Antimônio - Antimony
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| Antimônio | |||||||||||||||||||||
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| Pronúncia | |||||||||||||||||||||
| Aparência | cinza prateado brilhante | ||||||||||||||||||||
| Peso atômico padrão A r, std (Sb) | 121,760 (1) | ||||||||||||||||||||
| Antimônio na tabela periódica | |||||||||||||||||||||
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| Número atômico ( Z ) | 51 | ||||||||||||||||||||
| Grupo | grupo 15 (pnictogênios) | ||||||||||||||||||||
| Período | período 5 | ||||||||||||||||||||
| Bloquear | bloco p | ||||||||||||||||||||
| Configuração de elétron | [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 3 | ||||||||||||||||||||
| Elétrons por camada | 2, 8, 18, 18, 5 | ||||||||||||||||||||
| Propriedades físicas | |||||||||||||||||||||
| Fase em STP | sólido | ||||||||||||||||||||
| Ponto de fusão | 903,78 K (630,63 ° C, 1167,13 ° F) | ||||||||||||||||||||
| Ponto de ebulição | 1908 K (1635 ° C, 2975 ° F) | ||||||||||||||||||||
| Densidade (próximo à rt ) | 6,697 g / cm 3 | ||||||||||||||||||||
| quando líquido (em mp ) | 6,53 g / cm 3 | ||||||||||||||||||||
| Calor de fusão | 19,79 kJ / mol | ||||||||||||||||||||
| Calor da vaporização | 193,43 kJ / mol | ||||||||||||||||||||
| Capacidade de calor molar | 25,23 J / (mol · K) | ||||||||||||||||||||
Pressão de vapor
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| Propriedades atômicas | |||||||||||||||||||||
| Estados de oxidação | −3 , −2, −1, 0, +1, +2, +3 , +4, +5 (um óxido anfotérico ) | ||||||||||||||||||||
| Eletro-negatividade | Escala de Pauling: 2,05 | ||||||||||||||||||||
| Energias de ionização | |||||||||||||||||||||
| Raio atômico | empírico: 140 pm | ||||||||||||||||||||
| Raio covalente | 139 ± 17h | ||||||||||||||||||||
| Raio de Van der Waals | 206 pm | ||||||||||||||||||||
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| Outras propriedades | |||||||||||||||||||||
| Ocorrência natural | primordial | ||||||||||||||||||||
| Estrutura de cristal | rhombohedral |
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| Velocidade do som haste fina | 3420 m / s (a 20 ° C) | ||||||||||||||||||||
| Expansão térmica | 11 µm / (m⋅K) (a 25 ° C) | ||||||||||||||||||||
| Condutividade térmica | 24,4 W / (m⋅K) | ||||||||||||||||||||
| Resistividade elétrica | 417 nΩ⋅m (a 20 ° C) | ||||||||||||||||||||
| Ordenação magnética | diamagnético | ||||||||||||||||||||
| Suscetibilidade magnética molar | −99,0 × 10 −6 cm 3 / mol | ||||||||||||||||||||
| Módulo de Young | 55 GPa | ||||||||||||||||||||
| Módulo de cisalhamento | 20 GPa | ||||||||||||||||||||
| Módulo de massa | 42 GPa | ||||||||||||||||||||
| Dureza de Mohs | 3,0 | ||||||||||||||||||||
| Dureza Brinell | 294-384 MPa | ||||||||||||||||||||
| Número CAS | 7440-36-0 | ||||||||||||||||||||
| História | |||||||||||||||||||||
| Descoberta | Alquimistas árabes (antes de 815 DC) | ||||||||||||||||||||
| Símbolo | "Sb": do latim stibium ' stibnite ' | ||||||||||||||||||||
| Principais isótopos de antimônio | |||||||||||||||||||||
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O antimônio é um elemento químico com o símbolo Sb (do latim : stibium ) e número atômico 51. Um metalóide cinza brilhante , é encontrado na natureza principalmente como o mineral sulfeto estibnita (Sb 2 S 3 ). Os compostos de antimônio são conhecidos desde os tempos antigos e eram pulverizados para uso como remédios e cosméticos, geralmente conhecidos pelo nome árabe kohl . O antimônio metálico também era conhecido, mas foi erroneamente identificado como chumbo ao ser descoberto. A descrição mais antiga conhecida do metal no Ocidente foi escrita em 1540 por Vannoccio Biringuccio .
A China é o maior produtor de antimônio e seus compostos, com a maior parte da produção vindo da Mina Xikuangshan em Hunan . Os métodos industriais de refino do antimônio são torra e redução com carbono ou redução direta da estibnita com ferro.
As maiores aplicações do antimônio metálico são uma liga com chumbo e estanho e as placas de chumbo com antimônio em baterias de chumbo-ácido . As ligas de chumbo e estanho com antimônio têm propriedades aprimoradas para soldas , balas e mancais de deslizamento . Os compostos de antimônio são aditivos proeminentes para retardadores de fogo contendo cloro e bromo encontrados em muitos produtos comerciais e domésticos. Uma aplicação emergente é o uso de antimônio em microeletrônica .
Características
Propriedades
O antimônio faz parte do grupo 15 da tabela periódica, um dos elementos chamados pnictogênios , e tem eletronegatividade de 2,05. De acordo com as tendências periódicas, é mais eletronegativo do que o estanho ou bismuto e menos eletronegativo do que o telúrio ou arsênico . O antimônio é estável no ar em temperatura ambiente, mas reage com o oxigênio se aquecido para produzir trióxido de antimônio , Sb 2 O 3 .
O antimônio é um metalóide cinza prateado e brilhante com uma dureza na escala de Mohs de 3, que é muito mole para fazer objetos duros. Moedas de antimônio foram emitidas na província chinesa de Guizhou em 1931; a durabilidade era pobre e a cunhagem logo foi descontinuada. O antimônio é resistente ao ataque de ácidos.
Quatro alótropos de antimônio são conhecidos: uma forma metálica estável e três formas metaestáveis (explosiva, preta e amarela). O antimônio elementar é um metalóide frágil , branco-prateado e brilhante. Quando resfriado lentamente, o antimônio fundido cristaliza em uma célula trigonal , isomórfica com o alótropo cinza do arsênico . Uma rara forma explosiva de antimônio pode ser formada a partir da eletrólise do tricloreto de antimônio . Quando arranhado com um instrumento pontiagudo, ocorre uma reação exotérmica e vapores brancos são emitidos como formas de antimônio metálico; quando friccionado com um pilão em um almofariz, ocorre uma forte detonação. O antimônio preto é formado após o resfriamento rápido do vapor de antimônio. Possui a mesma estrutura cristalina do fósforo vermelho e do arsênico preto; oxida no ar e pode inflamar-se espontaneamente. A 100 ° C, ele gradualmente se transforma na forma estável. O alótropo amarelo do antimônio é o mais instável; foi gerado apenas pela oxidação da estibina (SbH 3 ) a -90 ° C. Acima dessa temperatura e na luz ambiente, este alótropo metaestável se transforma no alótropo preto mais estável.
O antimônio elementar adota uma estrutura em camadas ( grupo espacial R 3 m No. 166) cujas camadas consistem em anéis fundidos, franzidos e de seis membros. Os vizinhos mais próximos e mais próximos formam um complexo octaédrico irregular, com os três átomos em cada camada dupla ligeiramente mais próximos do que os três átomos na próxima. Este empacotamento relativamente próximo leva a uma alta densidade de 6,697 g / cm 3 , mas a ligação fraca entre as camadas leva à baixa dureza e fragilidade do antimônio.
Isótopos
O antimônio tem dois isótopos estáveis : 121 Sb com abundância natural de 57,36% e 123 Sb com abundância natural de 42,64%. Também possui 35 radioisótopos, dos quais o mais longevo é 125 Sb com meia-vida de 2,75 anos. Além disso, 29 estados metaestáveis foram caracterizados. O mais estável deles é 120m1 Sb com meia-vida de 5,76 dias. Isótopos que são mais leves do que o estável 123 Sb tendem a decair por β + decaimento , e aqueles que são mais pesadas tendem a decair por β - decaimento , com algumas excepções.
Ocorrência
A abundância de antimónio na Terra crosta é estimada como sendo de 0,2 a 0,5 partes por milhão , comparáveis a tálio em 0,5 partes por milhão e prata em 0,07 ppm. Embora esse elemento não seja abundante, ele é encontrado em mais de 100 espécies de minerais . Antimônio às vezes é encontrado nativamente (por exemplo, no Pico do Antimônio ), mas mais freqüentemente é encontrado na estibnita de sulfeto (Sb 2 S 3 ), que é o mineral predominante .
Compostos
Os compostos de antimônio são frequentemente classificados de acordo com seu estado de oxidação: Sb (III) e Sb (V). O estado de oxidação +5 é mais estável.
Óxidos e hidróxidos
O trióxido de antimônio é formado quando o antimônio é queimado no ar. Na fase gasosa, a molécula do composto é Sb
4O
6, mas polimeriza ao condensar. Pentóxido de antimônio ( Sb
4O
10) pode ser formado apenas por oxidação com ácido nítrico concentrado . O antimônio também forma um óxido de valência mista, tetróxido de antimônio ( Sb
2O
4), que apresenta Sb (III) e Sb (V). Ao contrário dos óxidos de fósforo e arsênio , esses óxidos são anfotéricos , não formam oxoácidos bem definidos e reagem com ácidos para formar sais de antimônio.
Ácido antimonous Sb (OH)
3é desconhecido, mas o antimonito de sódio de base conjugado ( [Na
3SbO
3]
4) se forma após a fusão de óxido de sódio e Sb
4O
6. Antimonitos de metais de transição também são conhecidos. O ácido antimônico existe apenas como o hidrato HSb (OH)
6, formando sais como o ânion antimonato Sb (OH)-
6. Quando uma solução contendo este ânion é desidratada, o precipitado contém óxidos mistos.
Muitos minérios de antimônio são sulfetos, incluindo estibnita ( Sb
2S
3), pirargirita ( Ag
3SbS
3), zinkenita , jamesonita e boulangerita . O pentassulfeto de antimônio não é estequiométrico e apresenta antimônio no estado de oxidação +3 e ligações S – S. Vários tioantimonídeos são conhecidos, como [Sb
6S
10]2−
e [Sb
8S
13]2−
.
Halides
O antimônio forma duas séries de haletos : SbX
3e SbX
5. Os trihalides SbF
3, SbCl
3, SbBr
3, e SbI
3são todos compostos moleculares com geometria molecular piramidal trigonal .
O trifluoreto SbF
3é preparado pela reação de Sb
2O
3com HF :
-
Sb
2O
3+ 6 HF → 2 SbF
3+ 3 H
2O
É ácido de Lewis e prontamente aceita íons de flúor para formar os ânions complexos SbF-
4e SbF2−
5. SbF fundido
3é um condutor elétrico fraco . O tricloreto SbCl
3é preparado dissolvendo Sb
2S
3em ácido clorídrico :
-
Sb
2S
3+ 6 HCl → 2 SbCl
3+ 3 H
2S
Os pentahalides SbF
5e SbCl
5têm geometria molecular trigonal bipiramidal na fase gasosa, mas na fase líquida, SbF
5é polimérico , enquanto SbCl
5é monomérico. SbF
5é um poderoso ácido de Lewis usado para fazer o ácido fluoroantimônico superácido ("H 2 SbF 7 ").
Oxyhalides são mais comuns para antimônio do que para arsênico e fósforo. O trióxido de antimônio se dissolve em ácido concentrado para formar compostos oxoantimonil, como SbOCl e (SbO)
2TÃO
4.
Antimonídeos, hidretos e compostos de organoantimônio
Os compostos nesta classe geralmente são descritos como derivados de Sb 3− . O antimônio forma antimonídeos com metais, como antimonídeo de índio (InSb) e antimonídeo de prata ( Ag
3Sb ). Os antimonídeos de metais alcalinos e de zinco, como Na 3 Sb e Zn 3 Sb 2 , são mais reativos. O tratamento desses antimonídeos com ácido produz o gás altamente instável estibina , SbH
3:
-
Sb3−
+ 3 H+
→ SbH
3
A estibina também pode ser produzida pelo tratamento de Sb3+
sais com reagentes de hidreto, tais como boro-hidreto de sódio . Stibine se decompõe espontaneamente em temperatura ambiente. Como a estibina tem um calor de formação positivo , ela é termodinamicamente instável e, portanto, o antimônio não reage diretamente com o hidrogênio .
Os compostos de organoantimônio são tipicamente preparados por alquilação de haletos de antimônio com reagentes de Grignard . Uma grande variedade de compostos são conhecidos com centros Sb (III) e Sb (V), incluindo derivados cloro-orgânicos mistos, ânions e cátions. Os exemplos incluem Sb (C 6 H 5 ) 3 ( trifenilstibina ), Sb 2 (C 6 H 5 ) 4 (com uma ligação Sb-Sb) e cíclico [Sb (C 6 H 5 )] n . Compostos organoantimônicos pentacoordenados são comuns, exemplos sendo Sb (C 6 H 5 ) 5 e vários haletos relacionados.
História
O sulfeto de antimônio (III) , Sb 2 S 3 , foi reconhecido no Egito pré-dinástico como um cosmético para os olhos ( kohl ) por volta de 3100 aC , quando a paleta de cosméticos foi inventada.
Um artefato, supostamente parte de um vaso, feito de antimônio datado de cerca de 3.000 aC foi encontrado em Telloh , na Caldéia (parte do atual Iraque ), e um objeto de cobre revestido com antimônio datado de 2.500 aC e 2.200 aC foi encontrado no Egito . Austen, em uma palestra de Herbert Gladstone em 1892, comentou que "só conhecemos o antimônio atualmente como um metal altamente frágil e cristalino, que dificilmente poderia ser transformado em um vaso útil e, portanto, este notável 'achado' (artefato mencionado acima) deve representar a arte perdida de tornar o antimônio maleável. "
O arqueólogo britânico Roger Moorey não estava convencido de que o artefato fosse de fato um vaso, mencionando que Selimkhanov, após sua análise do objeto Tello (publicado em 1975), "tentou relacionar o metal ao antimônio natural da Transcaucásia" (isto é, metal nativo) e que " os objetos de antimônio da Transcaucásia são todos pequenos adornos pessoais. " Isso enfraquece a evidência de uma arte perdida "de tornar o antimônio maleável".
O estudioso romano Plínio, o Velho, descreveu várias maneiras de preparar sulfeto de antimônio para fins médicos em seu tratado de História Natural . Plínio, o Velho, também fez uma distinção entre as formas "masculina" e "feminina" de antimônio; a forma masculina é provavelmente o sulfeto, enquanto a forma feminina, que é superior, mais pesada e menos friável, é suspeita de ser antimônio metálico nativo.
O naturalista grego Pedanius Dioscorides mencionou que o sulfeto de antimônio pode ser torrado por aquecimento por uma corrente de ar. Pensa-se que isso produziu antimônio metálico.
O isolamento intencional de antimônio é descrito por Jabir ibn Hayyan antes de 815 DC. Uma descrição de um procedimento para isolar o antimônio é dada mais tarde no livro De la pirotechnia de Vannoccio Biringuccio , de 1540 , anterior ao livro mais famoso de Agricola , de 1556 , De re metallica . Neste contexto, Agrícola tem sido muitas vezes incorretamente creditado com a descoberta do antimônio metálico. O livro Currus Triumphalis Antimonii (A Carruagem Triunfal do Antimônio), descrevendo a preparação do antimônio metálico, foi publicado na Alemanha em 1604. Foi supostamente escrito por um monge beneditino , escrevendo sob o nome de Basilius Valentinus no século 15; se fosse autêntico, o que não é, seria anterior a Biringuccio.
O antimônio metálico era conhecido pelo químico alemão Andreas Libavius em 1615, que o obteve adicionando ferro a uma mistura fundida de sulfeto de antimônio, sal e tartarato de potássio . Este procedimento produziu antimônio com superfície cristalina ou estrelada.
Com o advento de desafios à teoria do flogístico , foi reconhecido que o antimônio é um elemento formador de sulfetos, óxidos e outros compostos, assim como outros metais.
A primeira descoberta de antimônio puro natural na crosta terrestre foi descrita pelo cientista sueco e engenheiro local da mina Anton von Swab em 1783; a amostra-tipo foi coletada na Mina de Prata de Sala, no distrito de mineração de Bergslagen, em Sala , Västmanland , Suécia .
Etimologia
A forma latina medieval, da qual as línguas modernas e o grego bizantino tardio receberam seus nomes para o antimônio, é antimônio . A origem disso é incerta; todas as sugestões têm alguma dificuldade de forma ou interpretação. A etimologia popular , de ἀντίμοναχός anti-monachos ou Francês antimoine , ainda tem adeptos; isso significaria "matador de monge", e é explicado por muitos dos primeiros alquimistas serem monges e o antimônio ser venenoso. No entanto, a baixa toxicidade do antimônio (veja abaixo) torna isso improvável.
Outra etimologia popular é a palavra grega hipotética ἀντίμόνος antimonos , "contra a solitude", explicada como "não encontrado como metal" ou "não encontrado sem liga". Lippmann conjeturou uma palavra grega hipotética ανθήμόνιον anthemonion , que significaria "florzinha", e cita vários exemplos de palavras gregas relacionadas (mas não aquele) que descrevem eflorescências químicas ou biológicas .
Os primeiros usos do antimônio incluem as traduções, em 1050-1100, de Constantino, o africano, de tratados médicos árabes. Várias autoridades acreditam que o antimônio é uma corrupção de escriba de alguma forma árabe; Meyerhof deriva de ithmid ; outras possibilidades incluem athimar , o nome árabe do metalóide, e um hipotético as-stimmi , derivado ou paralelo ao grego.
O símbolo químico padrão para antimônio (Sb) é creditado a Jöns Jakob Berzelius , que derivou a abreviatura de stibium .
As palavras antigas para antimônio têm, em sua maioria, como significado principal, kohl , o sulfeto de antimônio.
Os egípcios chamavam antimônio mśdmt ; nos hieróglifos , as vogais são incertas, mas a forma copta da palavra é ⲥⲧⲏⲙ (stēm). A palavra grega, στίμμι stimmi , é provavelmente uma palavra emprestada do árabe ou do egípcio stm
|
e é usado por poetas trágicos áticos do século 5 aC. Os gregos posteriores também usaram στἰβι stibi , assim como Celsus e Plínio , escrevendo em latim, no primeiro século DC. Plínio também dá os nomes de stimi , larbaris , alabastro e o platioftalmo "muito comum" , "olho largo" (devido ao efeito do cosmético). Autores latinos posteriores adaptaram a palavra ao latim como stibium . A palavra árabe para a substância, em oposição ao cosmético, pode aparecer como إثمد ithmid, athmoud, othmod ou uthmod . Littré sugere que a primeira forma, que é a mais antiga, deriva de stimmida , um acusativo de stimmi .
Produção
Principais produtores e volumes de produção
O British Geological Survey (BGS) informou que em 2005 a China era o maior produtor de antimônio com aproximadamente 84% da participação mundial, seguida à distância pela África do Sul, Bolívia e Tajiquistão. A mina Xikuangshan na província de Hunan tem os maiores depósitos da China, com um depósito estimado de 2,1 milhões de toneladas métricas.
Em 2016, de acordo com o US Geological Survey , a China foi responsável por 76,9% da produção total de antimônio, seguida em segundo lugar pela Rússia com 6,9% e pelo Tajiquistão com 6,2%.
| País | Toneladas | % Do total |
|---|---|---|
 China
|
100.000 | 76,9 |
 Rússia
|
9.000 | 6,9 |
 Tajiquistão
|
8.000 | 6,2 |
 Bolívia
|
4.000 | 3,1 |
 Austrália
|
3.500 | 2,7 |
| Top 5 | 124.500 | 95,8 |
| Mundo total | 130.000 | 100,0 |
A produção chinesa de antimônio deve diminuir no futuro, à medida que minas e fundições forem fechadas pelo governo como parte do controle da poluição. Especialmente devido à entrada em vigor de uma lei de proteção ambiental em janeiro de 2015 e à entrada em vigor dos "Padrões de Emissão de Poluentes para Stanum, Antimônio e Mercúrio", os obstáculos para a produção econômica são maiores. De acordo com o Escritório Nacional de Estatísticas da China, até setembro de 2015, 50% da capacidade de produção de antimônio da província de Hunan (a província com as maiores reservas de antimônio na China) não havia sido utilizada.
A produção relatada de antimônio na China caiu e é improvável que aumente nos próximos anos, de acordo com o relatório Roskill. Nenhum depósito significativo de antimônio na China foi desenvolvido por cerca de dez anos, e as reservas econômicas restantes estão se esgotando rapidamente.
Os maiores produtores mundiais de antimônio, de acordo com Roskill, estão listados abaixo:
| País | Empresa | Capacidade (toneladas por ano) |
|---|---|---|
|
China
|
Hsikwangshan Twinkling Star | 55.000 |
|
China
|
China Tin Group | 20.000 |
|
China
|
Hunan Chenzhou Mining | 20.000 |
|
China
|
Antimônio Shenyang Huachang | 15.000 |
|
Rússia
|
GeoProMining | 6.500 |
 Canadá
|
Beaver Brook | 6.000 |
 África do Sul
|
Murchison consolidado | 6.000 |
 Myanmar
|
vários | 6.000 |
|
Tajiquistão
|
Descompactar | 5.500 |
|
Bolívia
|
vários | 5.460 |
|
Austrália
|
Recursos Mandalay | 2.750 |
 Turquia
|
Cengiz e Özdemir Antimuan Madenleri | 2.400 |
 Cazaquistão
|
Kazzinc | 1.000 |
 Tailândia
|
desconhecido | 600 |
 Quirguistão
|
Kadamdzhai | 500 |
 Laos
|
SRS | 500 |
 México
|
Antimônio dos EUA | 70 |
Reservas
| País | Reservas (toneladas de conteúdo de antimônio) |
% Do total |
|---|---|---|
|
República Popular da China
|
950.000 | 47,81 |
|
Rússia
|
350.000 | 17,61 |
|
Bolívia
|
310.000 | 15,60 |
|
Austrália
|
140.000 | 7,05 |
 Estados Unidos
|
60.000 | 3,02 |
|
Tajiquistão
|
50.000 | 2,52 |
|
África do Sul
|
27.000 | 1,36 |
| Outros países | 100.000 | 5,03 |
| Mundo total | 1.987.000 | 100,0 |
Processo de produção
A extração de antimônio de minérios depende da qualidade e composição do minério. A maior parte do antimônio é extraída como sulfeto; minérios de baixo teor são concentrados por flotação de espuma , enquanto minérios de alto teor são aquecidos a 500–600 ° C, a temperatura na qual a estibnita se funde e se separa dos minerais de ganga . O antimônio pode ser isolado do sulfeto de antimônio bruto por redução com sucata de ferro:
-
Sb
2S
3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS
O sulfeto é convertido em um óxido; o produto é então torrado, às vezes com o objetivo de vaporizar o óxido de antimônio (III) volátil, que é recuperado. Este material é freqüentemente usado diretamente para as aplicações principais, como impurezas o arsênio e o sulfeto. O antimônio é isolado do óxido por uma redução carbotérmica:
- 2 Sb
2O
3+ 3 C → 4 Sb + 3 CO
2
Os minérios de baixo teor são reduzidos nos altos-fornos, enquanto os minérios de alto teor são reduzidos nos fornos reverberatórios .
Risco de abastecimento e classificações de minerais críticos
O antimônio tem sido consistentemente classificado em alta nas listas de risco da Europa e dos Estados Unidos no que diz respeito à criticidade do elemento que indica o risco relativo ao fornecimento de elementos químicos ou grupos de elementos necessários para manter a economia e o estilo de vida atuais.
Com a maior parte do antimônio importado para a Europa e os EUA vindo da China, a produção chinesa é crítica para o abastecimento. À medida que a China está revisando e aumentando os padrões de controle ambiental, a produção de antimônio está se tornando cada vez mais restrita. Além disso, as cotas de exportação chinesas de antimônio têm diminuído nos últimos anos. Esses dois fatores aumentam o risco de fornecimento tanto para a Europa quanto para os EUA.
Europa
De acordo com a Lista de Risco BGS de 2015, o antimônio está classificado em segundo lugar (depois dos elementos de terras raras) no índice de risco de fornecimento relativo. Isso indica que ele tem atualmente o segundo maior risco de fornecimento de elementos químicos ou grupos de elementos que são de valor econômico para a economia e estilo de vida britânicos. Além disso, o antimônio foi identificado como uma das 20 matérias-primas críticas para a UE em um relatório publicado em 2014 (que revisou o relatório inicial publicado em 2011). Como visto na Figura xxx, o antimônio mantém um alto risco de suprimento em relação à sua importância econômica. 92% do antimônio é importado da China, o que representa uma concentração de produção significativamente alta.
nós
Muitas análises foram conduzidas nos Estados Unidos para definir quais metais deveriam ser considerados estratégicos ou críticos para a segurança do país. Não existem definições exatas e divergem as visões sobre o que constitui um mineral estratégico ou crítico para a segurança dos Estados Unidos.
Em 2015, nenhum antimônio foi extraído nos EUA, o metal é importado. No período de 2011-2014, 68% do antimônio da América veio da China, 14% da Índia, 4% do México e 14% de outras fontes. Não há estoques governamentais publicamente conhecidos no local atualmente.
O "Subcomitê de Cadeias de Suprimento de Minerais Críticos e Estratégicos" dos EUA examinou 78 recursos minerais de 1996 a 2008. Ele descobriu que um pequeno subconjunto de minerais, incluindo antimônio, caiu na categoria de minerais potencialmente críticos de forma consistente. No futuro, uma segunda avaliação será feita do subconjunto de minerais encontrado para identificar qual deve ser definido como de risco significativo e crítico para os interesses dos Estados Unidos.
Formulários
Cerca de 60% do antimônio é consumido em retardadores de chama e 20% é usado em ligas para baterias, mancais de deslizamento e soldas.
Retardadores de chamas
O antimônio é usado principalmente como trióxido para compostos à prova de fogo , sempre em combinação com retardantes de chama halogenados, exceto em polímeros contendo halogênio. O efeito retardador da chama do trióxido de antimônio é produzido pela formação de compostos de antimônio halogenados, que reagem com átomos de hidrogênio, e provavelmente também com átomos de oxigênio e radicais OH, inibindo assim o fogo. Os mercados para esses retardadores de chama incluem roupas infantis, brinquedos, aviões e capas de assentos de automóveis. Eles também são adicionados a resinas de poliéster em compostos de fibra de vidro para itens como capas de motores de aeronaves leves. A resina queimará na presença de uma chama gerada externamente, mas se extinguirá quando a chama externa for removida.
Ligas
O antimônio forma uma liga altamente útil com o chumbo , aumentando sua dureza e resistência mecânica. Para a maioria das aplicações envolvendo chumbo, quantidades variáveis de antimônio são usadas como liga de metal. Em baterias de chumbo-ácido , essa adição melhora a resistência da placa e as características de carga. Para veleiros, quilhas de chumbo são usadas para fornecer o momento certo, variando de 600 libras a mais de 200 toneladas para os maiores superiates à vela; para melhorar a dureza e a resistência à tração da quilha de chumbo, o antimônio é misturado ao chumbo entre 2% e 5% em volume. O antimônio é usado em ligas antifricção (como o metal de Babbitt ), em balas e chumbo , revestimento de cabos elétricos , metal tipo (por exemplo, para máquinas de impressão de linótipo ), solda (algumas soldas " sem chumbo" contêm 5% Sb), em estanho e em ligas de endurecimento com baixo teor de estanho na fabricação de tubos de órgãos .
Outras aplicações
Três outros aplicativos consomem quase todo o restante do suprimento mundial. Uma aplicação é como estabilizador e catalisador para a produção de tereftalato de polietileno . Outra é como agente aglutinante para remover bolhas microscópicas de vidros , principalmente para telas de TV - os íons de antimônio interagem com o oxigênio, suprimindo a tendência deste último de formar bolhas. A terceira aplicação são os pigmentos.
O antimônio está cada vez mais sendo usado em semicondutores como dopante em pastilhas de silício tipo n para diodos , detectores infravermelhos e dispositivos de efeito Hall . Na década de 1950, os emissores e coletores de transistores de junção de liga npn foram dopados com minúsculos grânulos de uma liga de chumbo- antimônio. O antimoneto de índio é usado como material para detectores de infravermelho médio .
A biologia e a medicina têm poucos usos para o antimônio. Os tratamentos que contêm antimônio, conhecidos como antimoniais , são usados como eméticos . Os compostos de antimônio são usados como drogas antiprotozoárias . Antimonil tartarato de potássio , ou tártaro emético, já foi usado como droga anti- esquistossomótica a partir de 1919. Posteriormente, foi substituído por praziquantel . O antimônio e seus compostos são usados em vários preparados veterinários , como a antiomalina e o tiomalato de antimônio de lítio, como condicionador da pele em ruminantes . O antimônio tem um efeito nutritivo ou condicionador nos tecidos queratinizados dos animais.
Os medicamentos à base de antimônio, como o antimoniato de meglumina , também são considerados os medicamentos de escolha para o tratamento da leishmaniose em animais domésticos . Além de apresentarem baixos índices terapêuticos , os medicamentos têm penetração mínima na medula óssea , onde residem alguns dos amastigotas da Leishmania , e a cura da doença - principalmente da forma visceral - é muito difícil. Antimônio elementar como uma pílula de antimônio já foi usado como medicamento. Pode ser reutilizado por outras pessoas após ingestão e eliminação.
O sulfeto de antimônio (III) é usado nas cabeças de alguns fósforos de segurança . Os sulfetos de antimônio ajudam a estabilizar o coeficiente de atrito em materiais de pastilhas de freio automotivo. O antimônio é usado em balas, marcadores de bala, tintas, arte em vidro e como opacificante em esmalte . Antimônio-124 é usado junto com berílio em fontes de nêutrons ; os raios gama emitidos pelo antimônio-124 iniciam a fotodesintegração do berílio. Os nêutrons emitidos têm uma energia média de 24 keV. Antimônio natural é usado em fontes de nêutrons de inicialização .
Historicamente, o pó derivado do antimônio triturado ( kohl ) era aplicado aos olhos com uma haste de metal e com a saliva, considerado pelos antigos como um auxiliar na cura de infecções oculares. A prática ainda é vista no Iêmen e em outros países muçulmanos.
Precauções
Os efeitos do antimônio e seus compostos na saúde humana e ambiental variam amplamente. O metal antimônio elementar não afeta a saúde humana e ambiental. A inalação de trióxido de antimônio (e partículas de poeira de Sb (III) pouco solúveis semelhantes, como poeira de antimônio) é considerada prejudicial e suspeita de causar câncer. No entanto, esses efeitos são observados apenas com ratas e após exposição prolongada a altas concentrações de poeira. Os efeitos são hipotetizados como sendo atribuídos à inalação de partículas de Sb pouco solúveis, levando a uma depuração pulmonar prejudicada, sobrecarga pulmonar, inflamação e, em última instância, à formação de tumor, e não à exposição a íons de antimônio (OECD, 2008). Os cloretos de antimônio são corrosivos para a pele. Os efeitos do antimônio não são comparáveis aos do arsênico; isso pode ser causado pelas diferenças significativas de absorção, metabolismo e excreção entre o arsênio e o antimônio.
Para absorção oral, ICRP (1994) recomendou valores de 10% para o tártaro emético e 1% para todos os outros compostos de antimônio. A absorção dérmica de metais é estimada em no máximo 1% (HERAG, 2007). A absorção por inalação de trióxido de antimônio e outras substâncias Sb (III) pouco solúveis (como pó de antimônio) é estimada em 6,8% (OECD, 2008), enquanto um valor <1% é derivado para substâncias Sb (V). O antimônio (V) não é quantitativamente reduzido a antimônio (III) na célula, e ambas as espécies existem simultaneamente.
O antimônio é excretado principalmente do corpo humano pela urina. O antimônio e seus compostos não causam efeitos agudos à saúde humana, com exceção do tartarato de antimônio e potássio ("tártaro emético"), um pró - fármaco usado intencionalmente para tratar pacientes com leishmaniose .
O contato prolongado da pele com o pó de antimônio pode causar dermatite. No entanto, foi acordado a nível da União Europeia que as erupções cutâneas observadas não são específicas da substância, mas muito provavelmente devido a um bloqueio físico dos dutos de suor (ECHA / PR / 09/09, Helsínquia, 6 de julho de 2009). O pó de antimônio também pode ser explosivo quando disperso no ar; quando em um sólido a granel, não é combustível.
O antimônio é incompatível com ácidos fortes, ácidos halogenados e oxidantes; quando exposto ao hidrogênio recém-formado, pode formar estibina (SbH 3 ).
A média ponderada de 8 horas (TWA) é definida em 0,5 mg / m 3 pela Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais e pela Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA) como um limite de exposição legal permissível (PEL) no local de trabalho . O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) estabeleceu um limite de exposição recomendado (REL) de 0,5 mg / m 3 como um TWA de 8 horas.
Os compostos de antimônio são usados como catalisadores para a produção de tereftalato de polietileno (PET). Alguns estudos relatam uma pequena lixiviação de antimônio das garrafas PET para os líquidos, mas os níveis estão abaixo das diretrizes para água potável. As concentrações de antimônio nos concentrados de suco de frutas foram um pouco mais altas (até 44,7 µg / L de antimônio), mas os sucos não se enquadram nas regulamentações de água potável. As diretrizes de água potável são:
- Organização Mundial da Saúde : 20 µg / L
- Japão: 15 µg / L
- Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos , Health Canada e Ministério do Meio Ambiente de Ontário: 6 µg / L
- Ministério Federal do Meio Ambiente da UE e da Alemanha: 5 µg / L
A ingestão diária tolerável (TDI) proposta pela OMS é de 6 µg de antimônio por quilograma de peso corporal. O valor imediatamente perigoso para a vida ou saúde (IDLH) para o antimônio é de 50 mg / m 3 .
Toxicidade
Certos compostos de antimônio parecem ser tóxicos, particularmente trióxido de antimônio e tartarato de antimônio e potássio. Os efeitos podem ser semelhantes ao envenenamento por arsênico. A exposição ocupacional pode causar irritação respiratória, pneumoconiose , manchas de antimônio na pele, sintomas gastrointestinais e arritmias cardíacas. Além disso, o trióxido de antimônio é potencialmente cancerígeno para humanos.
Efeitos adversos à saúde foram observados em humanos e animais após exposição por inalação, oral ou cutânea a antimônio e compostos de antimônio. A toxicidade do antimônio normalmente ocorre devido à exposição ocupacional, durante a terapia ou por ingestão acidental. Não está claro se o antimônio pode entrar no corpo através da pele. A presença de baixos níveis de antimônio na saliva também pode estar associada à cárie dentária .
Veja também
Notas
Referências
Bibliografia
- Endlich, FM (1888). "On Some Interesting Derivations of Mineral Names" . The American Naturalist . 22 (253): 21–32 [28]. doi : 10.1086 / 274630 . JSTOR 2451020 .
- Edmund Oscar von Lippmann (1919) Entstehung und Ausbreitung der Alchemie, teil 1. Berlin: Julius Springer (em alemão).
- Declaração de saúde pública para antimônio
links externos
- International Antimony Association vzw (i2a )
- Química em seu podcast de elementos (MP3) da Royal Society of Chemistry 's Chemistry World : Antimony
- Antimônio na Tabela Periódica de Vídeos (Universidade de Nottingham)
- CDC - Guia de bolso do NIOSH para perigos químicos - antimônio
- Dados de minerais de antimônio e imagens de espécimes