Antimon - Antimony
Antimon | |||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Výslovnost | |||||||||||||||||||||
Vzhled | stříbřitě lesklá šedá | ||||||||||||||||||||
Standardní atomová hmotnost A r, std (Sb) | 121,760 (1) | ||||||||||||||||||||
Antimon v periodické tabulce | |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
Atomové číslo ( Z ) | 51 | ||||||||||||||||||||
Skupina | skupina 15 (pniktogeny) | ||||||||||||||||||||
Doba | období 5 | ||||||||||||||||||||
Blok | p-blok | ||||||||||||||||||||
Konfigurace elektronů | [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 3 | ||||||||||||||||||||
Elektrony na skořápku | 2, 8, 18, 18, 5 | ||||||||||||||||||||
Fyzikální vlastnosti | |||||||||||||||||||||
Fáze na STP | pevný | ||||||||||||||||||||
Bod tání | 903,78 K (630,63 ° C, 1167,13 ° F) | ||||||||||||||||||||
Bod varu | 1908 K (1635 ° C, 2975 ° F) | ||||||||||||||||||||
Hustota (blízko rt ) | 6,697 g / cm 3 | ||||||||||||||||||||
při kapalině (při mp ) | 6,53 g / cm 3 | ||||||||||||||||||||
Teplo fúze | 19,79 kJ/mol | ||||||||||||||||||||
Teplo odpařování | 193,43 kJ/mol | ||||||||||||||||||||
Molární tepelná kapacita | 25,23 J/(mol · K) | ||||||||||||||||||||
Tlak páry
| |||||||||||||||||||||
Atomové vlastnosti | |||||||||||||||||||||
Oxidační stavy | −3 , −2, −1, 0, +1, +2, +3 , +4, +5 ( amfoterní oxid) | ||||||||||||||||||||
Elektronegativita | Paulingova stupnice: 2,05 | ||||||||||||||||||||
Ionizační energie | |||||||||||||||||||||
Atomový poloměr | empirické: 140 hod | ||||||||||||||||||||
Kovalentní poloměr | 139 ± 17 hodin | ||||||||||||||||||||
Van der Waalsův poloměr | 206 hod | ||||||||||||||||||||
Spektrální linie antimonu | |||||||||||||||||||||
Další vlastnosti | |||||||||||||||||||||
Přirozený výskyt | prvotní | ||||||||||||||||||||
Krystalická struktura | rhombohedral | ||||||||||||||||||||
Rychlost zvuku tenký prut | 3420 m/s (při 20 ° C) | ||||||||||||||||||||
Teplotní roztažnost | 11 µm/(m⋅K) (při 25 ° C) | ||||||||||||||||||||
Tepelná vodivost | 24,4 W/(m⋅K) | ||||||||||||||||||||
Elektrický odpor | 417 nΩ⋅m (při 20 ° C) | ||||||||||||||||||||
Magnetické uspořádání | diamagnetický | ||||||||||||||||||||
Molární magnetická citlivost | −99,0 × 10 −6 cm 3 /mol | ||||||||||||||||||||
Youngův modul | 55 GPa | ||||||||||||||||||||
Tažný modul | 20 GPa | ||||||||||||||||||||
Hromadný modul | 42 GPa | ||||||||||||||||||||
Mohsova tvrdost | 3,0 | ||||||||||||||||||||
Tvrdost podle Brinella | 294–384 MPa | ||||||||||||||||||||
Číslo CAS | 7440-36-0 | ||||||||||||||||||||
Dějiny | |||||||||||||||||||||
Objev | Arabští alchymisté (před 815 n. L.) | ||||||||||||||||||||
Symbol | „Sb“: z latinského stibium ‚ antimonitu ‘ | ||||||||||||||||||||
Hlavní izotopy antimonu | |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
Antimon je chemický prvek se symbolem Sb (z latiny : stibium ) a atomovým číslem 51. Lesklý šedý metaloid , v přírodě se vyskytuje hlavně jako sulfidový minerál stibnite (Sb 2 S 3 ). Sloučeniny antimonu jsou známy již od starověku a byly práškové pro použití jako medicína a kosmetika, často známé pod arabským názvem kohl . Byl znám i kovový antimon, ale ten byl při svém objevu chybně identifikován jako olovo . Nejstarší známý popis kovu na Západě napsal v roce 1540 Vannoccio Biringuccio .
Čína je největším producentem antimonu a jeho sloučenin, přičemž většina produkce pochází z dolu Xikuangshan v Hunanu . Průmyslové metody rafinace antimonu jsou pražení a redukce uhlíkem nebo přímá redukce stibnitu železem.
Největší aplikace pro kovový antimon jsou slitiny s olovem a cínem a olovnaté antimonové desky v olověných bateriích . Slitiny olova a cínu s antimonem mají vylepšené vlastnosti pro pájky , náboje a kluzná ložiska . Sloučeniny antimonu jsou významnými aditivy pro retardéry hoření obsahující chlór a brom, které se nacházejí v mnoha komerčních i domácích produktech. Objevující se aplikací je použití antimonu v mikroelektronice .
Charakteristika
Vlastnosti
Antimony je členem skupiny 15 periodické tabulky, jednoho z prvků zvaných pniktogeny , a má elektronegativitu 2,05. V souladu s periodickými trendy je více elektronegativní než cín nebo vizmut a méně elektronegativní než telur nebo arsen . Antimon je stabilní na vzduchu při pokojové teplotě, ale reaguje s kyslíkem, pokud je zahříván za vzniku oxidu antimonu , Sb 2 O 3 .
Antimony je stříbřitý, lesklý šedý metaloid s tvrdostí Mohsovy stupnice 3, která je příliš měkká na to, aby vyrobila tvrdé předměty. Mince antimonu byly vydány v čínské provincii Guizhou v roce 1931; trvanlivost byla špatná a ražba byla brzy ukončena. Antimon je odolný vůči kyselinám.
Jsou známy čtyři alotropy antimonu: stabilní kovová forma a tři metastabilní formy (výbušná, černá a žlutá). Elementární antimon je křehký , stříbrně bílý, lesklý metaloid. Při pomalém ochlazování roztavený antimon krystalizuje do trigonální buňky, izomorfní se šedým allotropem arsenu . Z elektrolýzy chloridu antimonitého lze vytvořit vzácnou výbušnou formu antimonu . Při poškrábání ostrým nářadím dojde k exotermické reakci a bílé výpary se uvolňují ve formě kovového antimonu; při tření paličkou v hmoždíři dochází k silné detonaci. Černý antimon se tvoří rychlým ochlazováním par antimonu. Má stejnou krystalovou strukturu jako červený fosfor a černý arsen; na vzduchu oxiduje a může se samovolně vznítit. Při 100 ° C se postupně transformuje do stabilní formy. Žlutý alotrop antimonu je nej Nestabilnější; byl vytvořen pouze oxidací stibinu ( SbH 3 ) při -90 ° C. Nad touto teplotou a v okolním světle se tento metastabilní alotrop transformuje na stabilnější černý alotrop.
Elementární antimon přijímá vrstvenou strukturu ( prostorová skupina R 3 m č. 166), jejíž vrstvy se skládají ze srostlých, nařasených, šestičlenných prstenců. Nejbližší a další nejbližší sousedé tvoří nepravidelný oktaedrický komplex, přičemž tři atomy v každé dvojité vrstvě jsou o něco blíže než tři atomy v další. Tato relativně blízko balicí vede k vysoké hustotě 6,697 g / cm 3 , ale slabá vazba mezi vrstvami vede k nízké tvrdosti a křehkosti antimonu.
Izotopy
Antimon má dva stabilní izotopy : 121 Sb s přirozeným výskytem 57,36% a 123 Sb s přirozeným výskytem 42,64 %. Má také 35 radioizotopů, z nichž nejdelší je 125 Sb s poločasem rozpadu 2,75 roku. Kromě toho bylo charakterizováno 29 metastabilních stavů. Nejstabilnější z nich je 120m1 Sb s poločasem rozpadu 5,76 dne. Izotopy, které jsou lehčí než stabilní 123 Sb, mají tendenci se rozpadat β + rozpadem a ty, které jsou těžší, mají tendenci se rozpadat β - rozpadem , až na některé výjimky.
Výskyt
Nadbytek antimonu v Země je kůra se odhaduje na 0,2 až 0,5 dílů na milion , srovnatelné s thalia v množství 0,5 dílů na milion a stříbra při 0,07 ppm. Přestože tento prvek není bohatý, nachází se ve více než 100 minerálních druzích. Antimon se někdy vyskytuje nativně (např. Na Antimony Peak ), ale častěji se vyskytuje v sulfidovém stibnitu (Sb 2 S 3 ), který je převládajícím rudním minerálem .
Sloučeniny
Sloučeniny antimonu jsou často klasifikovány podle jejich oxidačního stavu: Sb (III) a Sb (V). Oxidační stav +5 je stabilnější.
Oxidy a hydroxidy
Oxid antimonitý vzniká při spalování antimonu ve vzduchu. V plynné fázi je molekula sloučeniny Sb
4Ó
6, ale polymeruje při kondenzaci. Oxid antimonitý ( Sb
4Ó
10) mohou vznikat pouze oxidací koncentrovanou kyselinou dusičnou . Antimon také tvoří směsný valenční oxid, oxid antimonitý ( Sb
2Ó
4), který obsahuje jak Sb (III), tak Sb (V). Na rozdíl od oxidů fosforu a arsenu jsou tyto oxidy amfoterní , netvoří přesně definované oxokyseliny a reagují s kyselinami za vzniku solí antimonu.
Kyselina antimonová Sb (OH)
3je neznámý, ale konjugovaná báze antimonit sodný ( [Na
3SbO
3]
4) vzniká při fúzi oxidu sodného a Sb
4Ó
6. Známé jsou také antimonity přechodných kovů. Kyselina antimonová existuje pouze jako hydrát HSb (OH)
6, tvořící soli jako antimonátový anion Sb (OH)-
6. Když je roztok obsahující tento anion dehydratován, sraženina obsahuje smíšené oxidy.
Mnoho antimonových rud jsou sulfidy, včetně stibnitu ( Sb
2S
3), pyrargyrit ( Ag
3SbS
3), zinkenit , jamesonit a boulangerit . Pentasulfid antimonu je nestechiometrický a obsahuje antimon v oxidačním stavu +3 a vazbách S-S. Je známo několik thioantimonidů, jako například [Sb
6S
10]2−
a [Sb
8S
13]2−
.
Halogenidy
Antimon tvoří dvě řady halogenidů : SbX
3a SbX
5. Tyto halogenidy SBF
3, SbCl
3, SbBr
3a SbI
3jsou všechny molekulární sloučeniny mající trigonální pyramidovou molekulární geometrii .
Trifluorid SbF
3se připravuje reakcí Sb
2Ó
3s KV :
-
Sb
2Ó
3+ 6 VF → 2 SbF
3+ 3 h
2Ó
Je Lewisova kyselá a snadno přijímá fluoridové ionty za vzniku komplexních aniontů SbF-
4a SbF2-
5. Roztavený SbF
3je slabý elektrický vodič . Trichlorid SbCl
3se připravuje rozpuštěním Sb
2S
3v kyselině chlorovodíkové :
-
Sb
2S
3+ 6 HCl → 2 SbCl
3+ 3 h
2S
Tyto pentahalogenidy SBF
5a SbCl
5mají trigonální bipyramidovou molekulární geometrii v plynné fázi, ale v kapalné fázi SbF
5je polymerní , zatímco SbCl
5je monomerní. SbF
5je silná Lewisova kyselina používaná k výrobě superkyselé kyseliny fluoroantimonové („H 2 SbF 7 “).
Oxyhalogenidy jsou běžnější pro antimon než pro arsen a fosfor. Oxid antimonitý se rozpouští v koncentrované kyselině za vzniku oxoantimonylových sloučenin, jako jsou SbOCl a (SbO)
2TAK
4.
Antimonidy, hydridy a organoantimonické sloučeniny
Sloučeniny v této třídě jsou obecně popsány jako deriváty Sb 3− . Antimon tvoří antimonidy s kovy, jako je antimonid india (InSb) a antimonid stříbra ( Ag
3Sb ). Kovové a zinku antimonides alkálie, jako je například Na- 3, Sb a Zn 3 Sb 2 , jsou reaktivnější. Léčba těchto antimonides kyselinou produkuje velmi nestabilní plyn stiban , SBH
3:
-
Sb3−
+ 3 h+
→ SbH
3
Stibin lze také vyrobit ošetřením Sb3+
soli s hydridovými činidly, jako je borohydrid sodný . Stibin se samovolně rozkládá při pokojové teplotě. Protože má stibin pozitivní teplo tvorby , je termodynamicky nestabilní, a proto antimon nereaguje přímo s vodíkem .
Organoantimonové sloučeniny se typicky připravují alkylací halogenidů antimonu pomocí Grignardových činidel . Je známa celá řada sloučenin s oběma centrami Sb (III) a Sb (V), včetně směsných chloroorganických derivátů, aniontů a kationtů. Příklady zahrnují Sb (C 6 H 5 ), 3 ( triphenylstibine ), Sb 2 (C 6 H 5 ), 4 (s Sb-Sb vazby), a cyklické [Sb (C 6 H 5 )] n . Pentacoordinované organoantimonické sloučeniny jsou běžné, příklady jsou Sb (C 6 H 5 ) 5 a několik příbuzných halogenidů.
Dějiny
Sulfid antimonu ( Sb 2 S 3) byl v predynastickém Egyptě rozpoznán jako oční kosmetika ( kohl ) již kolem roku 3100 př. N. L. , Kdy byla vynalezena kosmetická paleta .
Artefakt, říká, že je součástí vázy, z antimonu z roku do asi 3000 BC byl nalezen na Telloh , Kaldejska (část dnešní Irák ), a objekt poměděné s antimonem datování mezi 2500 BC a 2200 BC byl nalezeno v Egyptě . Austen, na přednášce Herberta Gladstone v roce 1892, poznamenal, že „o antimonu v současnosti víme jen jako o vysoce křehkém a krystalickém kovu, který lze jen stěží přeměnit na užitečnou vázu, a proto tento pozoruhodný„ nález “(artefakt) zmíněno výše) musí představovat ztracené umění učinit antimon poddajným. “
Britský archeolog Roger Moorey nebyl přesvědčen, že artefakt je skutečně vázou, přičemž zmínil, že Selimkhanov se po své analýze objektu Tello (publikovaném v roce 1975) „pokusil spojit kov s transkavkazským přírodním antimonem“ (tj. Nativní kov) a že „ Předměty antimonu ze Zakavkazska jsou všechny malé osobní ozdoby. “ To oslabuje důkazy o ztraceném umění „učinit antimon poddajným“.
Římský učenec Plinius starší popsal ve svém pojednání Přírodopis několik způsobů přípravy sulfidu antimonitého pro lékařské účely . Plinius starší také rozlišoval mezi „mužskou“ a „ženskou“ formou antimonu; mužská forma je pravděpodobně sulfid, zatímco u ženské formy, která je lepší, těžší a méně drobivá, bylo podezření, že je nativním kovovým antimonem.
Řecký přírodovědec Pedanius Dioscorides zmínil, že sulfid antimonitý lze pražit zahříváním proudem vzduchu. Předpokládá se, že toto produkovalo kovový antimon.
Záměrnou izolaci antimonu popisuje Jabir ibn Hayyan před rokem 815 n. L. Popis postupu pro izolaci antimonu je později uveden v knize z roku 1540 De la pirotechnia od Vannoccia Biringuccia , předcházející známější knize z roku 1556 od Agricoly , De re metallica . V této souvislosti byl Agricola často nesprávně připisován objev kovového antimonu. Kniha Currus Triumphalis Antimonii (Triumfální vůz Antimony), popisující přípravu kovového antimonu, byla vydána v Německu v roce 1604. Údajně ji napsal benediktinský mnich, píšící pod jménem Basilius Valentinus v 15. století; kdyby to bylo autentické, což není, předcházelo by to Biringuccio.
Kovový antimon byl znám německému chemikovi Andreasovi Libaviovi v roce 1615, který jej získal přidáním železa do roztavené směsi sulfidu antimonitého, soli a vinanu draselného . Tento postup produkoval antimon s krystalickým nebo hvězdicovým povrchem.
S příchodem výzev k teorii flogistonu bylo uznáno, že antimon je prvek tvořící sulfidy, oxidy a další sloučeniny, stejně jako jiné kovy.
První objev přirozeně se vyskytujícího čistého antimonu v zemské kůře popsal švédský vědec a místní důlní inženýr Anton von Swab v roce 1783; typu vzorku byla odebrána z Sala stříbrný důl v revíru Bergslagen z Sala , Västmanland , Švédsko .
Etymologie
Středověká latinská forma, ze které moderní jazyky a pozdní byzantská řečtina odvozují svá jména pro antimon, je antimonium . Původ je nejistý; všechny návrhy mají určité potíže, ať už jde o formu nebo výklad. Populární etymologie , od ἀντίμοναχός anti-monachos nebo francouzské antimoine , stále má stoupence; to by znamenalo „zabiják mnichů“ a vysvětluje to mnoho raných alchymistů jako mnichů a antimon je jedovatý. Nízká toxicita antimonu (viz níže) to však činí nepravděpodobným.
Další populární etymologií je hypotetické řecké slovo ἀντίμόνος antimonos , „proti osamělosti“, vysvětlované jako „nenalezeno jako kov“ nebo „nenalezeno bez slitiny“. Lippmann předpokládal hypotetické řecké slovo ανθήμόνιον anthemonion , které by znamenalo „floret“, a uvádí několik příkladů příbuzných řeckých slov (ale ne té), která popisují chemické nebo biologické výkvěty .
Mezi raná použití antimonia patří překlady arabských lékařských pojednání od Konstantina Afričana v letech 1050–1100 . Několik úřadů se domnívá, že antimonium je skriptální korupce nějaké arabské formy; Meyerhof to odvozuje z ithmidu ; další možnosti zahrnují athimar , arabský název metaloidu a hypotetické as-stimmi , odvozené nebo souběžné s Řekem.
Standardní chemický symbol pro antimon (Sb) je připsán Jöns Jakob Berzelius , který odvozil zkratku od stibium .
Starověká slova pro antimon mají většinou jako hlavní význam kohl , sulfid antimonu.
Egypťané nazývali antimony mśdmt ; v hieroglyfech jsou samohlásky nejisté, ale koptská forma slova je ⲥⲧⲏⲙ (stēm). Řecké slovo στίμμι stimmi je pravděpodobně výpůjční slovo z arabštiny nebo z egyptského stm.
|
a je používán podkrovními tragickými básníky 5. století před naším letopočtem. Pozdější Řekové také používali στἰβι stibi , stejně jako Celsus a Plinius , kteří psali latinsky, v prvním století našeho letopočtu. Plinius také uvádí názvy stimi , larbaris , alabaster a „velmi běžný“ platyophthalmos , „širokoúhlé“ (podle účinku kosmetiky). Pozdější latinští autoři přizpůsobili slovo latině jako stibium . Arabské slovo pro látku, na rozdíl od kosmetiky, se může objevit jako إثمد ithmid, athmoud, othmod nebo uthmod . Littré navrhuje, aby první forma, která je nejranější, pocházela ze stimmidy , akuzativu stimuly .
Výroba
Nejlepší producenti a objemy výroby
British Geological Survey (BGS) uvádí, že v roce 2005 byla Čína top producentem antimonu s přibližně 84% světového podílu, následovaný s odstupem od Jižní Afriky, Bolívii a Tádžikistánu. Důl Xikuangshan v provincii Hunan má největší ložiska v Číně s odhadovaným vkladem 2,1 milionu metrických tun.
V roce 2016 se podle amerického geologického průzkumu podílela Čína na celkové produkci antimonu 76,9%, na druhém místě skončilo Rusko se 6,9% a Tádžikistán s 6,2%.
Země | Tun | % z celkového počtu |
---|---|---|
Čína | 100 000 | 76,9 |
Rusko | 9 000 | 6.9 |
Tádžikistán | 8 000 | 6.2 |
Bolívie | 4 000 | 3.1 |
Austrálie | 3500 | 2.7 |
Top 5 | 124 500 | 95,8 |
Totální svět | 130 000 | 100,0 |
Očekává se, že čínská produkce antimonu v budoucnosti poklesne, protože vláda v rámci kontroly znečištění zavírá doly a hutě. Zejména vzhledem k tomu, že v lednu 2015 vstoupil v platnost zákon o ochraně životního prostředí a revidované „emisní standardy znečišťujících látek pro stanum, antimon a rtuť“, jsou překážky pro ekonomickou produkci vyšší. Podle národního statistického úřadu v Číně nebylo do září 2015 využito 50% kapacity výroby antimonu v provincii Hunan (provincie s největšími rezervami antimonu v Číně).
Hlášená produkce antimonu v Číně klesla a je nepravděpodobné, že by se v následujících letech zvýšila, uvádí zpráva Roskill. Asi deset let nebyla v Číně vyvinuta žádná významná ložiska antimonu a zbývající ekonomické rezervy se rychle vyčerpávají.
Podle Roskilla jsou největší světoví producenti antimonu uvedeni níže:
Země | Společnost | Kapacita (v tunách za rok) |
---|---|---|
Čína | Hsikwangshan Třpytivá hvězda | 55 000 |
Čína | China Tin Group | 20 000 |
Čína | Těžba Hunan Chenzhou | 20 000 |
Čína | Shenyang Huachang Antimony | 15 000 |
Rusko | GeoProMining | 6500 |
Kanada | Beaver Brook | 6 000 |
Jižní Afrika | Konsolidovaný Murchison | 6 000 |
Myanmar | rozličný | 6 000 |
Tádžikistán | Unzob | 5500 |
Bolívie | rozličný | 5 460 |
Austrálie | Zdroje Mandalay | 2750 |
krocan | Cengiz & Özdemir Antimuan Madenleri | 2400 |
Kazachstán | Kazzinc | 1 000 |
Thajsko | neznámý | 600 |
Kyrgyzstán | Kadamdzhai | 500 |
Laos | SRS | 500 |
Mexiko | USA Antimon | 70 |
Rezervy
Země | Rezervy (tuny obsahu antimonu) |
% z celkového počtu |
---|---|---|
Čínská lidová republika | 950 000 | 47,81 |
Rusko | 350 000 | 17,61 |
Bolívie | 310 000 | 15,60 |
Austrálie | 140 000 | 7.05 |
Spojené státy | 60 000 | 3,02 |
Tádžikistán | 50 000 | 2,52 |
Jižní Afrika | 27 000 | 1,36 |
Ostatní země | 100 000 | 5,03 |
Totální svět | 1 987 000 | 100,0 |
Produkční proces
Těžba antimonu z rud závisí na kvalitě a složení rudy. Většina antimonu se těží jako sulfid; rudy nižší kvality se koncentrují pěnovou flotací , zatímco rudy vyšší jakosti se zahřívají na 500–600 ° C, což je teplota, při které se stibnit taví a odděluje se od minerálů gangu . Antimon lze izolovat ze surového sulfidu antimonitého redukcí železným šrotem:
-
Sb
2S
3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS
Sulfid se převede na oxid; produkt se poté praží, někdy za účelem odpaření těkavého oxidu antimonu (III), který se izoluje. Tento materiál se často používá přímo pro hlavní aplikace, přičemž nečistotami jsou arsen a sulfid. Antimon je izolován z oxidu karbotermickou redukcí:
- 2 Sb
2Ó
3+ 3 C → 4 Sb + 3 CO
2
Rudy nižší kvality jsou redukovány ve vysokých pecích, zatímco rudy vyšší kvality jsou redukovány v dozvukových pecích .
Riziko dodávek a kritické hodnocení minerálů
Antimon je v evropských a amerických seznamech rizik týkajících se kritičnosti prvku, který udává relativní riziko pro dodávky chemických prvků nebo skupin prvků nezbytných k udržení současné ekonomiky a životního stylu, trvale v evropských a amerických seznamech rizik .
Vzhledem k tomu, že většina antimonu dováženého do Evropy a USA pochází z Číny, je pro dodávku rozhodující čínská produkce. Jak Čína reviduje a zvyšuje standardy kontroly životního prostředí, produkce antimonu je stále více omezována. V posledních letech navíc čínské vývozní kvóty na antimon klesaly. Tyto dva faktory zvyšují riziko nabídky pro Evropu i USA.
Evropa
Podle seznamu rizik BGS 2015 je antimon zařazen na druhé nejvyšší místo (po prvcích vzácných zemin) v indexu relativního rizika nabídky. To naznačuje, že v současné době má druhé nejvyšší riziko pro dodávky chemických prvků nebo skupin prvků, které mají pro britskou ekonomiku a životní styl ekonomickou hodnotu. Ve zprávě zveřejněné v roce 2014 (která revidovala původní zprávu zveřejněnou v roce 2011) byl navíc antimon identifikován jako jedna z 20 kritických surovin pro EU. Jak je vidět na obrázku xxx, antimon si udržuje vysoké riziko dodávek vzhledem k jeho ekonomickému významu. 92% antimonu se dováží z Číny, což je výrazně vysoká koncentrace produkce.
NÁS
V USA bylo provedeno mnoho analýz s cílem definovat, které kovy by měly být nazývány strategickými nebo kritickými pro bezpečnost národa. Přesné definice neexistují a názory na to, co představuje strategický nebo kritický minerál americké bezpečnosti, se rozcházejí.
V roce 2015 se v USA nevytěžoval žádný antimon, kov se dováží. V období 2011–2014 pocházelo 68% amerického antimonu z Číny, 14% z Indie, 4% z Mexika a 14% z jiných zdrojů. V současné době nejsou k dispozici žádné veřejně známé vládní zásoby.
Americký „Podvýbor pro kritické a strategické dodavatelské řetězce nerostů“ prověřil 78 nerostných zdrojů v letech 1996 až 2008. Zjistil, že malá podskupina nerostů včetně antimonu trvale spadá do kategorie potenciálně kritických nerostů. V budoucnu bude provedeno druhé posouzení nalezené podskupiny minerálů za účelem identifikace, které by mělo být definováno jako významné riziko a kritické pro zájmy USA.
Aplikace
Asi 60% antimonu se spotřebovává v retardérech hoření a 20% se používá ve slitinách pro baterie, kluzná ložiska a pájky.
Retardéry hoření
Antimon se používá hlavně jako oxid pro nehořlavé sloučeniny , vždy v kombinaci s halogenovanými retardéry hoření, s výjimkou polymerů obsahujících halogen. Účinek oxidu uhelnatého zpomalujícího hoření je způsoben tvorbou halogenovaných sloučenin antimonu, které reagují s atomy vodíku a pravděpodobně také s atomy kyslíku a radikály OH, čímž brání vzniku ohně. Trhy pro tyto zpomalovače hoření zahrnují dětské oblečení, hračky, letadla a potahy sedadel automobilů. Jsou také přidávány do polyesterových pryskyřic do sklolaminátových kompozitů pro takové položky, jako jsou kryty motorů lehkých letadel. Pryskyřice bude hořet v přítomnosti externě generovaného plamene, ale zhasne, když je odstraněn vnější plamen.
Slitiny
Antimon tvoří s olovem velmi užitečnou slitinu , která zvyšuje jeho tvrdost a mechanickou pevnost. Pro většinu aplikací zahrnujících olovo se jako legující kov používají různá množství antimonu. U olověných baterií tento přídavek zlepšuje pevnost desky a nabíjecí vlastnosti. U plachetnic se používají olověné kýly k zajištění správného momentu, v rozsahu od 600 liber do více než 200 tun pro největší plachetní superjachty; ke zlepšení tvrdosti a pevnosti v tahu olovnatého kýlu se antimon mísí s olovem mezi 2% a 5% objemu. Antimon se používá v slitinách, které snižují tření (jako je kov Babbitt ), v kulkách a olověných brokech , plášti elektrických kabelů , typových kovů (například pro linotypové tiskové stroje), pájce (některé „ bezolovnaté “ pájky obsahují 5% Sb), v cínových a tvrdnoucích slitinách s nízkým obsahem cínu při výrobě varhanních píšťal .
Další aplikace
Tři další aplikace spotřebovávají téměř veškerou světovou nabídku. Jedna aplikace je jako stabilizátor a katalyzátor pro výrobu polyethylentereftalátu . Další je jako čisticí činidlo k odstranění mikroskopických bublin ve skle , většinou pro televizní obrazovky - ionty antimonu interagují s kyslíkem, čímž potlačují jeho tendenci vytvářet bubliny. Třetí aplikací jsou pigmenty.
Antimon je stále častěji používán v polovodičích jako dopant v křemíkových destičkách typu n pro diody , infračervené detektory a zařízení s Hallovým efektem . V padesátých letech byly vysílače a kolektory tranzistorů ze slitiny npn dopovány malými kuličkami slitiny olovo -antimon. Antimonid india se používá jako materiál pro infračervené detektory .
Biologie a medicína mají pro antimon jen málo využití. Léčiva obsahující antimon, známá jako antimoniály , se používají jako emetika . Jako antiprotozoální léčiva se používají sloučeniny antimonu . Antimonyl tartrát draselný nebo emetikum zubního kamene byl kdysi používán jako anti- schistosomální lék od roku 1919. Následně byl nahrazen praziquantelem . Antimon a jeho sloučeniny se používají v několika veterinárních přípravcích, jako je antiomalin a thiomalát lithného antimonu, jako kožní kondicionér u přežvýkavců . Antimon má vyživující nebo kondicionační účinek na keratinizované tkáně u zvířat.
Léky na bázi antimonu, jako je megluminový antimoniát , jsou také považovány za léky volby pro léčbu leishmaniózy u domácích zvířat . Kromě nízkých terapeutických indexů mají léky minimální penetraci do kostní dřeně , kde sídlí někteří z amastigotů Leishmanie , a vyléčení nemoci - zejména viscerální formy - je velmi obtížné. Elementární antimon jako antimonová pilulka byl kdysi používán jako lék. Mohlo by to být znovu použito ostatními po požití a vyloučení.
Sulfid antimonu (III) se používá v hlavách některých bezpečnostních zápasů . Sulfidy antimonu pomáhají stabilizovat koeficient tření v materiálech automobilových brzdových destiček. Antimon se používá v kulkách, sledovačích střel, barvách, sklářském umění a jako zakalovač ve smaltu . Antimony-124 se používá společně s beryliem v neutronových zdrojích ; jsou gama paprsky vyzařované antimon-124 iniciovat photodisintegration berylia. Vyzařované neutrony mají průměrnou energii 24 keV. Při spouštění zdrojů neutronů se používá přírodní antimon .
Historicky byl prášek získaný z drceného antimonu ( kohl ) aplikován do očí kovovou tyčí a s pliváním, o kterém si starověci mysleli, že pomáhá při léčbě očních infekcí. Tato praxe je stále k vidění v Jemenu a v dalších muslimských zemích.
Opatření
Účinky antimonu a jeho sloučenin na lidské zdraví a životní prostředí se velmi liší. Elementární kov antimonu neovlivňuje zdraví lidí a životního prostředí. Vdechování oxidu antimonitého (a podobných špatně rozpustných prachových částic Sb (III), jako je antimonový prach) je považováno za škodlivé a je podezření, že způsobuje rakovinu. Tyto účinky jsou však pozorovány pouze u samic potkanů a po dlouhodobém vystavení vysokým koncentracím prachu. Předpokládá se, že účinky jsou přičítány vdechování špatně rozpustných částic Sb, což vede ke zhoršení plicní clearance, přetížení plic, zánětu a nakonec tvorbě nádoru, nikoli k expozici iontům antimonu (OECD, 2008). Chloridy antimonu jsou pro kůži leptavé. Účinky antimonu nejsou srovnatelné s účinky arsenu; to může být způsobeno významnými rozdíly v příjmu, metabolismu a vylučování mezi arsenem a antimonem.
Pro orální absorpci doporučil ICRP (1994) hodnoty 10% pro zubní kámen a 1% pro všechny ostatní sloučeniny antimonu. Dermální absorpce kovů se odhaduje maximálně na 1% (HERAG, 2007). Inhalační absorpce oxidu antimonitého a dalších špatně rozpustných látek Sb (III) (jako je antimonový prach) se odhaduje na 6,8% (OECD, 2008), zatímco pro látky Sb (V) je odvozena hodnota <1%. Antimon (V) není v buňce kvantitativně redukován na antimon (III) a oba druhy existují současně.
Antimon se z lidského těla vylučuje hlavně močí. Antimon a jeho sloučeniny nezpůsobují akutní účinky na lidské zdraví, s výjimkou tartrátu antimonu a draslíku („zubní kámen“), což je proléčivo, které se záměrně používá k léčbě pacientů s leishmaniózou .
Dlouhodobý kontakt pokožky s antimonovým prachem může způsobit dermatitidu. Na úrovni Evropské unie však bylo dohodnuto, že pozorované kožní vyrážky nejsou specifické pro látku, ale pravděpodobně kvůli fyzickému zablokování potních kanálků (ECHA/PR/09/09, Helsinki, 6. července 2009). Antimonový prach může být také výbušný, když je rozptýlen ve vzduchu; když v sypké pevné látce není hořlavý.
Antimon není kompatibilní se silnými kyselinami, halogenovanými kyselinami a oxidačními činidly; když je vystaven nově vytvořenému vodíku, může vytvářet stibin ( SbH 3 ).
8-hodinový časově vážený průměr (TWA) je nastavena na 0,5 mg / m 3, podle amerického Konference hygieniků a podle správy bezpečnosti a ochrany zdraví (OSHA) jako právní omezení přípustné expozice (PEL) na pracovišti . Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví (NIOSH) stanovila omezení doporučená expozice (REL), 0,5 mg / m 3, za 8 hodin TWA.
Sloučeniny antimonu se používají jako katalyzátory pro výrobu polyethylentereftalátu (PET). Některé studie uvádějí menší vyluhování antimonu z PET lahví do kapalin, ale jejich hladiny jsou pod pokyny pro pitnou vodu. Koncentrace antimonu v koncentrátech ovocných šťáv byly o něco vyšší (až 44,7 µg/l antimonu), ale šťávy nespadají pod předpisy o pitné vodě. Pokyny pro pitnou vodu jsou:
- Světová zdravotnická organizace : 20 µg/l
- Japonsko: 15 µg/l
- Spojené státy Agentura pro ochranu životního prostředí , Health Canada a Ontario Ministerstvo životního prostředí: 6 µg/L
- Federální ministerstvo životního prostředí EU a Německa: 5 µg/L
Tolerovatelný denní příjem (TDI) navržený, který je 6 ug antimonu na kilogram tělesné hmotnosti. Bezprostředně ohrožují život nebo zdraví hodnota (IDLH) pro antimonu je 50 mg / m 3 .
Toxicita
Některé sloučeniny antimonu se zdají být toxické, zejména oxid antimonitý a vinan antimonitý. Účinky mohou být podobné otravě arsenem. Expozice na pracovišti může způsobit podráždění dýchacích cest, pneumokoniózu , skvrny od antimonu na kůži, gastrointestinální symptomy a srdeční arytmie. Oxid antimonitý je navíc potenciálně karcinogenní pro člověka.
Po inhalační, orální nebo dermální expozici antimonu a sloučenin antimonu byly u lidí a zvířat pozorovány nežádoucí účinky na zdraví. K toxicitě antimonu obvykle dochází buď v důsledku expozice na pracovišti, během terapie nebo z náhodného požití. Není jasné, zda se antimon může dostat do těla kůží. Přítomnost nízkých hladin antimonu ve slinách může být také spojena se zubním kazem .
Viz také
Poznámky
Reference
Bibliografie
- Endlich, FM (1888). „O některých zajímavých odvozeninách minerálních jmen“ . Americký přírodovědec . 22 (253): 21–32 [28]. doi : 10,1086/274630 . JSTOR 2451020 .
- Edmund Oscar von Lippmann (1919) Entstehung und Ausbreitung der Alchemie, teil 1. Berlín: Julius Springer (v němčině).
- Prohlášení o veřejném zdraví pro antimony