är 6,68 gram per kubikcentimeter.

En metalloid är ett grundämne som har egenskaper hos både metaller och icke-metaller.

Kemiska egenskaper

Antimon är ett måttligt aktivt grundämne. Det förenas inte med syre i luften vid rumstemperatur. Det reagerar inte heller med kallt vatten eller med de flesta kalla syror. Det löser sig dock i vissa heta syror och i vattenlösning. Aqua regia är en blandning av saltsyra och salpetersyra. Den reagerar ofta med material som inte reagerar med någon av syrorna separat.

Förekomst i naturen

Antimon förekommer sällan i sitt ursprungliga (som grundämne) tillstånd. Istället förekommer det oftast som en förening. De vanligaste mineralerna av antimon är stibnit, tetrahedrit, bournonit, boulangerit och jamesonit. I de flesta av dessa mineral är antimon kombinerat med svavel för att producera någon form av antimonsulfid (Sb2S3).

De största producenterna av antimon är Kina, Ryssland, Bolivia, Sydafrika och Kirgizistan, i den ordningen. USA producerar antimon som en biprodukt vid endast en silvergruva i Idaho.

Förekomsten av antimon uppskattas till cirka 0,2 delar per miljon, vilket placerar den i den nedersta femtedelen bland de kemiska grundämnen som finns i jordskorpan. Det är rikligare än silver eller kvicksilver, men mindre rikligt än jod.

Isotoper

Det finns två naturligt förekommande isotoper av antimon, antimon-121 och antimon-123. Isotoper är två eller flera former av ett grundämne. Isotoper skiljer sig från varandra enligt deras masstal. Det tal som står skrivet till höger om grundämnets namn är masstalet. Massatalet representerar antalet protoner plus neutroner i kärnan i en atom av grundämnet. Antalet protoner bestämmer grundämnet, men antalet neutroner i en atom av ett grundämne kan variera. Varje variation är en isotop.

Omkring 20 radioaktiva isotoper av antimon är också kända. En radioaktiv isotop är en isotop som bryts sönder och avger någon form av strålning. Radioaktiva isotoper bildas när mycket små partiklar avfyras mot atomer. Dessa partiklar fastnar i atomerna och gör dem radioaktiva.

Två av antimons radioaktiva isotoper används kommersiellt som spårämnen. Dessa isotoper är antimon-124 och antimon-125. En spårare är en isotop som injiceras i ett levande eller icke-levande system. Isotopens rörelse kan sedan följas när den rör sig genom systemet. Till exempel kan en liten mängd antimon-124 injiceras i en oljeledning. Närvaron av isotopen kan upptäckas med hjälp av ett instrument som hålls ovanför rörledningen. Den strålning som avges av isotopen får ett ljus att blinka eller ett ljud att uppstå i instrumentet. Isotopens rörelse genom rörledningen kan följas på detta sätt. Om det finns ett läckage i rörledningen kommer spårämnet att flyta ut ur den. Dess rörelse genom marken kan upptäckas.

Utvinning

Antimon kan återvinnas från stibnit med hett järn:
Omkring hälften av det antimon som produceras i USA återvinns från gamla blyförvaringsbatterier som används i bilar och lastbilar.

Användningsområden

Antimon används för att göra legeringar med ett antal olika metaller. En legering tillverkas genom att smälta och blanda två eller flera metaller. Blandningen har andra egenskaper än de enskilda metallerna. En av de vanligaste av dessa legeringar är en som görs med bly. Bly-antimonlegeringar används för lödning, ammunition, fiskeredskap, beklädnad för elkablar, legeringar som smälter vid låga temperaturer och batterier. Tillverkningen av blybatterier, som de som används i bilar och lastbilar, står för ungefär en femtedel av all den antimon som används varje år. En liten mängd antimon används också för att tillverka transistorer, som finns i elektriska konsumentapparater som datorspel, fickräknare och bärbara stereoapparater. En transistor är en solid-state (som använder speciella egenskaper hos fasta ämnen, snarare än elektronrör) elektronisk anordning som används för att styra flödet av en elektrisk ström.

Andra mindre användningsområden för antimon är bland annat tillverkning av glas och keramik samt tillverkning av plast. I glas och keramik säkerställer en liten mängd antimon att slutprodukten blir klar och färglös. Vid tillverkning av plast används antimon som katalysator. En katalysator är ett ämne som används för att påskynda eller bromsa en kemisk reaktion. Katalysatorn genomgår inte själv någon förändring under reaktionen.

Föreningar

Den viktigaste användningen av antimon är vid framställning av föreningar som används vid tillverkning av flamskyddande material. Något mer än hälften av allt antimon går till denna användning. Det rör sig bland annat om antimonoxiklorid (SbOCl), antimonpentoxid (Sb2O5), antimontriklorid (SbCl3) och antimontrioxid (Sb2O3). Dessa föreningar sprutas på eller tillsätts till ett tyg för att göra det flamskyddande.

Hälsoeffekter

Antimon och dess föreningar är farliga för människors hälsa. I låga halter kan dessa ämnen irritera ögon och lungor. De kan också orsaka magsmärtor, diarré, kräkningar och magsår. I högre doser kan antimon och dess föreningar orsaka skador på lungor, hjärta, lever och njurar. Vid mycket höga doser kan de orsaka dödsfall.