ANTIMOON: GESCHIEDENIS, STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, GEBRUIK EN RISICO'S - CHEMIE - 2026

Het antimoon is een metalloïde glanzend, zilverkleurig en met een blauwachtige tint. Zijn vaste stof wordt ook gekenmerkt door zijn zeer bros en schilferige textuur. Het behoort tot groep 15 van het periodiek systeem, geleid door stikstof. Na bismut (en moscovium) is het het zwaarste element van de groep.

Het wordt weergegeven door het chemische symbool Sb. In de natuur wordt het voornamelijk aangetroffen in stibiet- en ullmanniet-minerale ertsen, waarvan de chemische formules respectievelijk Sb ₂ S ₃ en NiSbS zijn. De sterke neiging om sulfiden te vormen in plaats van oxiden is te wijten aan het feit dat het chemisch zacht is.

Kristallijn antimoon. Bron: Beste Sci-Fatcs

Aan de andere kant is antimoon ook fysiek zacht, met een hardheid van 3 op de schaal van Mohs. Het is stabiel bij kamertemperatuur en reageert niet met zuurstof in de lucht. Maar bij verhitting in aanwezigheid van zuurstof vormt het antimoontrioxide, Sb ₂ O ₃ .

Evenzo is het bestand tegen de werking van zwakke zuren; maar als het warm is, wordt het aangetast door salpeterzuur en zoutzuur.

Antimoon kent tal van toepassingen, waaronder het wordt gebruikt in legeringen met lood en tin, bij de fabricage van autoaccu's, materialen met lage wrijving, enz.

Dit metalloïde heeft de zeldzame eigenschap dat het in volume toeneemt wanneer het stolt, waardoor zijn legeringen de ruimte die wordt gebruikt om het te vervaardigen instrument te vormen, volledig kunnen innemen.

Geschiedenis van zijn ontdekking

BC

Er zijn aanwijzingen dat sinds 3100 voor Christus antimoonsulfide in Egypte als cosmetisch middel werd gebruikt. In Mesopotamië, het huidige Irak, werden resten gevonden van een vaas en een ander artefact dat vermoedelijk tussen 3000 en 2200 voor Christus dateert en waarin antimoon werd gebruikt bij de vervaardiging ervan.

Introductie van de term

De Romeinse geleerde Plinius de Oudere (23-79 n.Chr.) Beschreef het gebruik van antimoon, dat hij stibius noemde, bij de uitwerking van zeven geneesmiddelen in zijn Traatise on Natural History. De alchemist Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815) wordt gecrediteerd met de introductie van de term antimoon om het element te noemen.

Hij gebruikte de volgende etymologie: 'anti' als synoniem voor negatie en 'mono' alleen voor. Vervolgens wilde hij benadrukken dat antimoon niet alleen in de natuur voorkomt. Het is al bekend dat het deel uitmaakt van sulfidemineralen, evenals vele andere elementen.

Het verkrijgen van

Aangenomen wordt dat de Griekse naturist Pedanius Diascorides zuiver antimoon heeft verkregen door antimoonsulfide in een luchtstroom te verhitten. De Italiaanse metallurg Vannocio Biringucio beschrijft in het boek De la Pirotecnia (1540) een methode om antimoon te isoleren.

De Duitse chemicus Andreas Libavius ​​(1615) bereikte met behulp van een gesmolten mengsel van ijzer, antimoonsulfide, zout en kaliumtartraat de productie van een kristallijn antimoon.

Het eerste gedetailleerde rapport over antimoon werd in 1707 gemaakt door de Franse chemicus Nicolas Lemery (1645-1715), in zijn boek Treatise on Antimony.

Structuur van antimoon

Gerimpelde lagen die de kristalstructuur vormen van metallisch of zilverantimoon. Bron: materiaalwetenschapper

De bovenste afbeelding toont de gerimpelde gelaagde structuur die wordt aangenomen door arseenatomen. Maar ook grijsachtig antimoon, beter bekend als metallisch antimoon, neemt deze structuur aan. Er wordt gezegd dat het "gerimpeld" is omdat er Sb-atomen op en neer bewegen in het vlak van de schaal.

Deze lagen, hoewel ze verantwoordelijk zijn voor de fotonen die ermee in wisselwerking staan, schijnen zilverachtige schittering, waardoor antimoon als een metaal doorgaat, de waarheid is dat de krachten die ze verenigen zwak zijn; vandaar dat de schijnbare metalen fragmenten van Sb gemakkelijk kunnen worden vermalen en broos of schilferig zijn.

Ook zijn de Sb-atomen in de gerimpelde lagen niet dichtbij genoeg om hun atomaire orbitalen te groeperen en zo een band te creëren die elektrische geleiding mogelijk maakt.

Als we afzonderlijk naar een grijsachtige bol kijken, kunnen we zien dat deze drie Sb-Sb-bindingen heeft. Vanuit een hoger vlak was Sb te zien in het midden van een driehoek, met drie Sb op de hoekpunten. De driehoek is echter niet vlak en heeft twee niveaus of verdiepingen.

De laterale reproductie van dergelijke driehoeken en hun bindingen zorgt voor gerimpelde lagen, die op één lijn liggen om rhombohedrale kristallen te vormen.

Allotropie

De zojuist beschreven structuur komt overeen met grijsachtig antimoon, de meest stabiele van zijn vier allotropen. De andere drie allotropen (zwart, geel en explosief) zijn metastabiel; dat wil zeggen, ze kunnen bestaan ​​onder zeer zware omstandigheden.

Er is niet veel informatie over hun structuren. Het is echter bekend dat zwart antimoon amorf is, dus de structuur is rommelig en ingewikkeld.

Geel antimoon is stabiel onder -90 ° C, gedraagt ​​zich als een niet-metallisch element en er kan worden aangenomen dat het bestaat uit kleine agglomeraten van het type Sb ₄ (vergelijkbaar met die van fosfor); bij verhitting verandert het in de zwarte allotroop.

En met betrekking tot explosief antimoon, het bestaat uit een geleiachtige afzetting gevormd op de kathode tijdens de elektrolyse van een waterige oplossing van een antimoonhalogenide.

Bij de minste sterke wrijving of impact geeft de zachte vaste stof zoveel warmte af dat het explodeert en stabiliseert terwijl de atomen zich hergroeperen in de rhombohedrale kristallijne structuur van grijsachtig antimoon.

Eigendommen

Atoomgewicht

121,76 g / mol.

Atoomnummer

51.

Elektronische configuratie

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³ .

Oxidatietoestanden

-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5.

Fysieke beschrijving

Glanzende zilverachtige vaste stof, broos, met een geschubd oppervlak, met een blauwachtige tint. Het kan ook verschijnen als een zwart poeder.

Smeltpunt

630,63 ° C.

Kookpunt

1.635 ° C.

Dichtheid

-6,697 g / cm ³ bij kamertemperatuur.

-6,53 g / cm ³ in vloeibare toestand temperatuur gelijk aan of hoger dan het smeltpunt.

Warmte van fusie

19,79 kJ / mol.

Warmte van verdamping

193,43 kJ / mol.

Molaire calorische capaciteit

25,23 J / mol.K

Elektronegativiteit

2.05 (Pauling-schaal).

Atomaire radio

140 uur.

Hardheid

Het is een zacht element, met een hardheid van 3 op de schaal van Mohs en kan door glas worden bekrast.

Stabiliteit

Het is stabiel bij kamertemperatuur en ondergaat geen oxidatie. Het is ook bestand tegen aantasting door zuren.

Isotopen

Het heeft twee stabiele isotopen: ¹²¹ Sb en ¹²³ Sb Daarnaast zijn er 35 radioactieve isotopen. De radioactieve isotoop ¹²⁵ Sb heeft de langste halfwaardetijd: 2,75 jaar. Over het algemeen zenden radioactieve isotopen β ⁺ en β ^- straling uit .

Elektrische en thermische geleidbaarheid

Antimoon is een slechte geleider van warmte en elektriciteit.

Chemische reactiviteit

Het kan geen waterstof uit verdunde zuren verdringen. Vormt ionische complexen met organische en anorganische zuren. Metallisch antimoon reageert niet met lucht, maar wordt in vochtige lucht snel omgezet in oxide.

Halogenen en sulfiden oxideren antimoon gemakkelijk als het proces plaatsvindt bij verhoogde temperaturen.

Toepassingen

Legeringen

Antimoon wordt in een legering met lood gebruikt om platen voor auto-accu's te maken, waardoor de weerstand van de platen en de kenmerken van de ladingen worden verbeterd.

De lood-tinlegering is gebruikt om de eigenschappen van lassen te verbeteren, evenals die van tracerkogels en patroonontstekers. Het wordt ook gebruikt in legeringen voor het coaten van elektrische kabels.

Antimoon wordt gebruikt in antifrictielegeringen, bij de vervaardiging van tin en verhardende legeringen met een laag tingehalte bij de vervaardiging van orgels en andere muziekinstrumenten.

Het heeft, net als water, het kenmerk dat het in volume toeneemt wanneer het condenseert; Daarom vult het antimoon dat aanwezig is in de legeringen met lood en tin alle ruimtes in de mallen, waardoor de definitie van de structuren die met de genoemde legeringen zijn gemaakt, wordt verbeterd.

Brandvertragend

Antimoontrioxide wordt gebruikt om brandvertragende verbindingen te maken, altijd in combinatie met gehalogeneerde brandvertragers, bromiden en chloriden.

Brandvertragers kunnen reageren met zuurstofatomen en OH-radicalen, wat brand remt. Deze vlamvertragers worden gebruikt in kinderkleding, speelgoed, vliegtuigen en in autostoelen.

Ze worden ook toegevoegd in polyesterharsen en in glasvezelcomposieten voor items die worden gebruikt als hoezen voor lichte vliegtuigmotoren.

Antimoonverbindingen die worden gebruikt als brandvertragers omvatten: antimoon oxychloride, SbOCl; antimoonpentoxide, SbO ₅ ; antimoon trichloride, SbCls ₃ ; en antimoontrioxide, SbO ₃ .

Elektronica veld

Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van halfgeleiders, diodes, mid-infrarood detectoren en bij de vervaardiging van transitors. Antimoon met een hoge zuiverheid, dat wordt gebruikt in de halfgeleidertechnologie, wordt verkregen door antimoonverbindingen te reduceren met waterstof.

Geneeskunde en diergeneeskunde

Antimoonverbindingen worden al sinds de oudheid in de geneeskunde gebruikt als emetica en antiprotozoa. Kaliumkaliumtartraat (tandsteen-braakmiddel) werd lange tijd als antischistosoom gebruikt; wordt bovendien gebruikt als slijmoplossend, diaforetisch en braakmiddel.

Antimoonzouten zijn ook gebruikt bij de verzorging van de huid van herkauwers; zoals aniomaline en lithiumantimoontiomalaat.

Meglumine-antimoniate is een medicijn dat wordt gebruikt bij de behandeling van leishmaniasis in uitwendige foci van huisdieren. Hoewel de therapeutische voordelen beperkt waren.

Pigmenten en verven

Antimoonverbindingen worden gebruikt bij de vervaardiging van verven en opaakmakende middelen in email. Ze worden ook gebruikt in vermiljoen-, gele en oranje pigmenten, die producten zijn van de langzame oxidatie van antimoonsulfiden.

Sommige van zijn organische zouten (tartraten) worden in de textielindustrie gebruikt om bepaalde kleurstoffen te helpen binden.

Antimoonsulfide werd in het oude Egypte gebruikt als cosmetisch middel om de ogen donkerder te maken.

Andere gebruiken

Sommige antimoonzouten worden gebruikt als bekledingsmiddelen om microscopisch kleine belletjes te verwijderen die zich op televisieschermen vormen. Antimoonionen hebben een wisselwerking met zuurstof, waardoor de neiging om bellen te vormen wordt geëlimineerd.

Antimoon (III) sulfide wordt gebruikt in de hoofden van sommige veiligheidslucifers. Antimoonsulfide wordt ook gebruikt om de wrijvingscoëfficiënt van materialen die worden gebruikt in remblokken voor auto's te stabiliseren.

De ¹²⁴ Sb isotoop , samen met beryllium, wordt gebruikt als neutronenbron, met een energiegemiddelde van 24 keV. Bovendien wordt antimoon gebruikt als katalysator bij de productie van kunststoffen.

Risico's

Het is een bros element, dus tijdens het hanteren kan een vervuilend stof uit de omgeving worden geproduceerd. Bij werknemers die aan antimoonstof zijn blootgesteld, zijn dermatitis, renitis, ontsteking van de bovenste luchtwegen en conjunctivitis waargenomen.

Pneumoconiose, soms gecombineerd met obstructieve pulmonale veranderingen, is beschreven na langdurige blootstelling.

Antimoontrioxide kan de hartfunctie beschadigen die fataal kan zijn.

Bij mensen die aan dit element zijn blootgesteld, is de aanwezigheid van voorbijgaande pustuleuze huidinfecties waargenomen.

Voortdurende inname van lage doses van dit metaal kan diarree, braken en maagzweren veroorzaken. Ook is de maximaal toelaatbare concentratie in lucht 0,5 mg / m ³ .

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). Mc Graw Hill.
2. Veel. (11 maart 2009). Geel antimoon en explosief antimoon. Hersteld van: antimonyproperties.blogspot.com
3. Prof. Ernst Cohen en JC Van Den Bosch. (1914). De allotropie van antimoon. Proceedings Royal Acad. Amsterdam. Deel XVII.
4. Wikipedia. (2019). Antimoon. Hersteld van: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019). Antimoon. Hersteld van: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (15 september 2018). Chemie: eigenschappen en toepassing van Sb-antimoon. Hersteld van: medium.com