Antimoon (Sb) — chemisch element: eigenschappen, toepassingen & feiten
Leer alles over Antimoon (Sb): eigenschappen, toepassingen, toxiciteit, gebruik en verrassende feiten over dit blauwgrijze element (atoomnummer 51).
Antimoon is een chemisch element. Het heeft het chemische symbool Sb. Het symbool Sb komt van de Latijnse naam "stibium" voor het element. Het heeft atoomnummer 51. De atoommassa is 121,8. Het is een blauwgrijs element dat enigszins giftig is.
Algemene eigenschappen
- Periode en groep: Antimoon staat in periode 5 en wordt meestal beschouwd als een metalloïde (halfmetaal).
- Elektronenconfiguratie: [Kr] 4d10 5s2 5p3.
- Fysische eigenschappen: doorgaans een bros, staalgrijs glanzend vast met een dichtheid rond 6,7 g/cm³; smeltpunt ≈ 630 °C; kookpunt ≈ 1587 °C.
- Oxidatietoestanden: belangrijkste positieve toestanden zijn +3 en +5; antimoniden kunnen het -3-toestel bevatten.
- Stabiele isotopen: 121Sb en 123Sb zijn de twee stabiele isotopen.
Voorkomen en winning
Antimoon komt op aarde niet vrij voor in grote hoeveelheden als element, maar komt vooral voor in mineralen. De belangrijkste ertssorte is stibniet (Sb2S3). Grote producenten van antimoonerzen zijn landen als China (wereldwijd grootste producent), Rusland, Bolivia en enkele andere mijnbouwlanden. Winning gebeurt meestal door het roosteren van ertsen om het sulfide te oxideren en daarna reductie (bijvoorbeeld met koolstof) of middels andere metallurgische processen om het metaal of antimoniumoxide (Sb2O3) te verkrijgen.
Chemische eigenschappen en verbindingen
- Oxiden: belangrijke oxiden zijn antimontrioxide (Sb2O3) en antimonpentoxide (Sb2O5). Sb2O3 is industrieel zeer belangrijk als beginstof voor andere verbindingen en als vlamvertrager.
- Halogeniden: SbCl3 en SbCl5 zijn voorbeelden; deze reageren met water en organische reagentia en worden in de synthese gebruikt.
- Antimoniden: binaire verbindingen met metalen, bijvoorbeeld InSb en GaSb, zijn halfgeleiders met toepassingen in elektronica en infrarooddetectoren.
- Organische antimonverbindingen: worden gebruikt als katalysatoren en hebben in het verleden ook medische toepassingen gehad (antimonials tegen parasitaire ziekten), maar zijn vaak toxisch.
Toepassingen
- Vlamvertragers: antimontrioxide (Sb2O3) wordt veel gebruikt samen met halogeenhoudende vlamvertragers om brandvertragingseigenschappen in kunststoffen te verbeteren.
- Legeringen: kleine hoeveelheden antimoon worden toegevoegd aan lood (voor accu’s, pijpzink, loodgieterslegeringen) om hardheid en mechanische sterkte te verhogen. Ook in sommige tinlegeringen (bijv. pewter) komt antimoon voor.
- Halfgeleiders en elektronica: binaire verbindingen zoals InSb en GaSb worden gebruikt in infrarooddetectors en andere elektronische componenten; antimoon zelf kan als dopingelement in silicium gebruikt worden (n-type dopant).
- Glas en keramiek: bepaalde antimonverbindingen worden gebruikt als decoloriserend middel of om specifieke optische eigenschappen te bereiken.
- Medische historie: antimonverbindingen (zogenaamde antimonials) werden vroeger gebruikt als geneesmiddelen tegen parasitaire infecties zoals leishmania; vanwege de toxiciteit zijn veel van deze toepassingen vervangen door veiligere medicijnen.
Gezondheid en milieu
Antimoon en veel van zijn verbindingen zijn enigszins toxisch. Blootstelling kan irritatie van ogen, huid en luchtwegen geven; bij hogere of langdurige blootstelling kunnen misselijkheid, braken en longproblemen optreden. Antimontrioxide is door IARC ingedeeld als mogelijk carcinogeen voor de mens (groep 2B), wat aandacht vereist bij productie en gebruik.
Op de werkplek zijn maatregelen zoals stofafzuiging, persoonlijke beschermingsmiddelen en medische controle belangrijk. In het milieu kan antimoon uit industriële bronnen in bodem en water terechtkomen; het accumuleert minder sterk in organismen dan sommige andere metalen, maar kan toch ecotoxicologische effecten hebben. Recycling van lood-antimoonlegeringen en beperking van emissies zijn belangrijk voor het verminderen van milieu-impact.
Geschiedenis en etymologie
De naam komt van het Latijnse stibium (vandaar het symbool Sb). Antimoon is al sinds de oudheid bekend in de vorm van het mineraal stibniet, dat in Egyptische en Mesopotamische culturen gebruikt werd als oogmake-up (kohl). De moderne chemische karakterisering en isolatie van het metaal ontwikkelden zich in de 18e en 19e eeuw.
Praktische veiligheidsaanbevelingen
- Werk in goed geventileerde ruimten en gebruik afzuiging bij bewerking van antimoonderivaten.
- Draag geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen (handschoenen, bril, masker) bij contact of stofvorming.
- Volg lokale regelgeving voor opslag, transport en verwijdering van antimonverbindingen.
Korte feiten
- Symbool: Sb
- Atoomnummer: 51
- Atoommassa: ca. 121,8 u (vaak weergegeven als ≈ 121,76 u)
- Toepassingen: vlamvertragers (Sb2O3), legeringen, halfgeleiders, glas- en keramiekadditieven
- Giftigheid: matig giftig; antimontrioxide mogelijk carcinogeen
Antimoon is een veelzijdig element met zowel industriële waarde als gezondheids- en milieuzorgen. Correcte omgang, beperking van emissies en recycling zijn belangrijk bij het gebruik ervan.
Antimoon kristal
Eigenschappen
Fysieke eigenschappen
Antimoon heeft vier allotropen. De gewone allotroop van antimoon is een blauw-witte metalloïde. In poedervorm ziet het er zwart uit. Het is bros, zacht en glanzend. Geel en zwart antimoon zijn onstabiele niet-metalen. Geel antimoon komt alleen voor bij zeer koude temperaturen. Het wordt gemaakt door oxidatie van stibine. Het verandert in zwart antimoon als er licht op schijnt of als het warmer is. Zwart antimoon wordt gewoonlijk gemaakt door metallisch antimoon te verhitten tot het kookt en dan de dampen zeer snel af te koelen. Het kan spontaan ontbranden (zonder ontstekingsbron zoals een vonk of een vlam). Het corrodeert ook gemakkelijk. Er is een andere explosieve vorm van antimoon die wordt gemaakt door elektrolyse van antimoontrichloride. Dit antimoon explodeert wanneer het overgaat in de metaalvorm. Er is geen chemische reactie; de atomen in het antimoonkristal herschikken zichzelf. Wanneer over antimoon wordt gesproken, wordt gewoonlijk de blauwwitte metalloïde vorm bedoeld, omdat die het meest voorkomt.
Antimoon komt van nature voor als twee stabiele (niet radioactieve) isotopen. Sb- 123 en Sb-121
Chemische eigenschappen
Antimoon is een weinig reactief element. Het lost niet gemakkelijk op in zuren. Het kan oplossen in oxiderende zuren zoals salpeter- of zwavelzuur. Het corrodeert niet gemakkelijk in lucht, hoewel de zwarte allotroop wel kan corroderen. Antimoon verbrandt in lucht tot antimoontrioxide. In overtollige lucht verbrandt het tot antimoontetroxide.
Chemische verbindingen
Antimoon vormt chemische verbindingen in drie oxidatietoestanden: -3, +3 en +5. -3-verbindingen worden antimoniden genoemd. Ze worden gemaakt door antimoon te laten reageren met andere metalen. Ze reageren met zuren om het giftige en onstabiele gas stibine te maken. +3 verbindingen komen het meest voor. Het zijn zwakke oxidatiemiddelen. Ze zijn enigszins covalent en hebben een laag smeltpunt. Antimoontrichloride is een kleurloze en zachte vaste stof met een sterke geur. Antimoontrioxide is een witte vaste stof die een beetje oplost in water. De andere antimoon(III)halogeniden reageren allemaal met water, behalve antimoontrifluoride. +5 verbindingen zijn sterke oxidatiemiddelen. Antimoonpentafluoride is zeer reactief, evenals antimoonpentoxide.
-3 verbindingen
-3 verbindingen zijn reductiemiddelen. De antimoniden hebben eigenschappen tussen legeringen en zouten in.
- Aluminiumantimonide, zwarte vaste stof
- Antimonide, het Sb3- ion
- Stibine, onstabiel kleurloos gas dat ontstaat wanneer antimoniden reageren met zuren
- Zinkantimonide, grijze vaste stof
+3 verbindingen
+3-verbindingen zijn zwakke oxidatiemiddelen. Ze zijn covalent. De meeste zijn kleurloze of lichtgele vaste stoffen. Het zijn de meest voorkomende antimoonverbindingen.
- Antimoontribromide, kleurloze vaste stof, reageert met water
- Antimoontrichloride, kleurloze of lichtgele zachte vaste stof, reageert met water
- Antimoontrifluoride, lichtgrijze vaste stof, lost op in water
- Antimoontriiodide, gele vaste stof, reageert met water
- Antimoontrioxide, witte vaste stof, meest voorkomende antimoonverbinding
- Antimoontrisulfide, grijze vaste stof, brandbaar
Gemengde oxidatietoestand
Antimoontetroxide heeft antimoon in zowel de +3 als de +5 oxidatietoestand.
+5 verbindingen
+5 verbindingen zijn sterke oxidatiemiddelen. Ze zijn zeldzaam.
- Antimoonpentachloride, lichtgele vloeistof
- Antimoonpentafluoride, kleurloze olieachtige vloeistof
- Antimoonpentoxide, gele vaste stof
Poedervormig antimoon
Antimoontrioxide
Antimoontrichloride
Antimoonsulfide
Geschiedenis
Antimoonsulfide was al lang bekend. In Egypte en Chaldea werden dingen gevonden die met antimoon bedekt en van antimoon gemaakt waren. De eerste keer dat antimoon in Europa werd genoemd was in 1540. Het eerste inheemse antimoon werd gevonden in Zweden in 1783. Antimoonsulfide en antimoon werden in de oudheid soms door elkaar gehaald. Er is een vraag over wat "stibium", de oorspronkelijke naam van antimoon, betekende.
Voorval
Antimoon komt niet veel voor. Het wordt ongeveer even vaak gevonden als thallium. Het is echter vrij gemakkelijk te verkrijgen en zit in veel mineralen. Antimoon wordt soms als element gevonden, maar meestal als stibniet, een antimoonsulfidemineraal. Stibniet is het belangrijkste erts van antimoon. China is de grootste producent van antimoon; het maakt 84% van al het antimoon. Andere landen die antimoon maken zijn Zuid-Afrika, Bolivia en Kirgizië. Antimoon wordt niet gebruikt in het menselijk lichaam.
Stibniet, een antimoon sulfide mineraal
Productie
Antimoon wordt gemaakt van stibniet door het te verhitten met lucht. Hierdoor ontstaat antimoontrioxide. Omdat het zo heet wordt, verdampt het antimoontrioxide. Andere metaaloxiden in het stibnieterts verdampen niet. Het antimoontrioxidegas wordt gecondenseerd in een vat. Het antimoontrioxide wordt vervolgens met koolstof verhit tot kooldioxide en antimoon. Een andere manier om antimoon te maken is stibniet te verhitten met oud ijzer. Dit maakt ijzer(II)sulfide en antimoon. Het antimoon wordt afgescheiden en gebruikt.
Gebruikt
Ongeveer de helft van alle antimoon wordt gebruikt om antimoontrioxide te maken voor brandbeveiliging.
Het maakt een legering met lood. Deze legering, 5% antimoon en 95% lood, is harder dan zuiver lood. Het wordt gebruikt in loodaccu's, en ook in sommige andere dingen. Het wordt als legering met lood gebruikt in de pijpen van pijporgels. In tin zit antimoon. Sommige soorten loodvrij soldeer bevatten antimoon. Het wordt als legering met lood gebruikt in munitie voor kleine wapens en ook in de bekleding van kabels. Het wordt ook gebruikt in sommige legeringen die zeer weinig wrijving hebben, zoals Babbitt-metaal.
Een andere toepassing is als katalysator voor het maken van sommige kunststoffen. Antimoon(III)oxide wordt toegevoegd aan glas om bellen te verwijderen voor bijvoorbeeld televisieschermen. Antimoon wordt gebruikt als doteermiddel in elektronica. Sommige antimoonverbindingen werden gebruikt als medicijn om protozoën te doden. De antimoonpil was een brok antimoon dat verondersteld werd ziekten te genezen. Het wordt gebruikt in geneesmiddelen voor huisdieren. Antimoonsulfide wordt gebruikt in lucifers.
Veiligheid
Antimoon is giftig. De toxiciteit is vergelijkbaar met die van arseen, hoewel het minder giftig is dan arseen. Het inademen van antimoonstof kan zeer gevaarlijk zijn. Antimoon reageert met sterke oxidatiemiddelen. Kleine hoeveelheden antimoon komen uit plastic flessen waar antimoon als katalysator is gebruikt. Sommige mensen waren bezorgd dat er te veel antimoon uit kwam.
| · v · t · e | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Controle door de autoriteit |
Zoek in de encyclopedie