Antimonio - Antimony

Antimonio,  51 Sb
Antimonio-4.jpg
Antimonio
Pronunciación
Apariencia gris plateado brillante
Peso atómico estándar A r, estándar (Sb) 121.760 (1)
Antimonio en la tabla periódica
Hidrógeno Helio
Litio Berilio Boro Carbón Nitrógeno Oxígeno Flúor Neón
Sodio Magnesio Aluminio Silicio Fósforo Azufre Cloro Argón
Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio Cromo Manganeso Planchar Cobalto Níquel Cobre Zinc Galio Germanio Arsénico Selenio Bromo Criptón
Rubidio Estroncio Itrio Circonio Niobio Molibdeno Tecnecio Rutenio Rodio Paladio Plata Cadmio Indio Estaño Antimonio Telurio Yodo Xenón
Cesio Bario Lantano Cerio Praseodimio Neodimio Prometeo Samario Europio Gadolinio Terbio Disprosio Holmio Erbio Tulio Iterbio Lutecio Hafnio Tantalio Tungsteno Renio Osmio Iridio Platino Oro Mercurio (elemento) Talio Dirigir Bismuto Polonio Astatine Radón
Francio Radio Actinio Torio Protactinio Uranio Neptunio Plutonio Americio Curio Berkelio Californio Einstenio Fermio Mendelevio Nobelio Lawrencio Rutherfordio Dubnium Seaborgio Bohrium Hassium Meitnerio Darmstadtium Roentgenio Copérnico Nihonium Flerovio Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
Como

Sb

Bi
estañoantimoniotelurio
Número atómico ( Z ) 51
Grupo grupo 15 (pnictógenos)
Período período 5
Cuadra   bloque p
Configuración electronica [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 3
Electrones por capa 2, 8, 18, 18, 5
Propiedades físicas
Fase en  STP sólido
Punto de fusion 903,78  K (630,63 ° C, 1167,13 ° F)
Punto de ebullición 1908 K (1635 ° C, 2975 ° F)
Densidad (cerca de  rt ) 6.697 g / cm 3
cuando es líquido (a  mp ) 6,53 g / cm 3
Calor de fusión 19,79  kJ / mol
Calor de vaporización 193,43 kJ / mol
Capacidad calorífica molar 25,23 J / (mol · K)
Presión de vapor
P  (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
en  T  (K) 807 876 1011 1219 1491 1858
Propiedades atómicas
Estados de oxidación −3 , −2, −1, 0, +1, +2, +3 , +4, +5 (un óxido anfótero )
Electronegatividad Escala de Pauling: 2,05
Energías de ionización
Radio atómico empírico: 140  pm
Radio covalente 139 ± 5 pm
Radio de Van der Waals 206 pm
Líneas de color en un rango espectral
Líneas espectrales de antimonio
Otras propiedades
Ocurrencia natural primordial
Estructura cristalina romboédrica
Estructura cristalina romboédrica para antimonio
Velocidad de sonido varilla fina 3420 m / s (a 20 ° C)
Expansión térmica 11 µm / (m⋅K) (a 25 ° C)
Conductividad térmica 24,4 W / (m⋅K)
Resistividad electrica 417 nΩ⋅m (a 20 ° C)
Orden magnético diamagnético
Susceptibilidad magnética molar −99,0 × 10 −6  cm 3 / mol
El módulo de Young 55 GPa
Módulo de corte 20 GPa
Módulo de volumen 42 GPa
Dureza de Mohs 3,0
Dureza Brinell 294–384 MPa
Número CAS 7440-36-0
Historia
Descubrimiento Alquimistas árabes (antes del 815 d.C.)
Símbolo "Sb": del latín stibium ' stibnite '
Principales isótopos de antimonio
Isótopo Abundancia Vida media ( t 1/2 ) Modo de decaimiento Producto
121 Sb 57,21% estable
123 Sb 42,79% estable
125 Sb syn 2.7582 años β - 125 Te
Categoría Categoría: Antimonio
| referencias

El antimonio es un elemento químico con el símbolo  Sb (del latín : stibium ) y número atómico  51. Un metaloide gris brillante , se encuentra en la naturaleza principalmente como el mineral de sulfuro stibnita (Sb 2 S 3 ). Los compuestos de antimonio se conocen desde la antigüedad y se pulverizaban para su uso como medicina y cosmética, a menudo conocidos con el nombre árabe de kohl . También se conocía el antimonio metálico, pero se identificó erróneamente como plomo en el momento de su descubrimiento. La descripción más antigua conocida del metal en Occidente fue escrita en 1540 por Vannoccio Biringuccio .

China es el mayor productor de antimonio y sus compuestos, y la mayor parte de la producción proviene de la mina Xikuangshan en Hunan . Los métodos industriales para refinar el antimonio son el tostado y la reducción con carbono o la reducción directa de la estibina con hierro.

Las aplicaciones más importantes para el antimonio metálico son una aleación con plomo y estaño y las placas de plomo y antimonio en baterías de plomo-ácido . Las aleaciones de plomo y estaño con antimonio tienen propiedades mejoradas para soldaduras , balas y cojinetes lisos . Los compuestos de antimonio son aditivos importantes para los retardantes de fuego que contienen cloro y bromo que se encuentran en muchos productos comerciales y domésticos. Una aplicación emergente es el uso de antimonio en microelectrónica .

Caracteristicas

Propiedades

Un vial transparente que contiene pequeños trozos de un sólido negro ligeramente brillante, con la etiqueta "Sb".
Un vial que contiene el alótropo negro de antimonio.
Pieza irregular de piedra plateada con manchas de variación de brillo y sombra.
Antimonio nativo con productos de oxidación
Estructura cristalina común a Sb, AsSb y gris As

El antimonio es un miembro del grupo 15 de la tabla periódica, uno de los elementos llamados pnictógenos , y tiene una electronegatividad de 2.05. De acuerdo con las tendencias periódicas, es más electronegativo que el estaño o el bismuto y menos electronegativo que el telurio o el arsénico . El antimonio es estable en el aire a temperatura ambiente, pero reacciona con el oxígeno si se calienta para producir trióxido de antimonio , Sb 2 O 3 .

El antimonio es un metaloide gris plateado y brillante con una dureza de escala de Mohs de 3, que es demasiado blando para hacer objetos duros. Las monedas de antimonio se emitieron en la provincia china de Guizhou en 1931; la durabilidad era escasa y pronto se interrumpió la acuñación. El antimonio es resistente al ataque de los ácidos.

Se conocen cuatro alótropos de antimonio: una forma metálica estable y tres formas metaestables (explosiva, negra y amarilla). El antimonio elemental es un metaloide brillante, quebradizo , de color blanco plateado. Cuando se enfría lentamente, el antimonio fundido cristaliza en una célula trigonal , isomorfa con el alótropo gris del arsénico . Se puede formar una rara forma explosiva de antimonio a partir de la electrólisis del tricloruro de antimonio . Cuando se rasca con un implemento afilado, se produce una reacción exotérmica y se desprenden vapores blancos en forma de antimonio metálico; cuando se frota con un mortero en un mortero, se produce una fuerte detonación. El antimonio negro se forma al enfriar rápidamente el vapor de antimonio. Tiene la misma estructura cristalina que el fósforo rojo y el arsénico negro; se oxida en el aire y puede encenderse espontáneamente. A 100 ° C, se transforma gradualmente en la forma estable. El alótropo amarillo del antimonio es el más inestable; se ha generado únicamente por oxidación de la estibina (SbH 3 ) a -90 ° C. Por encima de esta temperatura y con luz ambiental, este alótropo metaestable se transforma en el alótropo negro más estable.

El antimonio elemental adopta una estructura en capas ( grupo espacial R 3 m No. 166) cuyas capas consisten en anillos fusionados, con volantes, de seis miembros. Los vecinos más cercanos y próximos forman un complejo octaédrico irregular, con los tres átomos de cada capa doble ligeramente más cerca que los tres átomos de la siguiente. Este empaquetamiento relativamente compacto conduce a una alta densidad de 6,697 g / cm 3 , pero la unión débil entre las capas conduce a la baja dureza y fragilidad del antimonio.

Isótopos

El antimonio tiene dos isótopos estables : 121 Sb con una abundancia natural del 57,36% y 123 Sb con una abundancia natural del 42,64%. También tiene 35 radioisótopos, de los cuales el más longevo es 125 Sb con una vida media de 2,75 años. Además, se han caracterizado 29 estados metaestables . El más estable de estos es 120m1 Sb con una vida media de 5.76 días. Los isótopos que son más ligeros que el estable 123 Sb tienden a decaer por β + caries , y los que son más pesados tienden a decaer por β - caries , con algunas excepciones.

Ocurrencia

Stibnite , China CM29287 Muestra del Museo Carnegie de Historia Natural en exhibición en Hillman Hall of Minerals and Gems

La abundancia de antimonio en la Tierra corteza 's se estima que es de 0,2 a 0,5 partes por millón , comparables a talio en 0,5 partes por millón y la plata en 0,07 ppm. Si bien este elemento no es abundante, se encuentra en más de 100 especies minerales . El antimonio se encuentra a veces de forma nativa (por ejemplo, en antimonio pico ), pero más frecuentemente se encuentra en el sulfuro de estibina (Sb 2 S 3 ), que es el mineral predominante mineral .

Compuestos

Los compuestos de antimonio a menudo se clasifican según su estado de oxidación: Sb (III) y Sb (V). El estado de oxidación +5 es más estable.

Óxidos e hidróxidos

El trióxido de antimonio se forma cuando el antimonio se quema en el aire. En la fase gaseosa, la molécula del compuesto es Sb
4
O
6
, pero polimeriza al condensarse. Pentóxido de antimonio ( Sb
4
O
10
) sólo se puede formar por oxidación con ácido nítrico concentrado . El antimonio también forma un óxido de valencia mixta, tetróxido de antimonio ( Sb
2
O
4
), que incluye tanto Sb (III) como Sb (V). A diferencia de los óxidos de fósforo y arsénico , estos óxidos son anfóteros , no forman oxoácidos bien definidos y reaccionan con los ácidos para formar sales de antimonio.

Ácido antimónico Sb (OH)
3
se desconoce, pero la base conjugada antimonita de sodio ( [Na
3
SbO
3
]
4
) se forma al fusionar óxido de sodio y Sb
4
O
6
. También se conocen antimonitas de metales de transición. El ácido antimónico existe solo como hidrato HSb (OH)
6
, formando sales como el anión antimoniato Sb (OH)-
6
. Cuando se deshidrata una solución que contiene este anión, el precipitado contiene óxidos mixtos.

Muchos minerales de antimonio son sulfuros, incluida la estibina ( Sb
2
S
3
), piragirita ( Ag
3
SbS
3
), zinkenita , jamesonita y boulangerita . El pentasulfuro de antimonio no es estequiométrico y presenta antimonio en el estado de oxidación +3 y enlaces S – S. Se conocen varios tioantimónidos, tales como [Sb
6
S
10
]2−
y [Sb
8
S
13
]2−
.

Haluros

El antimonio forma dos series de haluros : SbX
3
y SbX
5
. Los trihaluros SbF
3
, SbCl
3
, SbBr
3
y SbI
3
son todos compuestos moleculares que tienen geometría molecular piramidal trigonal .

El trifluoruro SbF
3
se prepara mediante la reacción de Sb
2
O
3
con HF :

Sb
2
O
3
+ 6 HF → 2 SbF
3
+ 3 H
2
O

Es ácido de Lewis y acepta fácilmente iones de fluoruro para formar los aniones complejos SbF-
4
y SbF2−
5
. SbF fundido
3
es un conductor eléctrico débil . El tricloruro SbCl
3
se prepara disolviendo Sb
2
S
3
en ácido clorhídrico :

Sb
2
S
3
+ 6 HCl → 2 SbCl
3
+ 3 H
2
S
Estructura de SbF 5 gaseoso

Los pentahaluros SbF
5
y SbCl
5
tienen geometría molecular bipiramidal trigonal en la fase gaseosa, pero en la fase líquida, SbF
5
es polimérico , mientras que SbCl
5
es monomérico. SbF
5
es un potente ácido de Lewis utilizado para producir el ácido fluoroantimónico superácido ("H 2 SbF 7 ").

Los oxihaluros son más comunes para el antimonio que para el arsénico y el fósforo. El trióxido de antimonio se disuelve en ácido concentrado para formar compuestos de oxoantimonilo como SbOCl y (SbO)
2
ASI QUE
4
.

Antimonidos, hidruros y compuestos de organoantimonio

Los compuestos de esta clase generalmente se describen como derivados de Sb 3− . El antimonio forma antimonuros con metales, como el antimonuro de indio (InSb) y el antimonuro de plata ( Ag
3
Sb
). Los antimonuros de metales alcalinos y zinc, como Na 3 Sb y Zn 3 Sb 2 , son más reactivos. El tratamiento de estos antimónidos con ácido produce la estibina gaseosa altamente inestable , SbH
3
:

Sb3−
+ 3 H+
SbH
3

La estibina también se puede producir mediante el tratamiento de Sb3+
sales con reactivos de hidruro tales como borohidruro de sodio . La estibina se descompone espontáneamente a temperatura ambiente. Debido a que la estibina tiene un calor de formación positivo , es termodinámicamente inestable y, por lo tanto, el antimonio no reacciona directamente con el hidrógeno .

Los compuestos de organoantimonio se preparan típicamente mediante la alquilación de haluros de antimonio con reactivos de Grignard . Se conoce una gran variedad de compuestos con centros Sb (III) y Sb (V), que incluyen derivados, aniones y cationes cloroorgánicos mixtos. Los ejemplos incluyen Sb (C 6 H 5 ) 3 ( trifenilestibina ), Sb 2 (C 6 H 5 ) 4 (con un enlace Sb-Sb) y [Sb (C 6 H 5 )] n cíclico . Los compuestos de organoantimonio pentacoordinados son comunes, por ejemplo, Sb (C 6 H 5 ) 5 y varios haluros relacionados.

Historia

Un círculo sin sombrear coronado por una cruz.
Uno de los símbolos alquímicos del antimonio.

El sulfuro de antimonio (III) , Sb 2 S 3 , fue reconocido en el Egipto predinástico como un cosmético para los ojos ( kohl ) ya alrededor del 3100 a . C. , cuando se inventó la paleta cosmética .

En Telloh , Caldea (parte del actual Irak ), se encontró un artefacto, que se dice que es parte de un jarrón, hecho de antimonio que data de alrededor del 3000 a. C. encontrado en Egipto . Austen, en una conferencia de Herbert Gladstone en 1892, comentó que "solo conocemos el antimonio en la actualidad como un metal altamente quebradizo y cristalino, que difícilmente podría convertirse en un jarrón útil, y por lo tanto este notable 'hallazgo' (artefacto mencionado anteriormente) debe representar el arte perdido de hacer maleable el antimonio ".

El arqueólogo británico Roger Moorey no estaba convencido de que el artefacto fuera un jarrón, y mencionó que Selimkhanov, después de su análisis del objeto Tello (publicado en 1975), "intentó relacionar el metal con el antimonio natural de Transcaucasia" (es decir, el metal nativo) y que " los objetos de antimonio de Transcaucasia son todos pequeños adornos personales ". Esto debilita la evidencia de un arte perdido "de hacer maleable el antimonio".

El erudito romano Plinio el Viejo describió varias formas de preparar sulfuro de antimonio con fines médicos en su tratado de Historia natural . Plinio el Viejo también hizo una distinción entre formas de antimonio "masculinas" y "femeninas"; la forma masculina es probablemente el sulfuro, mientras que la forma femenina, que es superior, más pesada y menos friable, se sospecha que es antimonio metálico nativo.

El naturalista griego Pedanius Dioscórides mencionó que el sulfuro de antimonio se puede tostar calentándolo con una corriente de aire. Se cree que esto produjo antimonio metálico.

El metalúrgico italiano Vannoccio Biringuccio describió un procedimiento para aislar el antimonio.

El aislamiento intencional del antimonio es descrito por Jabir ibn Hayyan antes del 815 d.C. Una descripción de un procedimiento para aislar antimonio se da más tarde en el libro de 1540 De la pirotechnia de Vannoccio Biringuccio , anterior al libro más famoso de 1556 de Agricola , De re metallica . En este contexto, a menudo se le atribuye incorrectamente a Agricola el descubrimiento del antimonio metálico. El libro Currus Triumphalis Antimonii (El carro triunfal del antimonio), que describe la preparación del antimonio metálico, se publicó en Alemania en 1604. Se suponía que había sido escrito por un monje benedictino , con el nombre de Basilius Valentinus en el siglo XV; si fuera auténtico, que no lo es, sería anterior a Biringuccio.

El antimonio metálico era conocido por el químico alemán Andreas Libavius en 1615, quien lo obtuvo agregando hierro a una mezcla fundida de sulfuro de antimonio, sal y tartrato de potasio . Este procedimiento produjo antimonio con una superficie cristalina o estrellada.

Con el advenimiento de los desafíos a la teoría del flogisto , se reconoció que el antimonio es un elemento que forma sulfuros, óxidos y otros compuestos, al igual que otros metales.

El primer descubrimiento de antimonio puro natural en la corteza terrestre fue descrito por el científico sueco e ingeniero local del distrito de minas Anton von Swab en 1783; la muestra tipo se tomó de la mina Sala Silver en el distrito minero Bergslagen de Sala , Västmanland , Suecia .

Etimología

La forma latina medieval, de la que las lenguas modernas y el griego bizantino tardío toman sus nombres para el antimonio, es antimonio . El origen de esto es incierto; todas las sugerencias tienen alguna dificultad de forma o de interpretación. La etimología popular , de ἀντίμοναχός anti-monachos o antimoine francés , todavía tiene adeptos; esto significaría "asesino de monjes", y se explica porque muchos de los primeros alquimistas eran monjes y el antimonio era venenoso. Sin embargo, la baja toxicidad del antimonio (ver más abajo) hace que esto sea poco probable.

Otra etimología popular es la hipotética palabra griega ἀντίμόνος antimonos , "contra la soledad", explicada como "no encontrado como metal" o "no encontrado sin alear". Lippmann conjeturó una palabra griega hipotética ανθήμόνιον anthemonion , lo que significaría "florete", y cita varios ejemplos de palabras griegas relacionados (pero no que uno) que describen química o biológica eflorescencias .

Los primeros usos del antimonio incluyen las traducciones, en 1050-1100, de Constantino el Africano de tratados médicos árabes. Varias autoridades creen que el antimonio es una corrupción de escribas de alguna forma árabe; Meyerhof lo deriva de ithmid ; otras posibilidades incluyen athimar , el nombre árabe del metaloide, y un hipotético as-stimmi , derivado del griego o paralelo al mismo.

El símbolo químico estándar del antimonio (Sb) se le atribuye a Jöns Jakob Berzelius , quien derivó la abreviatura de stibium .

Las palabras antiguas para antimonio tienen en su mayoría, como su significado principal, kohl , el sulfuro de antimonio.

Los egipcios llamaron al antimonio mśdmt ; en los jeroglíficos , las vocales son inciertas, pero la forma copta de la palabra es ⲥⲧⲏⲙ (stēm). La palabra griega, στίμμι stimmi , es probablemente una palabra prestada del árabe o del egipcio stm.

O34
D46
G17 F21
D4

y es utilizado por poetas trágicos áticos del siglo V antes de Cristo. Los griegos posteriores también usaron στἰβι stibi , al igual que Celso y Plinio , en latín, en el siglo I d.C. Plinio también da los nombres Stimi , larbaris , alabastro y el platyoftalmos "muy común" , "ojo ancho" (por el efecto del cosmético). Los autores latinos posteriores adaptaron la palabra al latín como stibium . La palabra árabe para la sustancia, a diferencia del cosmético, puede aparecer como إثمد ithmid, athmoud, othmod o uthmod . Littré sugiere que la primera forma, que es la más temprana, deriva de stimmida , un acusativo de estimmi .

Producción

Producción mundial de antimonio en 2010
Tendencia de la producción mundial de antimonio

Principales productores y volúmenes de producción

El Servicio Geológico Británico (BGS) informó que en 2005 China era el principal productor de antimonio con aproximadamente el 84% de la participación mundial, seguida a distancia por Sudáfrica, Bolivia y Tayikistán. La mina Xikuangshan en la provincia de Hunan tiene los depósitos más grandes de China con un depósito estimado de 2,1 millones de toneladas métricas.

En 2016, según el Servicio Geológico de EE. UU. , China representó el 76,9% de la producción total de antimonio, seguida en segundo lugar por Rusia con el 6,9% y Tayikistán con el 6,2%.

Producción de antimonio en 2016
País Toneladas % del total
 porcelana 100.000 76,9
 Rusia 9.000 6,9
 Tayikistán 8.000 6.2
 Bolivia 4000 3.1
 Australia 3500 2,7
Top 5 124.500 95,8
Mundo total 130.000 100,0

Se espera que la producción china de antimonio disminuya en el futuro a medida que el gobierno cierre las minas y fundiciones como parte del control de la contaminación. Especialmente debido a la entrada en vigor de una ley de protección ambiental en enero de 2015 y la entrada en vigor de los "Estándares de emisión de contaminantes de Stanum, antimonio y mercurio" revisados, los obstáculos para la producción económica son mayores. Según la Oficina Nacional de Estadísticas de China, en septiembre de 2015 no se había utilizado el 50% de la capacidad de producción de antimonio en la provincia de Hunan (la provincia con mayores reservas de antimonio en China).

La producción reportada de antimonio en China ha disminuido y es poco probable que aumente en los próximos años, según el informe de Roskill. No se han desarrollado depósitos de antimonio importantes en China durante unos diez años, y las reservas económicas restantes se están agotando rápidamente.

Los productores de antimonio más grandes del mundo, según Roskill, se enumeran a continuación:

Los mayores productores de antimonio en 2010.
País Empresa Capacidad
(toneladas por año)
 porcelana Estrella centelleante de Hsikwangshan 55.000
 porcelana China Grupo de estaño 20.000
 porcelana Minería de Hunan Chenzhou 20.000
 porcelana Antimonio de Shenyang Huachang 15.000
 Rusia GeoProMining 6.500
 Canadá Beaver Brook 6.000
 Sudáfrica Murchison consolidado 6.000
 Myanmar varios 6.000
 Tayikistán Unzob 5.500
 Bolivia varios 5.460
 Australia Recursos de Mandalay 2.750
 pavo Cengiz y Özdemir Antimuan Madenleri 2.400
 Kazajstán Kazzinc 1.000
 Tailandia desconocido 600
 Kirguistán Kadamdzhai 500
 Laos SRS 500
 México Antimonio de EE. UU. 70

Reservas

Reservas mundiales de antimonio en 2015
País Reservas
(toneladas de contenido de antimonio)
% del total
 República Popular de China 950.000 47,81
 Rusia 350.000 17,61
 Bolivia 310 000 15.60
 Australia 140.000 7.05
 Estados Unidos 60.000 3,02
 Tayikistán 50.000 2.52
 Sudáfrica 27.000 1,36
Otros paises 100.000 5,03
Mundo total 1.987.000 100,0

Proceso de producción

La extracción de antimonio de los minerales depende de la calidad y composición del mineral. La mayor parte del antimonio se extrae como sulfuro; los minerales de menor ley se concentran por flotación por espuma , mientras que los de mayor grado se calientan a 500–600 ° C, la temperatura a la que la estibina se derrite y se separa de los minerales de ganga . El antimonio se puede aislar del sulfuro de antimonio crudo por reducción con chatarra de hierro:

Sb
2
S
3
+ 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS

El sulfuro se convierte en óxido; A continuación, el producto se tuesta, a veces con el fin de vaporizar el óxido de antimonio (III) volátil, que se recupera. Este material se utiliza a menudo directamente para las principales aplicaciones, siendo las impurezas arsénico y sulfuro. El antimonio se aísla del óxido mediante una reducción carbotérmica:

2 Sb
2
O
3
+ 3 C → 4 Sb + 3 CO
2

Los minerales de menor ley se reducen en altos hornos, mientras que los minerales de mayor ley se reducen en hornos de reverberación .

Riesgo de suministro y clasificación de minerales críticos

El antimonio se ha clasificado constantemente en los primeros lugares de las listas de riesgo europeas y estadounidenses con respecto a la criticidad del elemento que indica el riesgo relativo para el suministro de elementos químicos o grupos de elementos necesarios para mantener la economía y el estilo de vida actuales.

Dado que la mayor parte del antimonio importado a Europa y Estados Unidos procede de China, la producción china es fundamental para el suministro. A medida que China está revisando y aumentando las normas de control ambiental, la producción de antimonio se está volviendo cada vez más restringida. Además, las cuotas de exportación chinas de antimonio han ido disminuyendo en los últimos años. Estos dos factores aumentan el riesgo de suministro tanto para Europa como para EE. UU.

Europa

Según la Lista de riesgos de BGS 2015, el antimonio ocupa el segundo lugar más alto (después de los elementos de tierras raras) en el índice de riesgo de suministro relativo. Esto indica que actualmente tiene el segundo mayor riesgo de suministro de elementos químicos o grupos de elementos que tienen valor económico para la economía y el estilo de vida británicos. Además, el antimonio fue identificado como una de las 20 materias primas críticas para la UE en un informe publicado en 2014 (que revisó el informe inicial publicado en 2011). Como se ve en la Figura xxx, el antimonio mantiene un alto riesgo de oferta en relación con su importancia económica. El 92% del antimonio se importa de China, que es una concentración de producción significativamente alta.

nosotros

Se han realizado muchos análisis en los EE. UU. Para definir qué metales deben considerarse estratégicos o críticos para la seguridad de la nación. No existen definiciones exactas, y las opiniones sobre lo que constituye un mineral estratégico o crítico para la seguridad de Estados Unidos divergen.

En 2015, no se extrajo antimonio en los EE. UU., El metal se importa. En el período 2011-2014, el 68% del antimonio de Estados Unidos provino de China, el 14% de la India, el 4% de México y el 14% de otras fuentes. Actualmente no existen reservas gubernamentales de conocimiento público.

El "Subcomité de Cadenas de Suministro de Minerales Críticos y Estratégicos" de EE. UU. Ha examinado 78 recursos minerales entre 1996 y 2008. Encontró que un pequeño subconjunto de minerales, incluido el antimonio, ha caído en la categoría de minerales potencialmente críticos de manera constante. En el futuro, se realizará una segunda evaluación del subconjunto de minerales encontrado para identificar cuál debe definirse como de riesgo significativo y crítico para los intereses de Estados Unidos.

Aplicaciones

Aproximadamente el 60% del antimonio se consume en retardantes de llama y el 20% se utiliza en aleaciones para baterías, cojinetes lisos y soldaduras.

Retardantes de llama

El antimonio se utiliza principalmente como trióxido para compuestos ignífugos, siempre en combinación con retardadores de llama halogenados excepto en polímeros que contienen halógenos. El efecto retardante de llama del trióxido de antimonio se produce por la formación de compuestos de antimonio halogenados, que reaccionan con átomos de hidrógeno, y probablemente también con átomos de oxígeno y radicales OH, inhibiendo así el fuego. Los mercados de estos retardantes de llama incluyen ropa para niños, juguetes, aviones y fundas para asientos de automóviles. También se agregan a las resinas de poliéster en compuestos de fibra de vidrio para artículos tales como cubiertas de motores de aviones ligeros. La resina arderá en presencia de una llama generada externamente, pero se extinguirá cuando se retire la llama externa.

Aleaciones

El antimonio forma una aleación de gran utilidad con el plomo , aumentando su dureza y resistencia mecánica. Para la mayoría de las aplicaciones que involucran plomo, se utilizan cantidades variables de antimonio como metal de aleación. En las baterías de plomo-ácido , esta adición mejora la resistencia de la placa y las características de carga. Para los veleros, las quillas de plomo se utilizan para proporcionar momentos adrizantes, que van desde 600 libras hasta más de 200 toneladas para los superyates de vela más grandes; Para mejorar la dureza y la resistencia a la tracción de la quilla de plomo, se mezcla antimonio con plomo entre un 2% y un 5% en volumen. El antimonio se usa en aleaciones antifricción (como el metal Babbitt ), en balas y perdigones de plomo , revestimiento de cables eléctricos , tipo de metal (por ejemplo, para máquinas de impresión de linotipos ), soldadura (algunas soldaduras "sin plomo " contienen 5% de Sb), en peltre , y en el endurecimiento de aleaciones con bajo contenido de estaño en la fabricación de tubos de órgano .

Otras aplicaciones

Otras tres aplicaciones consumen casi todo el resto del suministro mundial. Una aplicación es como estabilizador y catalizador para la producción de tereftalato de polietileno . Otro es como agente clarificante para eliminar las burbujas microscópicas en el vidrio , principalmente para las pantallas de televisión: los iones de antimonio interactúan con el oxígeno, suprimiendo la tendencia de este último a formar burbujas. La tercera aplicación son los pigmentos.

El antimonio se utiliza cada vez más en semiconductores como dopante en obleas de silicio de tipo n para diodos , detectores de infrarrojos y dispositivos de efecto Hall . En la década de 1950, los emisores y colectores de transistores de unión de aleación npn se doparon con pequeñas perlas de una aleación de plomo y antimonio. El antimonuro de indio se utiliza como material para detectores de infrarrojos medios .

La biología y la medicina tienen pocos usos para el antimonio. Los tratamientos que contienen antimonio, conocidos como antimoniales , se utilizan como eméticos . Los compuestos de antimonio se utilizan como fármacos antiprotozoarios . El tartrato de antimonilo de potasio , o emético tártaro, se utilizó una vez como fármaco antiesquistosómico a partir de 1919. Posteriormente fue reemplazado por praziquantel . El antimonio y sus compuestos se utilizan en varias preparaciones veterinarias , como la anthiomalina y el tiomalato de antimonio y litio, como acondicionador de la piel en rumiantes . El antimonio tiene un efecto nutritivo o acondicionador sobre los tejidos queratinizados de los animales.

Los fármacos a base de antimonio , como el antimoniato de meglumina , también se consideran los fármacos de elección para el tratamiento de la leishmaniasis en animales domésticos . Además de tener índices terapéuticos bajos , los fármacos tienen una penetración mínima en la médula ósea , donde residen algunos amastigotes de Leishmania , y curar la enfermedad, especialmente la forma visceral, es muy difícil. El antimonio elemental como píldora de antimonio se usó una vez como medicamento. Otros pueden reutilizarlo después de la ingestión y eliminación.

El sulfuro de antimonio (III) se usa en las cabezas de algunos fósforos de seguridad . Los sulfuros de antimonio ayudan a estabilizar el coeficiente de fricción en los materiales de las pastillas de freno de los automóviles. El antimonio se utiliza en balas, trazadores de balas, pintura, arte en vidrio y como opacificante en el esmalte . El antimonio-124 se utiliza junto con el berilio en fuentes de neutrones ; los rayos gamma emitidos por el antimonio-124 inician la fotodisintegración del berilio. Los neutrones emitidos tienen una energía media de 24 keV. El antimonio natural se utiliza en fuentes de neutrones de inicio .

Históricamente, el polvo derivado del antimonio triturado ( kohl ) se ha aplicado a los ojos con una varilla de metal y con saliva, que los antiguos pensaban que ayudaba a curar las infecciones oculares. La práctica todavía se ve en Yemen y en otros países musulmanes.

Precauciones

Los efectos del antimonio y sus compuestos sobre la salud humana y ambiental difieren ampliamente. El antimonio metálico elemental no afecta la salud humana y ambiental. La inhalación de trióxido de antimonio (y partículas de polvo de Sb (III) poco solubles similares como el polvo de antimonio) se considera dañina y se sospecha que causa cáncer. Sin embargo, estos efectos solo se observan en ratas hembras y después de una exposición prolongada a altas concentraciones de polvo. Se presume que los efectos se atribuyen a la inhalación de partículas de Sb poco solubles que provocan una alteración del aclaramiento pulmonar, sobrecarga pulmonar, inflamación y, en última instancia, formación de tumores, no a la exposición a iones de antimonio (OCDE, 2008). Los cloruros de antimonio son corrosivos para la piel. Los efectos del antimonio no son comparables a los del arsénico; esto podría deberse a las diferencias significativas de absorción, metabolismo y excreción entre el arsénico y el antimonio.

Para la absorción oral, ICRP (1994) ha recomendado valores del 10% para el tártaro emético y del 1% para todos los demás compuestos de antimonio. Se estima que la absorción dérmica de metales es como máximo del 1% (HERAG, 2007). La absorción por inhalación de trióxido de antimonio y otras sustancias Sb (III) poco solubles (como el polvo de antimonio) se estima en un 6,8% (OCDE, 2008), mientras que para las sustancias Sb (V) se obtiene un valor <1%. El antimonio (V) no se reduce cuantitativamente a antimonio (III) en la célula y ambas especies existen simultáneamente.

El antimonio se excreta principalmente del cuerpo humano a través de la orina. El antimonio y sus compuestos no causan efectos agudos en la salud humana, con la excepción del tartrato de antimonio y potasio ("tártaro emético"), un profármaco que se usa intencionalmente para tratar pacientes con leishmaniasis .

El contacto prolongado de la piel con el polvo de antimonio puede causar dermatitis. Sin embargo, se acordó a nivel de la Unión Europea que las erupciones cutáneas observadas no son específicas de una sustancia, sino que probablemente se deben a un bloqueo físico de los conductos sudoríparos (ECHA / PR / 09/09, Helsinki, 6 de julio de 2009). El polvo de antimonio también puede ser explosivo cuando se dispersa en el aire; cuando está en un sólido a granel no es combustible.

El antimonio es incompatible con ácidos fuertes, ácidos halogenados y oxidantes; cuando se expone al hidrógeno recién formado, puede formar estibina (SbH 3 ).

El promedio de tiempo ponderado (TWA) de 8 horas se fija en 0,5 mg / m 3 por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales y por la Administración de Seguridad y Salud en el Trabajo (OSHA) como un legal límite de exposición permisible (PEL) en el lugar de trabajo . El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 0,5 mg / m 3 como TWA de 8 horas.

Los compuestos de antimonio se utilizan como catalizadores para la producción de tereftalato de polietileno (PET). Algunos estudios informan una leve filtración de antimonio de las botellas de PET a los líquidos, pero los niveles están por debajo de las pautas para el agua potable. Las concentraciones de antimonio en los concentrados de jugo de frutas fueron algo más altas (hasta 44,7 µg / L de antimonio), pero los jugos no están sujetos a las regulaciones de agua potable. Las pautas para el agua potable son:

La ingesta diaria tolerable (IDT) propuesta por la OMS es de 6 µg de antimonio por kilogramo de peso corporal. El valor de peligro inmediato para la vida o la salud (IDLH) del antimonio es de 50 mg / m 3 .

Toxicidad

Ciertos compuestos de antimonio parecen ser tóxicos, particularmente el trióxido de antimonio y el tartrato de antimonio y potasio. Los efectos pueden ser similares a los de la intoxicación por arsénico. La exposición ocupacional puede causar irritación respiratoria, neumoconiosis , manchas de antimonio en la piel, síntomas gastrointestinales y arritmias cardíacas. Además, el trióxido de antimonio es potencialmente cancerígeno para los seres humanos.

Se han observado efectos adversos para la salud en humanos y animales luego de exposición por inhalación, oral o dérmica a antimonio y compuestos de antimonio. La toxicidad del antimonio suele ocurrir debido a la exposición ocupacional, durante la terapia o por ingestión accidental. No está claro si el antimonio puede ingresar al cuerpo a través de la piel. La presencia de niveles bajos de antimonio en la saliva también puede estar asociada con la caries dental .

Ver también

Notas

Referencias

Bibliografía

enlaces externos