Antimoniu

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51
Sb
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla enantada
Sb,51.jpg
Gris plateado
Información xeneral
Nome, símbolu, númberu Antimoniu, Sb, 51
Serie química Metaloides
Grupu, periodu, bloque 15, 5, p
Configuración electrónica [Kr]4d105s25p3
Durez Mohs 3
Electrones per nivel 2, 8, 18, 18, 5
Propiedaes atómiques
Radiu mediu 145 pm
Electronegatividá 2,05 (Pauling)
Radiu atómicu (calc) 133 pm (Radiu de Bohr)
Radiu covalente 138 pm
Radiu de van der Waals Ensin dato pm
Estáu(aos) d'oxidación ±3, 5
Óxidu acidez media
Propiedaes físiques
Estáu ordinariu Sólidu
Densidá 6697 kg/m3
Puntu de fusión 903,78 K (631 °C)
Puntu d'ebullición 1860 K (1587 °C)
Entalpía de vaporización 77,14 kJ/mol
Entalpía de fusión 19,87 kJ/mol
Presión de vapor 2,49 × 10-9 Pa a 6304 K
Varios
Estructura cristalina romboédrica
N° CAS 7440-36-0
N° EINECS 231-146-5
Conductividá térmica 24,3 W/(m·K)
Velocidá del soníu Ensin datos m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículu principal: Isótopos del antimoniu
iso AN Periodu MD Ed PD
MeV
121Sb Estable con 70 neutrones
123Sb Estable con 72 neutrones
125Sb 2,7582 a 0,767 125Te
Valores nel SI y condiciones normales de presión y temperatura, sacante que se diga lo contrario.
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El antimoniu ye un elementu químicu de númberu atómicu 51 asitiáu nel grupu 15 de la tabla periódica de los elementos. El so nome y abreviatura (Sb) vien de estibio, términu güei yá en desusu, que de la mesma procede del llatín stibium ("Bancu de sable gris brillante"), d'onde se deriva la palabra estibio.[note 1]

Esti elementu semimetálico tien cuatro formes alotrópicas. Na so forma estable ye un metal blanco azuláu. L'antimoniu negro y el mariellu son formes non metáliques inestables. Principalmente emplégase en aleaciones metáliques y dalgunos de los sos compuestos pa dar resistencia contra'l fueu, en pintures, cerámiques, esmaltes, vulcanización del cauchu y fueos artificiales.

Característiques principales[editar | editar la fonte]

L'antimoniu na so forma elemental ye un sólidu cristalín, fundible, argayadizu, blancu plateado que presenta una conductividá eléctrico y térmico baxa y se evapora a baxes temperatures. Esti elementu semimetálico paecer a los metales nel so aspeutu y propiedaes físiques, pero pórtense químicamente como un non metal. Tamién puede ser atacáu por ácidos oxidantes y halóxenos.

Les estimaciones sobre la bayura d'antimoniu na corteza terrestre van dende 0,2 a 0,5 ppm. L'antimoniu ye calcófilu, presentándose con azufre y con otros metales como chombu, cobre y plata.[1]

Aplicaciones[editar | editar la fonte]

L'antimoniu tien una creciente importancia na industria de semiconductores na producción de diodos, detectores infrarroxos y dispositivos de efectu Hall.[2]

Usáu como aleante, esti semimetal amonta enforma la durez y resistencia a esfuerzos mecánicos de l'aleación. Tamién s'emplega en distintes aleaciones como peltre, metal antifricción (aleado con estañu), metal inglés (formáu por cinc y antimoniu), etc.[3]

Delles aplicaciones más específiques:

Compuestos d'antimoniu en forma d'óxidos, sulfuros, antimoniatos y halogenuros d'antimoniu emplegar na fabricación de materiales resistentes al fueu, esmaltes, vidrios, pintures y cerámiques.[8] El trióxidu d'antimoniu ye'l más importante y úsase principalmente como retardante de llapada.[9] Estes aplicaciones como retardantes de llapada entienden distintos mercaos como ropa, xuguetes, o cubiertes d'asientos.[10][11]

Usos metálicos[editar | editar la fonte]

Mineral d'antimoniu.

Desque la batería eléctrica de chombu y ácidu foi desenvuelta nel sieglu XIX, foi en gran midida la batería secundaria (o recargable) más importante por tol mundu. Úsase en vehículos de motor, o como bateríes industriales.

Les bateríes eléctriques industriales inclúin les bateríes d'acumuladores de tracción n'el locomotores de les mines, carros del golf, y asina sucesivamente, bateríes de "enerxía d'emerxencia". L'antimoniu n'aleación col chombu ye usáu pa ciertes pieces d'el acumuladores eléctricos pa les cualos la resistencia al escomiu ye necesaria.

L'antimoniu ye un componente menor pero importante de munches soldadures nidies, que son les soldadures que funden en temperatures debaxo del 625 K. Estes soldadures pueden contener ente 0,5 y 3% d'antimoniu. La función del antimoniu nestes soldadures ye consolidar la soldadura y suprimir la formación del alótropos d'estañu a baxes temperatura, lo que degradaría d'otra manera la integridá estructural de los empalmes soldaos nes temperatures debaxo del puntu de la transición de fase (289 K). L'antimoniu utilizóse como un endurecedor pal chombu usáu na munición.

N'Estaos Xuníos el so usu se confina en gran parte a la fabricación de bales y perdigones. La contaminación de l'agua soterraño, del suelu y de la cadena trófica col tóxicu chombu al antimoniu esmoleció per munchos años, y les regulaciones ambientales conducieron al reemplazu del chombu al antimoniu con una aleación de tungsteno.

Les aleaciones de chombu que contienen cerca del 2 al 8% d'antimoniu son resistentes al usu atmosféricu y l'escomiu polo que son utilizaes na construcción de canales y barreres del mugor. Na industria químico, les aleaciones que contienen a partir 4 a 15 % d'antimoniu apurren la protección contra dellos estaos líquidos de los productos químicos, especialmente del ácidu sulfúricu o del azufre. Aleado con bismutu, chombu y estañu, l'antimoniu ye un componente de delles de les aleaciones fusibles usaes en dispositivos de seguridá de fueu. El metal que s'emplega pa la fabricación de calteres y demás material tipográfico llograr con una aleación de chombu, antimoniu y estañu. El chombu usar pola fácil fusión y por que l'aleación sía dúctil y compacta. L'antimoniu sirve pa dar más resistencia al metal con cuenta de nun s'entartalle tan fácilmente mientres les repitíes y numberoses tiraes. Les aleaciones son diverses, según los tamaños de los tipos y l'usu a que se destinen.

Asina que pa la fabricación del metal destináu a blancos, suelse usar l'aleación siguiente, denominada ordinaria: 75 partes de chombu, 20 partes d'antimoniu y 5 partes d'estañu. Cantidaes pequeñes d'antimoniu de gran pureza utilizar nos videu discos (DVD).

Usos non metálicos[editar | editar la fonte]

La punta de los fósforos de seguridá contien trisulfuro d'antimoniu. La combustión ye una reacción exotérmica caltenida polos radicales llibres internamente xeneraos y el calor radiante. Los retardadores con halóxenu de la llapada actúen interfiriendo col mecanismu de cadena radical na fase de gas (la llapada). Cuando son utilizaos por sigo mesmos, los retardadores de la llapada del halóxenu tienen d'utilizase en cantidaes bien grandes. Esti problema ye evitáu amestando'l trióxidu del antimoniu, que trabaya de forma conxunta colos halóxenos, amenorgando la cantidá necesaria de retardante de llapada y amenorgando tamién el costu del tratamientu total. El mecanismu del trabayu conxuntu del antimoniu y los halóxenos intentóse esplicar de delles maneres, pero nenguna ye definitiva.

Munchos plásticos comunes son susceptibles a la degradación pol calor y la lluz ultravioleta (UV) y débense protexer mientres la vida de serviciu los productos fechos d'ellos pola adición de compuestos conocíos como estabilizadores. L'antimoniu foi utilizáu dende los años 1950 como estabilizador de calor eficaz pal PVC, especialmente nes formes ríxides del plásticu.

El trióxidu d'antimoniu utilízase como catalizador na polimerización del PET, que ye un plásticu usáu nes botelles, películes, acondicionamientu de los alimentos, y munchos otros productos. Los compuestos del antimoniu, xuntu col dióxidu de xermaniu, son los catalizadores preferíos pa PET.

El dióxidu de xermaniu da un productu con una tresparencia meyor que l'antimoniu, pero que ye demasiáu costosu pa munches aplicaciones del PET. El trióxidu d'antimoniu ye utilizáu tamién como pigmentu blancu pa les pintures esteriores, onde la so resistencia a la gastadura pola acción atmosférica fíxo-y l'oxetu de valor, sicasí, al afayase la so capacidá tóxica'l trióxidu d'antimoniu foi suplantáu pol dióxidu de titaniu (TiO2).

Inda s'utiliza en cantidaes significatives como estabilizador d'el color, onde ye importante caltener intensidá d'el color y evitar el cambéu de la tonalidá, por casu nes pintures marielles usaes pa los autobuses de les escueles (estaunidenses y sudafricanas) y nes rayes marielles aplicaes a los pavimentos del camín.

Los pigmentos conductores de la electricidá del óxidu d'estañu (SnO) con antimoniu introduciéronse n'años recién pa incorporalos nes capes plástiques que protexen los ordenadores y otros componentes electrónicos contra la electricidá estática.

L'antimoniu foi utilizáu en medicina, pola so bones cualidaes expectorantes, eméticas y purgantes. Y llegar a escribir trataos sobre les sos cualidaes médiques. Hasta que decidió declarase lo venenu, de forma oficial, el 3 d'agostu de 1866. En forma de sales d'antimoniu Sb(OH)2Cl (Sbv) o como antimoniu pentavalente, entá se menta como tratamientu inicial contra Leishmaniosis.

Na actualidá l'antimoniu nun tien nengún usu específicu na aeronáutica; sicasí, utilizar nes mesmes situaciones que nel restu de les industries: PET, pintures, soldadures, etc.

Historia[editar | editar la fonte]

Estudios arqueolóxicos y hestóricos indiquen que l'antimoniu y los sos sulfuros fueron usaos polos humanos siquier mientres los postreros 6 milenios. Na antigüedá la antimonita o estibina, Sb2S3, la forma más común de sulfuru d'antimoniu foi'l principal ingrediente del “kohl”, una pasta negro usada polos exipciu ente otros como maquillaxe pa los güeyos.[12][13] Los babilonios conocíen la forma de llograr antimoniu de los sos compuestos y usar como ornamientu pa vasíes.

El alquimista Basil Valentine (1565-1624), presentáu dacuando como'l descubridor del antimoniu, foi'l primeru en describir la estracción d'antimoniu de los sos compuestos nel so tratáu “Triumph Wagens des Antimonij” (El carru triunfal del antimoniu).[14]

El nome antimoniu vien d'una llatinización de la palabra árabe انتيمون ("al-ithmīd"), que de la mesma consistía nuna arabización de la palabra llatina stibium.[15][16][17]

Otres teoríes suxuren qu'antimoniu ye un compuestu de les palabres llatines “anti"(mieu) y “monu” (solo); lo que fadría referencia a la so esistencia na naturaleza de normal como compuestu.[note 2][18][19]

Tres la invención de la imprenta nel sieglu XVI l'antimoniu foi usáu como aleante pa los sellos tipográficos. Al esfrecer, l'antimoniu líquido tien la propiedá escepcional d'espandise mientres se solidifica. D'esta miente consigue rellenar los resquiebros de los moldes, polo que les arestes de les pieces que se llogren son bien afilaes. Por esta razón, usar pa faer tipos d'imprenta. Nel sieglu XIX la so aleación con cinc (metal inglés) foi utilizada nos cubiertos, palmatories y candelabros.

Tres l'inventu del acumulador eléctricu L.A., comprobóse que l'usu de l'aleación de chombu y antimoniu faía durar muncho más a los mesmos. Mientres la Primer Guerra Mundial algamóse un máximu de producción, por cuenta del so usu en armamentística, una y bones esti semimetal aumenta enforma la durez y la fuerza mecánico del chombu y del estañu. Col desenvolvimientu de la industria automovilístico l'usu del antimoniu foi aumentando añu tres d'añu, anque los niveles de la Primer Guerra Mundial nun se volvieron algamar hasta los años 1990.

Antimoniu y ambiente[editar | editar la fonte]

L'antimoniu ye lliberáu al ambiente dende fontes naturales ya industriales. Puede permanecer nel aire xuntáu a partícules bien pequeñes per munchos díes. La mayoría del antimoniu nel aire depositar nel suelu, onde se xunta firmemente a partícules que contienen fierro, manganesu o aluminiu. Altos niveles d'antimoniu nel aire qu'alendamos por periodos bien llongures pueden causar irritación de los güeyos y los pulmones y causar problemes respiratorius, del corazón y del estómagu.

La llende d'esposición ocupacional ye 0,5 mg d'antimoniu por m3 d'aire per un día llaborable de 8 h. El nivel máximu dexáu del antimoniu n'agua potable n'Europa ye 0,006 ppm.

Nel aire urbano, la principal fonte d'antimoniu ye la combustión de combustibles fósiles en vehículos automotores, centrales eléctriques ya incineradores.

L'inventariu tóxicu d'Estaos Xuníos de la Axencia de Protección del Ambiente (GUO) pal periodu a partir de 1993 a 2005 demostró que les plantes industriales de Y. O. A. llanzaron más de 900 t/añu d'antimoniu en toles formes a la tierra y cerca de 25 t/añu a l'agua soterraño. Del antimoniu llanzao a la tierra por industries importantes, los fundidores de cobre primarios suponen cerca de 60 %; fundidores primarios pa otros metales non ferrosos, 20%; fundidores non ferrosos secundarios, 7% y refineríes de petroleu, 2%. El 11% restante atribuyir a la fabricación de dellos productos del antimoniu. El llanzamientu postconsumición del antimoniu de productos refugaos del usu final ye tamién d'importancia.

Hai esmolición, especialmente n'Europa, pola lixiviación de los pigmentos del antimoniu, d'el estabilizadores de calor, y de los retardadores de la llapada de productos refugaos de los plásticos. Estes esmoliciones contribuyeron a un cambéu a'l estabilizadores de calciu-cinc n'Europa y a'l estabilizadores basaos n'estañu n'Estaos Xuníos y el Xapón. Créese que'l país que más antimoniu llanza a l'atmósfera ye China, por cuenta de gran usu que se fai d'esti elementu nesi país, yá que tien les principales mines d'antimoniu del mundu. Sicasí, debíu al réxime políticu nun se tienen datos.

Bayura y llogru[editar | editar la fonte]

L'antimoniu atopar na naturaleza en numberosos minerales, anque ye un elementu pocu abondosu. Anque ye posible atopalo llibre, de normal ta en forma de sulfuros; la principal mena d'antimoniu ye la antimonita (tamién llamada estibina), Sb2S3.[20]

Por aciu el turráu del sulfuru d'antimoniu llógrase óxidu d'antimoniu (III), Sb2O3, que se puede amenorgar con coque pal llogru d'antimoniu.

2Sb2O3 + 3C → 4Sb + 3CO2

Tamién puede llograse por amenorgamientu directu del sulfuru, por casu con chatarra de fierro:

Sb2S3 + 3Fe → 2Sb + 3FES

Compuestos[editar | editar la fonte]

Los sos estaos d'oxidación más comunes son el 3 y el 5.

"Antimoniu crudo" y "crudum" son términos aplicaos al mineral que contien más de 90% d'antimoniu, y al mineral del sulfuru licuado, que ye esencialmente un amiestu del antimoniu-sulfuru que contien 70% o más antimoniu. El metal refinao del antimoniu, ye la forma común estable d'antimoniu.

L'antimoniu mariello o alfa-antimoniu ye producíu pola acción d'ozonu en SbH3 líquidu, -90 °C. Ye amorfu y pocu soluble en disulfuro de carbonu. L'antimoniu mariello ye bien inestable y tresfórmase fácilmente a temperatures cimeres -90 °C n'antimoniu negro, que tamién se puede formar directamente a partir de SbH3 líquidu y osíxenu a -40 °C. L'antimoniu negro aferrúñase bonalmente n'aire y conviértese nel antimoniu romboédrico ordinariu o beta-antimoniu. La cuarta forma alotrópica del antimoniu ye l'antimoniu esplosivo que se forma a partir de la electrólisis del cloruru d'antimoniu.

Esta forma tresformar a 475 K na forma alotrópica más común produciendo una esplosión. Hai estudios qu'intenten demostrar que l'antimoniu mariello ye en realidad antimoniu impuru y nun ye una forma alotrópica verdadera del antimoniu.

Por cuenta de la so durez, fraxilidá, y falta del maleabilidad, l'antimoniu nun tien nenguna aplicación como metal por sigo mesmu sacante les cantidaes pequeñes usaes pa los bastidores ornamentales y los dispositivos de semiconductor. Sicasí, ye un componente de menor importancia en munches aleaciones del chombu y estañu.

La mayoría del antimoniu que s'utiliza nel estáu metálicu, como en bateríes del LA, la cubierta del cable, y dellos otros usos, utilízase como cierta forma de chombu antimonial, que puede contener hasta 25% d'antimoniu, pero contien más comúnmente porcentaxes d'un solu díxitu. L'antimoniu ye tamién un componente de delles aleaciones d'estañu, tales como metal de bretaña, metal antifricción y soldadures d'estañu-antimoniu-plata usada pa ensamblar tubos p'agua potable.

L'antimoniu forma un númberu bien grande de compuestos inorgánicos. Los sulfuros predominen en naturaleza y tán disponibles pal comerciu como minerales procesaos del antimoniu. En términos de les cantidaes producíes, el compuestu sintéticu más importante del antimoniu en gran midida ye'l trióxidu (Sb2O3), que ye utilizáu por sigo mesmu pa delles aplicaciones.

Otros compuestos usaos en cantidaes substanciales son el pentóxido (Sb2O5), el trisulfuro (Sb2S3) y el pentasulfuro (Sb2S5). Estos compuestos utilícense como los retardadores de la llapada, nos pigmentos, estabilizadores del calor y de la radiación nos plásticos y de catalizadores.

Conócense tolos sos trihalogenuros, SbX3, y el pentafluoruru y pentacloruru, SbX5. El trifluoruru emplégase como fluorante. El pentafluoruru xuntu con HSO3F forma un sistema SbF5-FSO3H con propiedaes de superácido. Con estos halogenuros pueden preparar distintos complexos. Conozse l'hidruru SbH3 (estibina), pero ye pocu estable y descomponse con muncha facilidá.

Conozse'l trióxidu d'antimoniu, Sb2O3 y el pentóxido, Sb2O5.

Precuros[editar | editar la fonte]

L'antimoniu y munchos de los sos compuestos son tóxicos, debiéndose tener los mayores cuidaos posibles na so manipulación. Reacciona violentamente con oxidantes fuertes (exemplu: halóxenos, permanganatos alcalinos y nitratos) aniciando riesgu de quema y esplosión. Reacciona en mediu ácidu con hidróxenu naciente produciendo un gas bien tóxico (estibamina). En contactu con ácidos concentraos en caliente, emite gases tóxicos (estibamina). Estos compuestos formar en presencies de metales atacables pol ácidu que se ta usando, como por casu el fierro, polo que nunca tienen d'emplegase oxetos metálicos (recipientes, pinces, etc.) cuando se llimpien con ácidu mineral d'antimoniu.[21][22]

La so temperatura de autoignición ye 900 °C, y el so almacenamientu tien de realizase dixebráu d'alimentos y piensos, oxidantes fuertes, ácidos, sustances reductores.[23][24] Tien de remanase con guantes, gafes protectores.

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. «Antimony Statistics and Information». United States Geological Survey (31 de xineru de 2009). Consultáu'l 15 d'abril de 2009.
  2. (1990) Handbook of semiconductor silicon technology. William Andrew, 473. ISBN 0815512376.
  3. Holmyard, Y. J. (2008). Inorganic Chemistry - A Textbooks for Colleges and Schools, 399–400. ISBN 9781443722537.
  4. Kiehne, Heinz Albert (2003). «Types of Alloys», Battery technology handbook. CRC Press, 60–61. ISBN 9780824742492.
  5. National Research Council (1970). Trends in usage of antimony: report. National Academies, 50.
  6. Williams (2007). Principles of Metallography. Read books, 46–47. ISBN 9781406746716.
  7. Hull, Charles (1992). Pewter. Osprey Publishing, 1–5. ISBN 9780747801528.
  8. Sunan Abu-Dawud (Ahmad Hasan translation). Book 32, Number 4050.
  9. Maiti,, C. K. (2008). Selected Works of Professor Herbert Kroemer. World Scientific, 2008, 101. ISBN 9812709010.
  10. «Thermodynamics and phase diagrams of lead-free solder materials». Journal of Materials Science: Materials in Electronics 18. doi:10.1007/s10854-006-9009-3. 
  11. «Metals Used in Coins and Medals». ukcoinpics.co.uk. Consultáu'l 16 d'ochobre de 2009.
  12. (1998) en Priesner, Claus and Figala, Karin: Alchemie. Lexikon einer hermetischen Wissenschaft (en alemán). München: C.H. Beck.
  13. Pliny, Natural history, 33.33; W.H.S. Jones, the Loeb Classical Library translator, supplies a note suggesting the identifications.
  14. The fragment was presented in a lecture in 1892. One contemporary commented, "we only know of antimony at the present day as a highly brittle and crystalline metal, which could hardly be fashioned into a useful vase, and therefore this remarkable 'find' must represent the lost art of rendering antimony malleable." Moorey, P. R. S. (1994). Ancient Mesopotamian Materials and Industries: the Archaeological Evidence. New York: Clarendon Press, 241.
  15. Albright. «Notes on Egypto-Semitic Etymology. II». The American Journal of Semitic Languages and Literatures 34. http://links.jstor.org/sici?sici=1062-0516%28191807%2934%3A4%3C215%3ANOEEI%3Y2.0.CO%3B2-J. 
  16. Sarton, George. «Review of Al-morchid fi'l-kohhl, ou Le guide d'oculistique, translated by Max Meyerhof» (en francés). Isis 22. http://links.jstor.org/sici?sici=0021-1753%28193502%2922%3A2%3C539%3A%28FOLGD%3Y2.0.CO%3B2-L.  quotes Meyerhof, the translator of the book he is reviewing.
  17. LSJ, s.v., vocalisation, spelling, and declension vary; Endlich, p.28; Celsus, 6.6.6 ff; Pliny Natural History 33.33; Lewis and Short: Latin Dictionary. OED, s. "antimony".
  18. Lippman, p.643-5
  19. other possibilities include Athimar, the Arabic name of the metal, and a hypothetical *as-stimmi, derived from or parallel to the Greek. Endlich, p.28; one of the advantages of as-stimmi would be that it has a whole syllable in common with antimonium.
  20. «Samarium–neodymium isotope systematics of hydrothermal calcites from the Xikuangshan antimony deposit (Hunan, China): the potential of calcite as a geochronometer». Chemical Geology 200. doi:10.1016/S0009-2541(03)00187-6. 
  21. «Elevated antimony concentrations in commercial juices». Journal of Environmental Monitoring (17. February 2010). Consultáu'l 1 de marzu de 2010.
  22. «Fruit juice cancer warning as scientists find harmful chemical in 16 drinks». Daily Mail (1. March 2010). Consultáu'l 1 de marzu de 2010.
  23. Shotyk, W.; Krachler, M.; Chen, B.. «Contamination of Canadian and European bottled waters with antimony from PET containers.». Journal of environmental monitoring : JEM 8. doi:10.1039/b517844b. ISSN 1464-0325. PMID 16470261. 
  24. «London Free Press:». Lfpress.com. Consultáu'l 12 de setiembre de 2008.

Notes[editar | editar la fonte]

  1. Nel Reinu Uníu, la vocal variable /ɵ/ pronúnciase xeneralmente como una schwa [ə]; N'Estaos Xuníos pronúnciase como una omega [oʊ].
  2. L'usu del símbolu "femenín" tamién podría revelar un xuegu de palabres satíricu nesti orixe

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]


antimonio