Otevřít hlavní menu

Antimon, chemická značka Sb, (latinsky Stibium) je polokovový prvek, lidstvu je znám již od starověku. Slouží jako součást různých slitin, používá se ve výrobě elektronických prvků, barviv a keramických materiálů.

Antimon
  [Kr] 4d10 5s2 5p3
  Sb
51
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
↓ Periodická tabulka ↓
Antimony-4.jpg
Obecné
Název, značka, číslo Antimon, Sb, 51
Cizojazyčné názvy lat. Stibium
Skupina, perioda, blok V. A. skupina, 5. perioda, blok p
Chemická skupina Polokovy
Vzhled stříbřitě lesklá šedá
Identifikace
Registrační číslo CAS
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost 121,760
Atomový poloměr 140 pm
Kovalentní poloměr 139±4 pm
Van der Waalsův poloměr 206 pm
Iontový poloměr 76 pm
Elektronová konfigurace [Kr] 4d10 5s2 5p3
Oxidační čísla -III, III, V
Elektronegativita (Paulingova stupnice) 2,05
Ionizační energie
První 834 kJ·mol−1
Druhá 1594,9 kJ·mol−1
Třetí 2440 kJ·mol−1
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava trigonální (bílá)
tetragonální
Mechanické vlastnosti
Hustota (při p.t.) 6.697 
Skupenství pevné
Tvrdost 3,0
Rychlost zvuku (při 20 °C) 3420 m/s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost 24,4 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání 630,63 °C (903,78 K)
Teplota varu 1587 °C (1 860,15 K)
Skupenské teplo tání 19,79 kJ·mol−1
Skupenské teplo varu 193,43 kJ·mol−1
Měrná tepelná kapacita 25,23 J·mol−1·K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Měrný elektrický odpor 417 nΩ·m (při 20 °C)
Teplotní součinitel elektrického odporu 3,6 až 5,1 K-1
Magnetické chování diamagnetické
Antimony spectrum visible.png
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P
121Sb 57,36 je stabilní s 70 neutrony
123Sb 42,64 je stabilní s 73 neutrony
125Sb syntetický 2,7582 let ß- 0,767 125Te
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
As
Cín Sb Tellur

Bi

Obsah

Základní fyzikálně-chemické vlastnostiEditovat

Antimon je stříbrolesklý kovový až polokovový prvek, známý již od starověku. Ve sloučeninách se vyskytuje v mocenstvích Sb-3, Sb3+, Sb4+ a Sb5+.

Antimon stojí v elektrochemické řadě napětí kovů až za vodíkem a proto se rozpouští pouze působením silných minerálních oxidačních kyselin, vůči kterým není antimon příliš odolný. Velmi rychle se také rozpouští v kyselině chlorovodíkové za přítomnosti i malých množství oxidačních činidel (HNO3, H2O2...). Ochotně reaguje s halogeny a sulfanem. Za tepla se slučuje se sírou, fosforem, arsenem a dalšími prvky. Při zahřívání s oxidačními činidly (např. dusičnany, chlorečnany) práškový antimon vybuchuje za vzniku solí kyseliny antimoničné.

Kovový antimon se vyskytuje v několika alotropních modifikacích: modrobílý kovový antimon a nestálé nekovové formy žlutého a černého antimonu.

  • Kovový neboli šedý antimon je středně tvrdý a velmi křehký. Na vzduchu je za normálních teplot neomezeně stálý, za zvýšené teploty reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu antimonitého Sb2O3.
  • Žlutý antimon lze získat zaváděním kyslíku do kapalného antimonovodíku při -90 °C a odpovídá modifikacím žlutého arsenu a bílého fosforu. Nad -80 °C černá a přechází na modifikaci černého antimonu.
  • Černý antimon vzniká buď ze žlutého nebo působením vzduchu na kapalný antimonovodík při teplotách vyšších než -80 °C. Černý antimon je reaktivnější než kovový. Za obyčejné teploty se vzduchem oxiduje a může dokonce vznítit.[zdroj?] Pokud je zahřán za nepřístupu vzduchu, přechází na kovovou modifikaci.

VýskytEditovat

 
Antimonit

Antimon je v zemské kůře poměrně vzácným prvkem. Průměrný obsah činí pouze 0,2–1 ppm (mg/kg). V mořské vodě činí jeho koncentrace pouze 0,3 μg/l. Předpokládá se, že ve vesmíru připadá na jeden atom antimonu přibližně 300 miliard atomů vodíku.

Hlavní rudou antimonu je antimonit, chemicky sulfid antimonitý Sb2S3. Dalšími minerály antimonu jsou ullmannit o složení NiSbS, breithauptit NiSb, dyskrazit Ag3Sb, pyrargyrit Ag3SbS3, boulangerit 5PbS.2 Sb2S3, jamesonit 2 PbS.Sb2S3 a například stefanit 5 Ag2S.Sb2S3. Vzácně se v přírodě lze setkat i s elementárním, kovovým antimonem. Obvykle je také přítomen jako příměs v rudách stříbra, mědi a olova.

Největší známé zásoby antimonu na světě jsou v současnosti v Tádžikistánu.

VýrobaEditovat

  • Průmyslově se antimon vyrábí pražně-redukčním pochodem svých sulfidických rud za přístupu vzduchu za vzniku oxidů, které se dále redukují žárově uhlím (koksem).
 
 
  • Další možný způsob výroby antimonu je srážecí pochod, kdy spolu reaguje antimonit a železo. Tento způsob lze použít pouze v případě, že antimonit neobsahuje velké množství hlušiny.
 
  • Velmi čistý antimon lze získat z roztoků nebo tavenin elektrolyticky.

VyužitíEditovat

Významné uplatnění nalézá antimon jako složka různých slitin. Obvykle v nich však tvoří pouze malou část, která pouze zlepšuje vlastnosti základní slitiny – např. zvýšení mechanické pevnosti a odolnosti proti chemickým vlivům. Další významné použití je využití sulfidu antimoničného při výrobě kaučuku.

Slitiny antimonuEditovat

 
Lahvička s černým alotropem antimonu

Nové typy olověných akumulátorů jsou často vyráběny ze slitin olova s jinými kovy. Například výroba kladných desek ze slitiny olova, antimonu a selenu značně prodlužuje životnost akumulátoru v důsledku vyšší mechanické pevnosti této slitiny.

Významný je podíl antimonu při výrobě pájek na bázi olova a cínu. Přídavky antimonu, kadmia a stříbra získávají tyto pájky lepší vodivost, zvyšuje se pevnost sváru, i když za cenu zvýšení bodu tání slitiny.

Slitina o přibližném složení 75 % olova, 15 % cínu a 10 % antimonu – liteřina byla po dlouhá léta základním materiálem pro výrobu tiskařských liter – forem sazby tisku. Tuto slitinu vytvořil v 15. století proslulý zlatník Johannes Gutenberg, vynálezce knihtisku a výrobce světoznámé Gutenbergovy bible.

Ložiskový kov obsahuje cín, olovo, měď a antimon. Rozlišují se dva typy ložiskových kovů – bílé a červené. Bílé obsahují 80–90 % cínu, 7–20 % antimonu a několik procent mědi. Červené obsahují 75–90 % mědi, 10 % cínu a menší množství zinku, olova a antimonu. Vyznačují se především vysokou odolností proti otěru, i když jsou poměrně měkké – slouží pro výrobu kluzných ložisek pro automobilový průmysl a další aplikace.

Známá soška filmového Oscara je od roku 1930 vyráběna ze slitiny cínu, mědi a antimonu, pokrytá vrstvou niklu, stříbra a konečně čistého 24karátového zlata.

Vzácně je antimon legován do dentálních slitin používaných v zubním lékařství. Hlavními kovy dentálních slitin s obsahem antimonu jsou palladium a stříbro.

ElektronikaEditovat

Přídavkem utrčitého množství atomů antimonu do krystalu superčistého křemíku vznikne polovodič typu N, jedna z komponent pro výrobu základních součástí současné elektroniky – diod a tranzistorů.

Optické disky (CD, DVD, Blu-ray) s možností vícenásobného zápisu používají pro záznam dat vrstvy nejčastěji na bázi slitin germanium-antimon-tellur nebo stříbro-indium-antimon-tellur. Záznam spočívá ve změně struktury materiálu z krystalické do amorfní formy, přičemž obě formy mají významně odlišné optické vlastnosti. Zahřeje-li se hmota laserem nad určitou teplotu (teplota krystalizace) a poté ochladí, získává krystalickou strukturu. Je-li však zahřáta nad teplotu tání a poté prudce ochlazena, přechází do amorfního (tedy neuspořádaného) stavu.

SloučeninyEditovat

 
Kovový antimon

AntimonovodíkEditovat

vodíkem vytváří antimon plynný antimonovodík neboli stiban SbH3. Je to zapáchající, bezbarvý a snadno zápalný plyn. Vzniká působením vodíku ve stavu zrodu na rozpustné sloučeniny antimonu. Hořením stibanu vzniká oxid antimonitý Sb2O3.

SulfidyEditovat

Sulfidy antimonu jsou ve vodě nerozpustné sloučeniny.

  • Sulfid antimonitý Sb2S3 je po vysrážení ze studeného roztoku oranžovočervený, po vysrážení z teplejších roztoků nebo při zahřívání oranžovočerveného sulfidu, přechází na šedočernou modifikaci. Sulfid antimonitý je jednou ze sloučenin používaných při výrobě zápalek a je základní rudou používanou k výrobě antimonu.
  • Sulfid antimoničný Sb2S5 je oranžový prášek, který se používá k vulkanizaci kaučuku.

HalogenidyEditovat

Všechny halogenidy lze (až na chlorid antimoničitý SbCl4) připravit přímým sloučením prvků. Halogenidy antimonu snadno hydrolyzují i vzdušnou vlhkostí, nejstálejší z nich jsou fluoridy.

  • Fluorid antimonitý SbF3 je bezbarvá krystalická látka, snadno se rozplývající na vzduchu. Tvoří podvojné soli s chloridy a sírany alkalických kovů.
  • Fluorid antimoničný SbF5 je bezbarvá olejovitá kapalina. Snadno tvoří podvojné soli a adiční sloučeniny.
  • Chlorid antimonitý SbCl3 je měkká, bezbarvá, na vzduchu dýmající látka. Používá se k moření kovů a v medicíně pro leptání. Snadno tvoří adiční sloučeniny a některé podvojné soli.
  • Chlorid antimoničitý SbCl4 je tmavohnědá kapalina, kterou nelze připravit v čistém stavu, ale pouze v rovnováze s chloridem antimonitým a antimoničným. Chlorid antimoničitý tvoří komplexní soli.
  • Chlorid antimoničný SbCl5 je nažloutlá olejovitá kapalina. Nalézá uplatnění především v organické syntéze, kde se používá jako chlorační činidlo.
  • Bromid antimonitý SbBr3 je bezbarvá krystalická látka. Snadno tvoří podvojné sloučeniny.
  • Bromid antimoničný SbBr5 neexistuje volný a je znám pouze v podobě svých podvojných sloučenin.
  • Jodid antimonitý SbI3 je rubínově červená krystalická látka, snadno tvořící adiční sloučeniny s jodem.
  • Jodid antimoničný SbI5 je temně hnědá látka.

OxidyEditovat

Oxidy antimonu slouží při přípravě různých barevných pigmentů a barvení keramiky.

  • Oxid antimonitý Sb2O3 popř. Sb4O6 je bílá práškovitá látka, která při větším zahřívání přechází v žlutou modifikaci a při ochlazení zpět v bílou modifikaci. Oxid antimonitý je amfoterní.
  • Oxid antimoničitý Sb2O4 lépe oxid antimonito-antimoničný je bílý prášek. Vzniká při zahřívání oxidu antimonitého nebo antimoničitého na vzduchu při teplotě 800-900 °C.
  • Oxid antimoničný Sb2O5 je nažloutlý prášek. Získává se oxidací oxidu antimoničitého.

Antimonité soliEditovat

  • Vinan antimonylo-draselný byl znám již ve středověku K2[Sb2(C4H2O6)2]·3H2O (dříve domnívané struktury: K[C4H2O6Sb(OH2)].½H2O nebo K[C4H4O6(SbO)].½H2O) jako dávivý kámen neboli tartarus emeticus. Tato sloučenina je dobře rozpustná ve vodě a po požití vyvolává zvracení. Je stejně jako všechny rozpustné soli antimonu jedovatý.
  • Síran antimonitý Sb2(SO4)3 je bezbarvá krystalická látka. Získává se rozpouštěním antimonu, oxidu antimonitého nebo sulfidu antimonitého v horké koncentrované kyselině sírové.
  • Dusičnan antimonitý Sb(NO3)3 je bílá krystalická látka. Vzniká reakcí oxidu antimonitého s dýmavou kyselinou dusičnou.

LiteraturaEditovat

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961

Externí odkazyEditovat