Антимон(лат. stibium), sb, химичен елемент от група v на периодичната система на Менделеев; атомен номер 51, атомна маса 121,75; сребристо-бял метал със синкав оттенък. В природата са известни два стабилни изотопа, 121 sb (57,25%) и 123 sb (42,75%). От изкуствено получени радиоактивни изотопи най-важните 122 sb ( T 1/2 = 2,8 cym) , 124 sb ( T 1/2 = 60,2 cym) и 125 sb ( T 1/2 = 2 години).

Историческа справка. С. е познат от древни времена. В страните от Изтока той е бил използван около 3000 години пр.н.е. NS за производство на съдове. В Древен Египет още през 19 век. пр.н.е NS за почерняване на веждите се използва прах от антимонов блясък (естествен sb 2 s 3), наречен mesten или stem. В древна Гърция е бил известен като st i mi и st i bi, откъдето идва и латинското stibium. Около 12-14 век н. NS се появи името антимоний. През 1789 г. А. Лавоазиевключи S. в списъка на химичните елементи, наречени antimoine (съвременен английски антимон, испански и италиански antimonio, немски антимон). Руското "антимон" идва от турското s u rme; той обозначаваше праха от оловен блясък pbs, който също служи за почерняване на веждите (според други източници, "антимон" - от персийското surma - метал). Подробно описание на свойствата и методите за получаване на сяра и нейните съединения е дадено за първи път от алхимика Василий Валентин (Германия) през 1604 г.

Разпространение в природата. Средното съдържание на C. в земната кора (кларк) е 5? 10-5% от теглото. S. е разпръснат в магмата и биосферата. От горещи подземни води се концентрира в хидротермални находища. Известни са действително антимонови находища, както и антимон-живачни, антимон-оловни, злато-антимонови, антимон-волфрамови. От 27-те минерала S. има основна индустриална стойност. антимонит(sb 2 s 3) . Поради афинитета си към сярата, сярата често се среща като примес в сулфидите на арсен, бисмут, никел, олово, живак, сребро и други елементи.

Физични и химични свойства. S. е известен в кристална и три аморфни форми (експлозивна, черна и жълта). Експлозивна S. (плътност 5,64-5,97 г/см 3) експлодира при всеки контакт: образува се по време на електролиза на разтвор на sbcl 3; черен (плътност 5.3 г/см 3) - с бързо охлаждане на парите на С; жълто - при преминаване на кислород към втечнения sbh 3. Жълтият и черният C. са нестабилни, при ниски температури се превръщат в обикновен C. Най-стабилният кристален C. , кристализира в тригоналната система, а = 4,5064 ae; плътност 6,61-6,73 г/см 3 (течност - 6,55 г/см 3) ; T pl 630,5°С; Tбала 1635-1645°С; специфична топлина при 20-100 ° C 0,210 kJ / (kg?ДА СЕ ) ; топлопроводимост при 20 °С 17.6 ш/м? ДА СЕ . Температурен коефициент на линейно разширение за поликристален С. 11,5? 10 –6 при 0–100 ° С; за единичен кристал а 1 = 8.1? 10-6 и 2 = 19,5? 10 -6 при 0-400 ° С, електрическо съпротивление (20 ° С) (43,045 × 10 -6 ом? см) . C. е диамагнитен, специфичната магнитна чувствителност е -0,66? 10 -6. За разлика от повечето метали, сярата е крехка, лесно се разделя по равнините на разцепване, абразира се на прах и не се поддава на коване (понякога се нарича полуметали) . Механичните свойства зависят от чистотата на метала. Твърдост по Бринел за лят метал 325-340 Mn / m 2 (32,5-34,0 кгс/мм 2) ; модул на еластичност 285-300; якост на опън 86.0 Mn / m 2 (8,6 кгс/мм 2) . Конфигурацията на външните електрони на атома е sb5s 2 5 r 3. В съединенията той проявява окислителни състояния главно +5, +3 и –3.

Химически S. е неактивен. Не се окислява на въздух до точката на топене. Не реагира с азот и водород. Въглеродът се разтваря леко в разтопен С. Металът активно взаимодейства с хлора и други халогени, образувайки антимонови халогениди.Реагира с кислород при температури над 630 ° C, за да образува sb 2 o 3 . Когато се стопи със сяра, антимонови сулфиди,също взаимодейства с фосфор и арсен. S. е устойчив на вода и разредени киселини. Концентрирани солна и сярна киселини бавно разтварят C., за да образуват хлорид sbcl 3 и сулфат sb 2 (so 4) 3; концентрирана азотна киселина окислява сярата до по-висок оксид, който се образува под формата на хидратирано съединение xsb 2 o 5? yH 2 O. Практически интерес представляват слабо разтворимите соли на антимонова киселина - антимонати (Mesbo 3? 3h 2 o, където me - na, К) и соли на неселектирана метастимонова киселина - метаантимонити (mesbo 2? ЗН 2 О), които имат редуциращи свойства. С. се съединява с метали, образувайки антимониди.

Получаване. S. се получава чрез пирометалургична и хидрометалургична обработка на концентрати или руда, съдържащи 20-60% sb. Пирометалургичните методи включват утаяване и редукционно топене. Сулфидните концентрати се използват като суровини за утаяване на топене; процесът се основава на изместване на сярата от нейния сулфид от желязо: sb 2 s 3 + 3fe u 2sb + 3fes. Желязото се въвежда в заряда под формата на скрап. Топенето се извършва в рефлекторни или къси въртящи се барабанни пещи при 1300-1400 ° C. Добивът на сяра в необработения метал е повече от 90%. Редукционното топене на сярата се основава на редуцирането на нейните оксиди до метал с дървени въглища или въглищен прах и шлака на отпадъчни скали. Редукционното топене се предшества от окислително печене при 550 ° C с излишък на въздух. Сгурията съдържа нелетлив тетроксид С. Електрическите пещи могат да се използват както за утаяване, така и за редукционно топене. Хидрометалургичният метод за производство на сяра се състои от два етапа: обработка на суровината с разтвор на алкален сулфид с прехвърляне на сярата в разтвор под формата на соли на антимоновите киселини и сулфосоли и отделяне на сярата чрез електролиза. Груб S., в зависимост от състава на суровината и метода на нейното производство, съдържа от 1,5 до 15% примеси: fe, as, s и др. За получаване на чист S. се използва пирометалургично или електролитно рафиниране. При пирометалургичното рафиниране примесите от желязо и мед се отстраняват под формата на серни съединения чрез въвеждане на антимонит (crudum) - sb 2 s 3 в стопилката на C., след което арсенът (под формата на натриев арсенат) и сярата се отстраняват чрез продухване въздух под сода шлака. При електролитно рафиниране с разтворим анод грубата сяра се почиства от желязо, мед и други метали, останали в електролита (Cu, ag и Au остават в утайката). Електролитът е разтвор, състоящ се от sbf 3, h 2 so 4 и hf. Съдържанието на примеси в рафинираната сяра не надвишава 0,5-0,8%. За получаване на сяра с висока чистота се използва зоново топене в атмосфера на инертен газ или сярата се получава от предварително пречистени съединения - триоксид или трихлорид.

Приложение. S. се използва главно под формата на сплави на основата на олово и калай за акумулаторни плочи, кабелни обвивки, лагери ( бабит) , сплави, използвани в печата ( гарт) , и др. Такива сплави имат повишена твърдост, устойчивост на износване, устойчивост на корозия. При флуоресцентни лампи sb се активира с калциев халофосфат. С. е част от полупроводникови материаликато легираща добавка към германий и силиций, както и в състава на антимониди (например insb). Радиоактивният изотоп 12 sb се използва в източници на g-лъчение и неутрони.

О. Е. Керин.

Антимон в тялото. Съдържание S. (на 100 Гсухо вещество) е 0,006 mg,при морски животни 0,02 mg,при сухоземни животни 0,0006 mgС. навлиза в организма на животните и хората през дихателните органи или стомашно-чревния тракт. Екскретира се главно с изпражненията, в малки количества с урината. Биологичната роля на S. е неизвестна. Той е селективно концентриран в щитовидната жлеза, черния дроб и далака. Еритроцитите натрупват предимно C. в степен на окисление + 3, в кръвната плазма - в степен на окисление + 5. Максимално допустима концентрация C. 10 -5 - 10 -7 Гза 100 Гсуха кърпа. При по-висока концентрация този елемент инактивира редица ензими на липидния, въглехидратния и протеиновия метаболизъм (вероятно в резултат на блокиране сулфхидрилни групи) .

В медицинската практика препаратите на С. (солусурмин и др.) се използват главно за лечение на лайшманиоза и някои хелминтиази (например шистосомоза).

S. и неговите съединения са отровни. Отравяне е възможно при топенето на концентрат от антимонова руда и при производството на сплави С. При остри отравяния - дразнене на лигавиците на горните дихателни пътища, очите и кожата. Може да се развият дерматит, конюнктивит и др. Лечение: антидоти (унитиол), диуретици и потогонни лекарства и др. Профилактика: механизиране на производството. процеси, ефективна вентилация и др.

осветено .:Шиянов А.Г., Производство на антимон, М., 1961; Основи на металургията, т. 5, М., 1968; Изследвания в областта на създаването на нова технология за производство на антимон и неговите съединения, в сборника: Химия и технология на антимона, Фр., 1965г.

АНТИМОНИЯ, Sb (от турско sürme, лат. Stibium * a. Antimony; n. Antimon; f. Antimoine; и. Antimonio), е химичен елемент от V група на периодичната система на Менделеев, атомен номер 51, атомна маса 121,75. Естественият антимон се състои от смес от 2 стабилни изотопа 121 Sb (57,25%) и 123 Sb (42,75%). Известни са повече от 20 изкуствени радиоактивни Sb изотопа с масови числа от 112 до 135.

Антимонът е познат от древни времена (през 3-то хилядолетие пр. н. е. във Вавилон, от него са правени съдове). В Египет в началото на II хилядолетие пр.н.е. антимонит на прах (естествен сулфид Sb 2 S 3) е използван като козметичен продукт. Подробно описание на свойствата и метода за получаване на антимон и неговите съединения са дадени за първи път от алхимика Василий Валентин () през 1604 г. Френският химик А. Лавоазие (1789) включва антимона в списъка на химичните елементи, наречени антимоин.

Антимонът е сребристо-бяло вещество със синкав оттенък и метален блясък; известни кристални и 3 аморфни форми на антимон (експлозивна, черна и жълта). Кристалният антимон (също естествен) има шестоъгълна решетка a = 0,4506 nm; плътност 6618 kg / m 3, точка на топене 630,9 ° С; точка на кипене 1634 ° C; топлопроводимост 23,0 W / (mK); специфичен моларен топлинен капацитет 25,23 JDmol.K); електрическо съпротивление 41.7.10 -4 (Ohm.m); температурен коефициент на линейно разширение 15.56.10 -6 K -1; диамагнитни. Антимонът е крехък, лесно се разделя по равнините на разцепване, абразира се на прах и не се поддава на коване. Механичните свойства на антимона зависят от неговата чистота. Антимонът обикновено се нарича метали. Експлозивният антимон (плътност 5640-5970 kg / m 3) експлодира при докосване; образуван по време на електролизата на разтвор на SbCl 3. Черен антимон (плътност 5300 kg / m 3) се получава чрез бързо охлаждане на неговите пари с въглерод; жълта модификация - когато кислородът преминава през течен SbH 3 хидрид. Жълтите и черните модификации са метастабилни образувания и с течение на времето преминават в кристалната фаза.

Антимонът в съединенията показва валентност +5, +3, -3; химически неактивен, не се окислява във въздуха до точката на топене. Антимонът взаимодейства с кислорода само в разтопено състояние, образувайки Sb2O 3; не реагира с водород и азот при нормални условия. Реагира активно с халогени (с изключение на F 2). Антимонът се разтваря бавно в солна и сярна киселини. Когато се комбинира с метали, антимонът образува антимониди. Практически интерес представляват слабо разтворимите соли на антимонова киселина - антимонати (V) (Me SbO 3 .3H 2 O, където Me е Na, K) и метаантимонати (III) (Me SbO 2 .3H 2 O), които имат редуциращи свойства . Антимонът е токсичен, ПДК 0,5 mg / m 3.

Средното съдържание на антимон в земната кора (кларк) е 5,10 -5%, в ултраосновните скали 1,10 -5%, основни 1,10 -4%, кисели 2,6,10 -5%. Антимонът е концентриран в хидротермални находища. Известни са антимон, както и антимон-живачни, антимоно-оловни, злато-антимонови, антимон-волфрамови находища. От 27

Антимон (лат. Стибиум; обозначен със символа Sb) - елемент от основната подгрупа на петата група от петия период от периодичната система от химични елементи на Д. И. Менделеев, атомен номер 51.

Атомна маса - 121,76

Плътност, kg / m³ - 6620

Точка на топене, °С - 630.5

Топлинен капацитет, kJ / (kg ° С) - 0,205

Електроотрицателност - 1,9

Ковалентен радиус, Å - 1,40

1-ва йонизация потенциал, eV - 8,64

Историческа справка за антимона

Заедно със златото, живака, медта и шест други елемента, антимонът се счита за праисторически. Името на неговия откривател не е достигнало до нас. Известно е само, че например във Вавилон още 3 хиляди години пр.н.е. от него са правени съдове. Латинското наименование на елемента "стибиум" се среща в писанията на Плиний Стари. Въпреки това гръцкото "στιβι", от което произлиза това име, първоначално не се отнася до самия антимон, а до неговия най-разпространен минерал - антимонов блясък.

В страните от древна Европа е бил известен само този минерал. В средата на века те се научили да топят от него „краля на антимона“, който се смятал за полуметал. Най-големият металург от Средновековието Агрикола (1494 ... 1555) пише: „Ако чрез сливане се добави определена част от антимон към олово, се получава типографска сплав, от която се прави типът, който се използва от тези, които печатни книги." По този начин една от основните настоящи употреби на елемент #51 е на много векове.

За първи път в Европа свойствата и методите за получаване на антимон, неговите препарати и сплави са описани подробно в известната книга "Триумфалната колесница от антимон", публикувана през 1604 г. За нейният автор дълги години се смяташе алхимикът бенедиктински монах Василий Валентин, за който се твърди, че е живял в началото на 15 век. Но още през миналия век се установи, че това никога не се е случвало сред монасите от бенедиктинския орден. Учените са стигнали до извода, че "Василий Валентин" е псевдоним на неизвестен учен, написал своя трактат не по-рано от средата на 16 век. ... Името "антимон", дадено от него на естествения сярен антимон, немският историк Липман произвежда от гръцкото ανεμον - "цвете" (под формата на израстъци от иглени кристали с антимонов блясък, подобни на цветя от семейство Asteraceae ).

Името "антимон", както тук, така и в чужбина, дълго време се отнасяше само за този минерал. А металният антимон по това време се наричал цар на антимона - regulus antimoni. През 1789 г. Лавоазие включва антимона в списъка на простите вещества и му дава името антимон, което все още е френското име за елемент 51. Английското и немското име са близки до него - антимон, антимон.

Има обаче и друга версия. Тя има по-малко видни поддръжници, но сред тях е създателят на Швейк Ярослав Хашек.

Между молитвите и домакинските задължения игуменът на манастира Щалхаузен в Бавария, отец Леонард, търсеше философския камък. В един от експериментите си той смесва в тигел пепелта на изгорял еретик с пепелта на котката си и удвоява количеството пръст, взето от мястото на изгаряне. Монахът започнал да нагрява тази „адска смес“.

След изпаряване се получава тежко тъмно вещество с метален блясък. Беше неочаквано и интересно; въпреки това отец Леонард беше раздразнен: в книга, принадлежала на изгорял еретик, се казваше, че камъкът на философите трябва да бъде безтегловен и прозрачен... И отец Леонард изхвърли веществото, получено от греха, далеч - в двора на манастира.

След известно време той с изненада забеляза, че прасетата с охота облизват изхвърления от него „камък“ и в същото време бързо напълняват. И тогава баща Леонард осъмна с брилянтна идея: той реши, че е открил хранително вещество, което е подходящо и за хората. Той приготви нова порция от „камъка на живота“, начука го и добави този прах към кашата, която ядоха слабите му братя в Христос.

На следващия ден всички четиридесет монаси от манастира Щалхаузен умряха в ужасни мъки. Покайвайки се за постъпката си, игуменът прокле опитите си и преименува на „камъка на живота“ антимоний, тоест лек срещу монасите.

Трудно е да се гарантира достоверността на детайлите от тази история, но именно тази версия е изложена в разказа на Дж. Хашек „Камъкът на живота”.

Етимологията на думата "антимон" е разгледана по-горе в някои подробности. Остава само да добавим, че руското име на този елемент - "антимон" - идва от турското "surme", което се превежда като "триване" или "почерняване на веждите". До 19 век. в Русия изразът „за втвърдяване на веждите“ беше често срещан, въпреки че те не винаги бяха „антимон“ с антимонови съединения. Само един от тях - черната модификация на антимонов трисулфид - е бил използван като боя за вежди. Първо е обозначен с думата, която по-късно става руското име на елемента.

Антимонът е познат от древни времена. В страните от Изтока той е бил използван около 3000 години пр.н.е. NS за производство на съдове. В Древен Египет още през 19 век. пр.н.е NS прах от антимонов блясък (естествен Sb 2 S 3), наречен mestenили стъблоизползва се за почерняване на веждите. В древна Гърция е бил известен като stímiи stíbi, оттук и латински стибиум... Около 12-14 век н. NS името се появи антимоний... През 1789 г. А. Лавоазие включва антимона в списъка на химическите елементи, наречени антимоин(съвременен английски антимон, испански и италиански антимонио, Немски Антимон). Руският "антимон" идва от турски sürme;той обозначаваше праха от оловен блясък PbS, който също служи за почерняване на веждите (според други източници, "антимон" - от персийското "surme" - метал). Подробно описание на свойствата и методите за получаване на антимон и неговите съединения е дадено за първи път от алхимика Василий Валентин (Германия) през 1604 г.

Намиране на антимон в природата

Средното съдържание на антимон в земната кора е 500 mg / t. Съдържанието му в магматични скали обикновено е по-ниско, отколкото в седиментните скали. Сред седиментните скали най-високи концентрации на антимон се намират в шисти (1,2 g / t), боксити и фосфорити (2 g / t), а най-ниски във варовици и пясъчници (0,3 g / t). Повишени количества антимон се намират във въглищната пепел. Антимонът, от една страна, в природни съединения има свойствата на метал и е типичен халкофилен елемент, образуващ антимонит. От друга страна притежава свойствата на металоид, проявяващи се в образуването на различни сулфосоли - бурнонит, булангерит, тетраедрит, жамезонит, пираргирит и др. С такива метали като мед, арсен и паладий антимонът може да даде интерметални съединения. Йонният радиус на антимона Sb 3+ е най-близък до йонните радиуси на арсен и бисмут, поради което се наблюдава изоморфно заместване на антимон и арсен в бледи руди и геокронит Pb 5 (Sb, As) 2 S 8 и антимон и бисмут в кобелит Pb 6 FeBi 4 Sb 2 S 16 и др. Антимонът в малки количества (грамове, десетки, рядко стотици ppm) се забелязва в галенит, сфалерит, бисмутин, реалгар и други сулфиди. Летливостта на антимона в редица негови съединения е сравнително ниска. Антимоновите халогениди SbCl 3 имат най-висока летливост. При хипергенни условия (в приповърхностните слоеве и на повърхността) антимонитът претърпява окисление приблизително по следната схема: Sb 2 S 3 + 6O 2 = Sb 2 (SO 4) 3. Полученият антимонов оксид сулфат е много нестабилен и бързо се хидролизира, превръщайки се в антимонова охра - цервантит Sb 2 O 4, стибиоконит Sb 2 O 4 nH 2 O, валентинит Sb 2 O 3 и др. Разтворимостта във вода е доста ниска 1,3 mg/l, но значително се увеличава в разтвори на алкали и серни метали с образуването на тиокиселина като Na 3 SbS 3. Основната промишлена стойност е антимонит Sb 2 S 3 (71,7% Sb). Сулфосолите тетраедрит Cu 12 Sb 4 S 13, бурнонит PbCuSbS 3, булангерит Pb 5 Sb 4 S 11 и джамзонит Pb 4 FeSb 6 S 14 са от второстепенно значение.

Физични свойства на антимона

В свободно състояние образува сребристо-бели кристали с метален блясък, плътност 6,68 g / cm³. Наподобяващ метал на външен вид, кристалният антимон е по-крехък и по-малко топло и електрическа проводимост. Антимонът е известен в кристална и три аморфни форми (експлозивна, черна и жълта). Експлозивен антимон (плътност 5,64-5,97 g / cm 3) експлодира при всеки контакт; образуван по време на електролизата на разтвор на SbCl 3; черен (плътност 5,3 g / cm 3) - с бързо охлаждане на антимоновите пари; жълто - при преминаване на кислород към втечнен SbH 3. Жълтият и черният антимон са нестабилни, при ниски температури се превръщат в обикновен антимон. Най-стабилният кристален антимон кристализира в тригоналната система, a = 4,5064 Å; плътност 6,61-6,73 g / cm 3 (течност - 6,55 g / cm 3); tpl 630,5°С; бала t 1635-1645 ° C: специфична топлина при 20-100 ° C 0,210 kJ / (kg K); топлопроводимост при 20 ° C 17,6 W / (m · K). Температурен коефициент на линейно разширение за поликристален антимон 11,5 · 10 -6 при 0-100 ° C; за единичен кристал a 1 = 8,1 · 10 -6, a 2 = 19,5 · 10 -6 при 0-400 ° C, електрическо съпротивление (20 ° C) (43,045 · 10 -6 cm · cm). Антимонът е диамагнитен, специфичната магнитна чувствителност е -0,66 · 10 -6. За разлика от повечето метали, антимонът е крехък, лесно се разделя по равнините на разцепване, абразира се на прах и не се поддава на коване (понякога се нарича полуметали). Механичните свойства зависят от чистотата на метала. Твърдост по Бринел за лят метал 325-340 MN / m 2 (32,5-34,0 kgf / mm 2); модул на еластичност 285-300; якост на опън 86,0 MN / m 2 (8,6 kgf / mm 2).

Антимон - метал или не метал?

Седем метала са били известни на средновековните металурзи и химици: злато, сребро, мед, калай, олово, желязо и живак. Цинк, бисмут и арсен, открити по това време, заедно с антимона, бяха разпределени в специална група "полуметали": те бяха по-лошо ковани и ковковостта се смяташе за основна характеристика на метала. Освен това, според алхимичните концепции, всеки метал е бил свързан с някакво небесно тяло. И имаше седем такива тела: Слънцето (златото се свързваше с него), Луната (сребро), Меркурий (живак), Венера (мед), Марс (желязо), Юпитер (калай) и Сатурн (олово).

За антимона едно небесно тяло не беше достатъчно и на тази основа алхимиците не искаха да го признаят като независим метал. Но колкото и да е странно, те бяха отчасти прави, което е лесно да се потвърди чрез анализиране на физичните и химичните свойства на антимона.

Химични свойства на антимона

Конфигурацията на външните електрони на Sb атома е 5s 2 5p 3. В съединенията той проявява окислителни състояния главно +5, +3 и -3. Химически неактивен. Не се окислява на въздух до точката на топене. Не реагира с азот и водород. Въглеродът се разтваря леко в разтопен антимон. Металът активно взаимодейства с хлор и други халогени, образувайки антимонови халогениди. Реагира с кислород при температури над 630 ° C, за да образува Sb 2 O 3. Когато се слее със сяра, се получават антимонови сулфиди, а също така взаимодейства с фосфор и арсен. Антимонът е устойчив на вода и разредени киселини. Концентрирани солна и сярна киселини бавно разтварят антимона, за да образуват хлорид SbCl 3 и сулфат Sb 2 (SO 4) 3; концентрирана азотна киселина окислява антимона до по-висок оксид, образуван под формата на хидратирано съединение xSb 2 O 5 yH 2 O. екстрахирана метастимонова киселина - метаантимонити (MeSbO 2 · 3H 2 O), които имат редуциращи свойства. Антимонът се комбинира с метали, за да образува антимониди.

Подробният анализ на химичните свойства на антимона също не направи възможно пълното му премахване от раздела „нито това, нито онова“. Външният електронен слой на атома на антимон се състои от пет валентни електрона с 2 стр 3. Три от тях ( стр-електрони) - несдвоени и две ( с-електрони) са сдвоени. Първите се отделят по-лесно от атома и определят валентността 3+, характерна за антимона. С проявлението на тази валентност, двойка самотни валентни електрони с 2 е като че ли на склад. Когато този резерв се изразходва, антимонът става петвалентен. Накратко, той проявява същите валентности като неговия групов аналог, неметалния фосфор.

Нека да проследим как антимонът се държи при химични реакции с други елементи, например с кислород, и каква е природата на неговите съединения.

При нагряване на въздух антимонът лесно се превръща в оксид Sb 2 O 3 - бяло твърдо вещество, почти неразтворимо във вода. В литературата това вещество често се нарича антимонов анхидрид, но това е неправилно. В крайна сметка анхидридът е киселиннообразуващ оксид, а в Sb (OH) 3, хидрат на Sb 2 O 3, основните свойства очевидно преобладават над киселинните. Свойствата на нисшия антимонов оксид показват, че антимонът е метал. Но по-високият антимонов оксид Sb 2 O 5 наистина е анхидрид с ясно изразени киселинни свойства. Значи антимонът все още е неметал?

Има и трети оксид - Sb 2 O 4. В него единият атом антимон е три-, а другият е петвалентен и този оксид е най-стабилният. При взаимодействието му с други елементи - същата двойственост, и въпросът антимон метален или неметален остава отворен. Защо тогава се появява сред металите във всички справочници? Главно за класификация: трябва да го поставите някъде, но външно изглежда повече като метал ...

В средновековните книги антимонът се означавал с фигурата на вълк с отворена уста. Вероятно такъв "хищнически" символ на този метал се обяснява с факта, че антимонът разтваря ("поглъща") почти всички други метали.

Технология на производство на антимон

Металът се получава чрез пирометалургична и хидрометалургична обработка на концентрати или руди, съдържащи 20-60% Sb. Пирометалургичните методи включват утаяване и редукционно топене. Сулфидните концентрати се използват като суровини за утаяване на топене; процесът се основава на изместването на антимона от неговия сулфид с желязо: Sb 2 S 3 + 3Fe => 2Sb + 3FeS. Желязото се въвежда в заряда под формата на скрап. Топенето се извършва в ревербериращи или къси въртящи се барабанни пещи при 1300-1400 ° C. Възстановяването на антимон в суровия метал е повече от 90%. Редукционното топене на антимона се основава на редуцирането на неговите оксиди до метал с дървени въглища или въглищен прах и шлака на отпадъчни скали. Редукционното топене се предшества от окислително печене при 550 ° C с излишък на въздух. Сгурията съдържа нелетлив антимонов оксид. Електрическите пещи могат да се използват както за утаяване, така и за редукционно топене. Хидрометалургичният метод за производство на антимон се състои от два етапа: обработка на суровини с разтвор на алкален сулфид с прехвърляне на антимон в разтвор под формата на соли на антимонови киселини и сулфосоли и освобождаване на антимон чрез електролиза. Грубият антимон, в зависимост от състава на суровините и начина на неговото производство, съдържа от 1,5 до 15% примеси: Fe, As, S и др. За получаване на чист антимон се използва пирометалургично или електролитно рафиниране. При пирометалургичното рафиниране примесите от желязо и мед се отстраняват под формата на серни съединения чрез въвеждане на антимонит (crudum) - Sb 2 S 3 в антимоновата стопилка, след което арсенът (под формата на натриев арсенат) и сярата се отстраняват чрез продухване на въздух под сода шлака. При електролитно рафиниране с разтворим анод суровият антимон се пречиства от желязо, мед и други метали, останали в електролита (Cu, Ag, Au остават в утайката). Електролитът е разтвор, състоящ се от SbF 3, H 2 SO 4 и HF. Съдържанието на примеси в рафинирания антимон не надвишава 0,5-0,8%. За получаване на антимон с висока чистота се използва зоново топене в атмосфера на инертен газ или антимонът се получава от предварително пречистени съединения - оксид (III) или трихлорид.

Използването на антимон

Поради своята крехкост, металният антимон се използва рядко. Въпреки това, тъй като антимонът повишава твърдостта на други метали (калай, олово) и не се окислява при нормални условия, металурзите често го добавят към състава на различни сплави. Броят на сплавите, в които е включен елементът, е близо 200.

Антимонът се използва главно под формата на сплави на основата на олово и калай за акумулаторни плочи, кабелни обвивки, лагери (бабит), сплави, използвани в печата (гарт) и др. Такива сплави имат повишена твърдост, износоустойчивост и устойчивост на корозия. При флуоресцентни лампи Sb се активира с калциев халофосфат. Антимонът е включен в полупроводниковите материали като легираща добавка към германий и силиций, както и в антимониди (например InSb). Радиоактивният изотоп 122 Sb се използва в източници на γ-лъчение и неутрони.

Използва се в полупроводниковата индустрия за производство на диоди, инфрачервени детектори и устройства с ефект на Хол. Той е компонент на оловните сплави, който повишава тяхната твърдост и механична якост. Обхватът включва:

батерия
антифрикционни сплави
типографски сплави
стрелково оръжие и трасиращи куршуми
кабелни обвивки
мачове
лекарства, антипротозойни средства
запояване - някои безоловни припои съдържат 5% Sb
използване в линотипни печатни машини

Заедно с калай и мед антимонът образува метална сплав - бабит, която има антифрикционни свойства и се използва в плъзгащи лагери. Sb се добавя и към метали за тънки отливки.

Антимоновите съединения под формата на оксиди, сулфиди, натриев антимонат и антимонов трихлорид се използват в производството на огнеупорни съединения, керамични емайли, стъкло, бои и керамични изделия. Антимоновият триоксид е най-важното от съединенията на антимона и се използва главно в огнезащитни състави. Антимоновият сулфид е една от съставките на кибритените глави.

Естественият антимонов сулфид, стибнит, е бил използван в библейски времена в медицината и козметиката. Stibnite все още се използва като лекарство в някои развиващи се страни.

Антимоновите съединения като меглумин антимониат (глюкантим) и натриев стибоглюконат (пентостам) се използват при лечението на лайшманиоза.

Ефектът на антимона върху човешкото тяло

Съдържанието на антимон (на 100 g сухо вещество) е 0,006 mg в растенията, 0,02 mg при морските животни и 0,0006 mg при сухоземните животни. В тялото на животните и хората антимонът навлиза през дихателната система или стомашно-чревния тракт. Екскретира се главно с изпражненията, в малки количества с урината. Антимонът е селективно концентриран в щитовидната жлеза, черния дроб и далака. Еритроцитите натрупват предимно антимон в степен на окисление +3, в кръвната плазма - в степен на окисление. +5. Максимално допустимата концентрация на антимон е 10 -5 - 10 -7 g на 100 g суха тъкан. При по-висока концентрация този елемент инактивира редица ензими на липидния, въглехидратния и протеиновия метаболизъм (вероятно в резултат на блокиране на сулфхидрилни групи).

Антимонът е дразнещ и кумулативен. Натрупва се в щитовидната жлеза, потиска нейната функция и причинява ендемична гуша. Въпреки това, попадайки в храносмилателния тракт, съединенията на антимона не причиняват отравяне, тъй като Sb (III) солите се хидролизират там с образуването на слабо разтворими продукти. Освен това съединенията на антимона (III) са по-токсични от антимона (V). Прах и Sb изпарения причиняват кървене от носа, антимонова "леярска треска", пневмосклероза, засягат кожата и пречат на сексуалните функции. Прагът за възприемане на вкус във вода е 0,5 mg / l. Смъртоносната доза за възрастен е 100 mg, за деца - 49 mg. За антимоновите аерозоли максимално допустимата концентрация във въздуха на работната зона е 0,5 mg / m³, в атмосферния въздух е 0,01 mg / m³. Максималната граница на концентрация в почвата е 4,5 mg/kg. В питейната вода антимонът принадлежи към 2-ри клас на опасност, има ПДК от 0,005 mg / l, установен от санитарно-токсикологичния LPV. В естествените води стандартът за съдържание е 0,05 mg / l. В промишлени отпадъчни води, зауствани в пречиствателни съоръжения с биофилтри, съдържанието на антимон не трябва да надвишава 0,2 mg / l.

Антимонът (английски Antimony, френски Antimoine, немски Antimon) отдавна е известен както под формата на метал, така и под формата на определени съединения. Бертло описва фрагмент от ваза, изработена от метален антимон, намерена в Тело (южна Вавилония) и датираща от началото на 3-ти век. пр.н.е NS Открити са и други предмети, изработени от метален антимон, по-специално в Грузия, датиращи от 1-во хилядолетие пр.н.е. з. Антимоновият бронз е добре известен и е бил използван през периода на древното Вавилонско царство; бронзът съдържаше мед и добавки – калай, олово и значителни количества антимон. Сплави от антимон с олово са използвани за производството на различни продукти. Трябва да се отбележи обаче, че в древни времена металният антимон, очевидно, не се е считал за отделен метал, той се е приемал за олово. От съединенията на антимона в Месопотамия, Индия, Централна Азия и други азиатски страни е бил известен сярният антимон (Sb 2 S 3), или минералът „антимонов блясък“. Минералът бил направен на фин, лъскав черен прах, който се използвал за козметични цели, особено за грим за очи "мехлем за очи". Въпреки цялата тази информация за дългогодишното разпространение на антимона и неговите съединения, известният изследовател в областта на археологическата химия Лукас твърди, че антимонът е бил почти непознат в древен Египет. Там, пише той, е установен само един случай на използване на метален антимон и няколко случая на използване на антимонови съединения. Освен това, според Лукас, антимонът присъства само под формата на примеси във всички археологически метални предмети; сярният антимон, поне до времето на Новото царство, изобщо не е бил използван за грим, както се вижда от оцветяването на мумиите. Междувременно още през III хилядолетие пр.н.е. NS в азиатските страни и в самия Египет имаше козметичен продукт, наречен stem, place или stimmi; през II хилядолетие пр.н.е. NS появява се индийската дума за антимон; но всички тези имена са били използвани главно за оловен сулфид (оловен блясък). В Сирия и Палестина, много преди началото на нашата ера. черният грим се наричаше не само stimmy, но и kahkhal или kogol, което и в трите случая означаваше всякакъв фин сух или прахообразен прах под формата на мехлем. По-късните писатели (около началото на нашата ера), например Плиний, наричат stimmi и stibi – козметични и фармацевтични средства за гримиране и лечение на очите. В гръцката литература от Александрийския период тези думи означават и черен козметичен продукт (черен прах). Тези имена преминават в арабската литература с някои вариации. И така, в "Канона на медицината" на Авицена, заедно със стими, се появява итмид, или атемид - прах или утайка (паста) от олово. По-късно в споменатата литература се появяват думите al-kahkhal (грим), алкохол, алкохол, отнасящи се главно до оловен блясък. Смятало се, че козметичните и медицински продукти за очите съдържат известен мистериозен дух, поради което вероятно летливите течности са започнали да се наричат алкохол. Алхимиците наричат антимона, както и оловото, блясъка на антимония. В речника на Руланд (1612 г.) тази дума се обяснява като алкофол, камък от вени на оловна руда, марказит, сатурн, антимон (Stibium) и стибиум, или стими, като черна сяра или минерал, който германците наричат Spiesglas, по-късно Bpiesglanz (вероятно произлиза от stibium). Въпреки това объркване в имената обаче, именно през алхимичния период в Западна Европа антимонът и неговите съединения най-накрая се разграничават от оловото и неговите съединения. Още в алхимичната литература, както и в писанията на Ренесанса, металният и сярният антимон обикновено се описват доста точно. От XVI век. антимонът започва да се използва за различни цели, по-специално в металургията на златото, за полиране на огледала, а по-късно в печата и медицината. Произходът на думата "антимон", появила се след 1050 г., се обяснява по различни начини. Историята на Василий Валентин е известна за това как един монах, който открил силното слабително действие на сярния антимон върху прасе, го препоръчал на своите събратя. Резултатът от този медицински съвет беше катастрофален - след приема на лекарството всички монаси умряха. Следователно, сякаш антимонът е получил името, получено от "anti-monachium" (лекарство срещу монасите). Но всичко това е по-скоро анекдот. Думата "антимон" най-вероятно е просто трансформиран itmid, или atemid, на арабите. Има обаче и други обяснения. И така, някои автори смятат, че "антимон" е резултат от намаляване на гръцки. anthos ammonos, или цветето на бог Амон (Юпитер); така се твърди, че е наречен антимоновият блясък. Други произвеждат "антимон" от гръцки. anti-monos (противник на самотата), като се подчертава, че естественият антимон винаги се комбинира с други минерали. Руската дума за антимон е от тюркски произход; първоначалното значение на тази дума е грим, мехлем, триене. Това име е запазено в много източни езици (персийски, узбекски, азербайджански, турски и др.) до наши дни. Ломоносов смята елемента за "полуметал" и го нарече антимон. Наред с антимон има и името антимон. В руската литература от началото на 19 век. употребяват се думите антимон (Захаров, 1810), сурма, сурма, сурма kinglet и антимон.

Антимон (лат. Стибиум ), Sb , химичен елемент V групи от периодичната система на Менделеев; атомен номер 51, атомна маса 121,75; сребристо-бял метал със синкав оттенък в природата, са известни два стабилни изотопа 121 Sb (57,25%) и 123 Sb (42,75%).

Антимонът е познат от древни времена. В страните от Изтока е използван около 3000 г. пр.н.е. за производство на съдове. В Древен Египет още през 19 век пр.н.е. прах от антимонов блясък ( Sb 2 С 3 ) озаглавен mesten или стъбло използва се за почерняване на веждите. В древна Гърция е бил известен като stimi и stibi , оттук и латински стибиум около 12-14 век. АД името се появи антимоний ... През 1789 г. A. Luvazier включва антимона в списъка на химическите елементи, наречени антимоин (съвременен английски антимон , испански и италиански антимонио , Немски антимон ). Руският "антимон" идва от турския surme ; означаваше прах от оловен блясък PbS , използван и за почерняване на веждите (според други източници, "антимон" - от персийското surma - метал).

Първата известна ни книга, в която подробно са описани свойствата на антимона и неговите съединения, е „Триумфалната колесница на антимона”, публикувана през 1604 година. авторът му влезе в историята на химията под името на немския бенедиктински монах Василий Валентин. Не беше възможно да се установи кой се крие под този псевдоним, но дори през миналия век беше доказано, че брат Василий Валентин никога не е бил включен в списъците на монасите от бенедиктинския орден. Има обаче информация, сякаш в Xv век в Ерфуртския манастир живял монах на име Василий, много добре запознат с алхимията; някои от принадлежащите му ръкописи са открити след смъртта му в кутия заедно със златния прах. Но очевидно е невъзможно да го идентифицираме с автора на „Триумфалната колесница от антимон“. Най-вероятно, както показа критичен анализ на редица книги на Василий Валентин, те са написани от различни лица и то не по-рано от втората половина. Xvi век.

Дори средновековните металурзи и химици забелязаха, че антимонът е изкован по-лошо от „класическите“ метали и следователно, заедно с цинк, бисмут и арсен, той беше отделен в специална група - „полуметали“. Имаше и други „тежки“ причини за това: според алхимичните концепции всеки метал беше свързан с едно или друго небесно тяло „Седемте метала създадоха светлина според броя на седемте планети“ - гласи един от най-важните постулати на алхимията. На някакъв етап хората наистина познават седем метала и същия брой небесни тела (Слънцето, Луната и пет планети, без да се брои Земята). Само напълно светски и невежи хора биха могли да не видят най-дълбоката философска закономерност в това. Тънка алхимична теория гласи, че златото представлява Слънцето в небесата, среброто е типична Луна, медта несъмнено е свързана по родство с Венера, желязото ясно гравитира към Марс, живакът, съответно, Меркурий, калайът олицетворява Юпитер, а оловото - Сатурн. За други елементи не остана нито едно свободно място в металните редове.

Ако за цинка и бисмута подобна дискриминация, причинена от дефицита на небесни тела, беше очевидно несправедлива, тогава антимонът с неговите особени физични и химични свойства всъщност нямаше право да се оплаква, че е в категорията на „полуметали“

Преценете сами. На външен вид кристалният или сив антимон (това е основната му модификация) е типичен сиво-бял метал с лек синкав оттенък, който е по-силен, колкото повече примеси има (известни са и три аморфни модификации: жълто, черно и така нареченото експлозив). Но външният вид, както знаете, може да бъде измамен и антимонът потвърждава това. За разлика от повечето метали, той е, първо, много крехък и лесно се абразира на прах, и второ, провежда електричество и топлина много по-лошо. И в химичните реакции антимонът показва такъв двойствен

ност, което не позволява еднозначен отговор на въпроса: метален ли е или не.

Сякаш отмъщавайки на металите, че не са склонни да се присъединят към техните редици, разтопеният антимон разтваря почти всички метали. Те са знаели за това още в древни времена и не е случайно, че в много алхимични книги, които са достигнали до нас, антимонът и неговите съединения са изобразявани под формата на вълк с отворена уста. В трактата на немския алхимик Михаил Майер „Бягаща Атланта“, публикуван през 1618 г., имаше например следната рисунка: на преден план вълкът поглъща лежащ на земята крал, а на заден план този крал в безопасност и звук, се приближава до брега на езерото, където има лодка, която трябва да го достави до двореца на отсрещния бряг. Символично, тази рисунка изобразява метод за пречистване на злато (цар) от примеси от сребро и мед с помощта на антимонит (вълк) - естествен антимонов сулфид и златото образува съединение с антимон, което след това с поток въздух - антимон се изпарява под формата от три оксида и се получава чисто злато. Този начин е съществувал и преди XVIII век.

Съдържанието на антимон в земната кора е 4 * 10 -5% от теглото. Световните запаси от антимон, оценени на 6 милиона тона, са съсредоточени главно в Китай (52% от световните запаси). Най-разпространеният минерал е антимонов блясък или стибин (антимонит) Sb 2 С 3 , оловно сив на цвят с метален блясък, който кристализира в ромбична система с плътност 4,52-4,62 g / cm 3 и твърдост 2. В основната маса антимоновият блясък се образува в хидротермални отлагания, където натрупванията му създават находища на антимонова руда под формата на жилки и листовидни тела. В горните части на рудните тела, близо до повърхността на земята, антимоновият блясък претърпява окисление, образувайки редица минерали, а именно: сенармонтит и валентит Sb 2 O 3 ; бюфет Sb 2 O 4 ; стибиоканит Sb 2 O 4 H 2 O ; кермизит 3Sb 2 S 3 Sb 2 O ... В допълнение към нашите собствени антимонови руди, има и руди, в които антимонът е под формата на комплексни съединения с мед и олово

живак и цинк (избледнели руди).

Значителни находища на антимонови минерали се намират в Китай, Чехия, Словакия, Боливия, Мексико, Япония, САЩ и редица африкански страни. В предреволюционна Русия антимонът изобщо не се е добивал и залежите му не са известни (в началото XX век, Русия ежегодно внася от чужбина почти хиляда тона антимон). Вярно е, че още през 1914 г., както пише в мемоарите си видният съветски геолог академик Д. И. Шчербаков, той открива следи от антимонови руди в хребета Кадамджай (Киргизстан). Но тогава нямаше време за антимон. Геоложките търсения, продължени от учения почти две десетилетия по-късно, се увенчават с успех и още през 1934 г. започва да се получава трисерен антимон от рудите Кадамджай, а година по-късно първият домашен метален антимон е стопен в пилотния завод. . До 1936 г. вече не е имало нужда да се купува в чужбина.

ФИЗИЧЕСКИ И ХИМИЧНИ

ИМОТИ.

За антимона са известни една кристална форма и няколко аморфни (т.нар. жълт, черен и експлозивен антимон). При нормални условия само кристалният антимон е стабилен; той е сребристо бял със синкав оттенък. Чистият метал, когато се охлажда бавно под слой от шлака, образува игловидни кристали на повърхността, наподобяващи формата на звезди. Кристалната структура е ромбоедрична, a = 4,5064 A, a = 57,1 0.

Плътност на кристален антимон 6,69, течен 6,55 g / см 3. Точка на топене 630,5 0 С, точка на кипене 1635-1645 0 С, топлина на топене 9,5 kcal / g-атом, топлина на изпаряване 49,6 kcal / z-атом. Специфична топлина (кал / g°): 0,04987 (20 0); 0,0537 (350 0); 0,0656 (650-950 0). Топлопроводимост (кал / em.sec.grad):

0,045, (0 0); 0,038 (200 0); 0,043 (400 0); 0,062 (650 0). Антимонът е крехък, лесно се абразира на прах; вискозитет (уравновесеност); 0,015 (630,5 0); 0,082 (1100 0). Твърдост по Бринел за отлят антимон 32.5-34kg / mm 2, за антимон с висока чистота (след зоново топене) 26kg / мм 2. Модул на еластичност 7600 кг / mm 2, якост на опън 8,6kg / mm 2, свиваемост 2,43 10 -6 cm 2 / килограма.

Жълтият антимон се получава чрез преминаване на кислород или въздух в антимонов водород, втечнен при -90 0; вече при –50 0 се превръща в обикновен (кристален) антимон.

Черният антимон се образува при бързо охлаждане на антимоновите пари, при около 400 0 се превръща в обикновен антимон. Плътността на черния антимон е 5,3. Експлозивният антимон е сребрист лъскав метал с плътност 5,64-5,97; образува се по време на електрическото производство на антимон от разтвор на солна киселина на хлориран антимон (17-53% SbCl 2 в солна киселина д 1.12), при плътност на тока в диапазона от 0,043 до 0,2 a / дм 2. Полученият антимон се превръща в обикновен антимон с експлозия, причинена от триене, надраскване или докосване на нагрят метал; експлозията се дължи на екзотермичния процес на преход от една форма в друга.

Във въздуха при нормални условия антимон ( Sb ) не се променя, не е разтворим нито във вода, нито в органични разтворители, но с много метали лесно дава сплави. В поредицата от напрежения антимонът се намира между водород и мед. Не измества водорода от киселини, антимон, дори в разреден HCl и H2SO4 не се разтваря. Въпреки това силната сярна киселина, когато се нагрява, превръща антимона в сулфати E 2 (SO 4) 3 ... Силната азотна киселина окислява антимона до киселини H 3 EO 4. Алкалните разтвори сами по себе си не действат на антимона, но в присъствието на кислород бавно го разрушават.

При нагряване на въздух антимонът изгаря с образуването на оксиди, също така лесно се комбинира с газ