1. Генетичні групи і промислові типи родовищ [ правити | правити код ]
2. Місце народження [ правити | правити код ]
3. резерви [ правити | правити код ]
4. електроніка [ правити | правити код ]
5. Термоелектричні матеріали [ правити | правити код ]
6. Біологічна роль і вплив на організм [ правити | правити код ]

open wikipedia design.

сурма ← олово | телур → металоїди сріблясто-білого кольору Назва, символ, номер Сурма / Stibium (Sb), 51 атомна маса
( молярна маса ) 121,760 (1) [1] а. е. м. ( г / моль ) Електронна конфігурація [Kr] 4d10 5s2 5p3 радіус атома 159 пм ковалентний радіус 140 пм радіус іона (+ 5e) 62 (-3e) 245 пм електронегативність 2,05 [2] (Шкала Полінга) електродний потенціал 0 ступені окислення 5, 3, -3 енергія іонізації
(Перший електрон) 833,3 (8,64) кДж / моль ( еВ ) щільність (при н. у. ) 6,691 г / см³ Температура плавлення 903,9 K Температура кипіння 1908 K Уд. теплота плавлення 20,08 кДж / моль Уд. теплота випаровування 195,2 кДж / моль Питома теплоємність 25,2 [3] Дж / (K моль) молярний об'єм 18,4 см ³ / моль Структура ґратки трігональная параметри решітки a hex = 4,307; c hex = 11,27 [4] Ставлення c / a 2,62 температура Дебая 200 K теплопровідність (300 K) 24,43 Вт / (м · К) номер CAS 7440-36-0 51

сурма

4d105s25p3

сурма ( хімічний символ - Sb; лат. S ti b ium) - хімічний елемент 15-й групи (за застарілою класифікації - головної підгрупи п'ятої групи) п'ятого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва ; має атомний номер 51. проста речовина сурма - напівметал сріблясто-білого кольори з синюватим відтінком, грубозернистого будови. Відомі чотири металевих аллотропних модифікацій сурми, що існують при різних тисках, і три аморфні модифікації (вибухова, чорна і жовта сурма) [3] .

Сурма відома з глибокої давнини. У країнах Сходу вона використовувалася приблизно за 3000 років до н. е. для виготовлення посудин. У Стародавньому Єгипті вже в XIX в. до н. е. порошок сурьмяного блиску (природний Sb2S3) під назвою mesten або stem застосовувався для чорніння брів. В Стародавній Греції він був відомий як στίμμι і στίβι, звідси лат. stibium [5] . Близько XII-XIV ст. н. е. з'явилася назва antimonium. Детальний опис властивостей і способів отримання сурми і її з'єднань вперше дано алхіміком Василем Валентином (Німеччина) в 1604 році. В 1789 році А. Лавуазьє включив сурму до списку хімічних елементів під назвою antimoine [6] (сучасний англійський antimony, іспанську та італійську antimonio, німецький Antimon). Російське слово «сурма» походить від турецького і кримсько-татарського sürmä [7] ; їм позначався порошок свинцевого блиску PbS, також служив для чорніння брів (за іншими даними, «сурма» - від перського «сурме» - метал).

Кларк сурми - 500 мг / т. Її зміст в вивержених породах в загальному нижче, ніж в осадових. З осадових порід найбільш високі концентрації сурми відзначаються в глинистих сланцях (1,2 г / т), боксити і фосфоритах (2 г / т) і найнижчі в вапняках і пісковиках (0,3 г / т). Підвищені кількості сурми встановлені в золі вугілля. Сурма, з одного боку, в природних з'єднаннях має властивості металу і є типовим халькофільнимі елементом , утворюючи антимоніт . З іншого боку вона має властивості металоїди, що проявляються в утворенні різних сульфосолей - бурноніта, буланжеріта, тетраедріта, джемсоніта, піраргіріта і ін. З такими металами, як мідь , миш'як і паладій , Сурма може давати интерметаллические з'єднання. Іонний радіус сурми Sb3 + найбільш близький до іонних радіусів миш'яку і вісмуту , Завдяки чому спостерігається изоморфное заміщення сурми і миш'яку в бляклих рудах і геокроніте Pb5 (Sb, As) 2S8 і сурми і вісмуту в кобелліте Pb6FeBi4Sb2S16 і ін. Сурма в невеликих кількостях (грами, десятки, рідко сотні г / т) відзначається в галеніту, сфалериту , Вісмутином, реальгару та інших сульфідах . Летючість сурми в ряді її сполук порівняно невисока. Найбільш високу летючість володіють галогеніди сурми SbCl3. У гіпергенних умовах (в приповерхневих шарах і на поверхні) антимоніт піддається окисленню приблизно за такою схемою: Sb2S3 + 6O2 = Sb2 (SO4) 3. Виникає при цьому сульфат окису сурми дуже нестійкий і швидко гідролізує, переходячи в сурм'яні охри - сервант Sb2O4, стібіоконіт Sb2O4 • nH2O, Валентина Sb2O3 і ін. Розчинність у воді досить низька (1,3 мг / л), але вона значно зростає в розчинах лугів і сірчистих металів з утворенням Тіокислоти типу Na3SbS3. Зміст в морській воді - 0,5 мкг / л [8] . Головне промислове значення має антимоніт Sb2S3 (71,7% Sb). Сульфосолі тетраедра Cu12Sb4S13, бурноніт PbCuSbS3, буланжерит Pb5Sb4S11 і Джемсоніт Pb4FeSb6S14 мають невелике значення.

Генетичні групи і промислові типи родовищ [ правити | правити код ]

У низько- і середньотемпературних гідротермальних жилах з рудами срібла, кобальту і нікелю, також в сульфідних рудах складного складу.

Місце народження [ правити | правити код ]

Родовища сурми відомі в ПАР , Алжирі , Азербайджані , Таджикистані , Болгарії , Росії , Фінляндії , Казахстані , Сербії , Китаї , Киргизії [9] [10] .

За даними дослідницької компанії Roskill, в 2010 році 76,75% світового виробництва сировини сурми доводилося на Китай (120 462 т, включаючи офіційне і неофіційне виробництво), друге місце за обсягами виробництва займала Росія (4,14%; 6500 т), третє - М'янма (3,76%; 5897 т). Серед інших великих виробників - Канада (3,61%; 5660 т), Таджикистан (3,42%; 5370 т) і Болівія (3,17%; 4980 т). Всього у 2010 році в світі було вироблено 196 484 тонн сурми (з яких вторинне виробництво становило 39 540 тонн) [11] .

У 2010 році офіційне виробництво сурми в Китаї знизилося в порівнянні з 2006-2009 роками і найближчим часом навряд чи збільшиться, йдеться в звіті Roskill [11] .

У Росії найбільший виробник сурми - це холдинг GeoProMining (6500 тонн в 2010 р), який займається видобутком і обробкою сурми на належних йому виробничих комплексах «Сарилах-Сурма» та «Зірка» в Республіці Саха (Якутія) [12] .

резерви [ правити | правити код ]

Згідно зі статистичними даними Геологічної служби США :

Природна сурма є сумішшю двох ізотопів : 121Sb ( ізотопна поширеність 57,36%) і 123Sb (42,64%). Єдиний долгоживущий радіонуклід - 125Sb з періодом напіврозпаду 2,76 року, всі інші ізотопи та ізомери сурми мають період напіврозпаду, після закінчення десятиденного строку.

Порогова енергія для реакцій з вивільненням нейтрона (першого):

• 121Sb - 9,248 МеВ,
• 123Sb - 8,977 МеВ,
• 125Sb - 8,730 МеВ.

Сурма у вільному стані утворює сріблясто-білі кристали з металевим блиском, щільність - 6,68 г / см ³. Нагадуючи зовнішнім виглядом метал, кристалічна сурма має більшу крихкістю і меншою тепло- і електропровідністю [ прояснити ] [14] . На відміну від більшості інших металів, при застиганні розширюється [15] . Домішка сурми знижує точки плавлення і кристалізації свинцю, а сам сплав при затвердінні кілька розширюється в обсязі. У порівнянні зі своїми гомологами по групі - миш'яком і вісмутом, для яких теж характерна наявність як металевих так і неметалевих властивостей, металеві властивості сурми злегка переважають над неметалевими, у миш'яку властивості металу, у вісмуту - навпаки властивості неметалла - виражені слабо.

Основний спосіб отримання - випал сульфідних руд з подальшим відновленням оксиду вугіллям [16] :

2 S b 2 S 3 + 9 O 2 → to C 6 SO 2 ↑ + 2 S b 2 O 3 {\ displaystyle {\ mathsf {2Sb_ {2} S_ {3} \ + \ 9O_ {2} \ {\ xrightarrow {t ^ {o} C}} \ 6SO_ {2} \ uparrow + \ 2Sb_ {2} O_ {3} \}}} S b 2 O 3 + 3 C → to C 2 S b + 3 CO ↑ {\ displaystyle {\ mathsf {Sb_ {2} O_ {3} \ + \ 3C \ {\ xrightarrow {t ^ {o} C}} \ 2Sb \ + \ 3CO \ uparrow}}}

З багатьма металами утворює интерметаллические з'єднання - антімоніди . Основні валентні стану в сполуках: III і V.

Окислюють концентровані кислоти активно взаємодіють з сурмою.

2 S b + 6 H 2 SO 4 ⟶ S b 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 ↑ + 6 H 2 O {\ displaystyle {\ mathsf {2Sb \ + \ 6H_ {2} SO_ {4} \ \ longrightarrow \ Sb_ {2} (SO_ {4}) _ {3} \ + \ 3SO_ {2} \ uparrow + \ 6H_ {2} O}}} S b + 5 HNO 3 ⟶ H 3 S b O 4 + 5 NO 2 ↑ + H 2 O {\ displaystyle {\ mathsf {Sb \ + \ 5HNO_ {3} \ \ longrightarrow \ H_ {3} SbO_ {4} \ + \ 5NO_ {2} \ uparrow + \ H_ {2} O}}}

Сурма розчинна в « царській горілці »:

3 S b + 18 HC l + 5 HNO 3 ⟶ 3 H [S b C l 6] + 5 NO ↑ + 10 H 2 O {\ displaystyle {\ mathsf {3Sb \ + \ 18HCl \ + \ 5HNO_ {3} \ \ longrightarrow \ 3H [SbCl_ {6}] \ + \ 5NO \ uparrow + \ 10H_ {2} O}}}

Сурма легко реагує з галогенами:

• з йодом в інертному атмосфері при незначному нагріванні:

2 S b + 3 I 2 ⟶ 2 S b I 3 {\ displaystyle {\ mathsf {2Sb \ + \ 3I_ {2} \ \ longrightarrow \ 2SbI_ {3} \}}}

• з хлором реагує по-різному, в залежності від температури:

2 S b + 3 C l 2 → 20 o C 2 S b C l 3 {\ displaystyle {\ mathsf {2Sb \ + \ 3Cl_ {2} \ {\ xrightarrow {20 ^ {o} C}} \ 2SbCl_ {3 } \}}} 2 S b + 5 C l 2 → 80 o C 2 S b C l 5 {\ displaystyle {\ mathsf {2Sb \ + \ 5Cl_ {2} \ {\ xrightarrow {80 ^ {o} C}} \ 2SbCl_ {5 } \}}}

Сурма все більше застосовується в напівпровідникової промисловості при виробництві діодів, інфрачервоних детекторів, пристроїв з ефектом Холла . Є компонентом свинцевих сплавів, що збільшує їх твердість і механічну міцність. Область застосування включає:

• батареї;
• антифрикційні сплави;
• друкарські сплави;
• стрілецька зброя і трасуючі кулі;
• оболонки кабелів;
• сірники;
• ліки, протипротозойні кошти;
• пайка - деякі безсвинцеві припої містять 5% Sb;
• використання в лінотипних друкованих машинах.

Разом з оловом і міддю сурма утворює металевий сплав - баббит , Що володіє антифрикційними властивостями і використовується в підшипниках ковзання. Також Sb додається до металів, призначеним для тонких виливків.

З'єднання сурми в формі оксидів, сульфідів, антімоната натрію і трихлорида сурми, застосовуються у виробництві вогнетривких з'єднань, керамічних емалей, скла, фарб і керамічних виробів. Триоксид сурми є найбільш важливим із з'єднань сурми і головним чином використовується в вогнестійких композиціях. Сульфід сурми є одним з інгредієнтів в сірникових головках.

Природний сульфід сурми, стибніт, використовували в біблійні часи в медицині і косметиці. Стибніт досі використовується в деяких країнах, що розвиваються як ліки.

З'єднання сурми, наприклад, меглюмін антімоніат (глюкантім) і натрію стібоглюконат (пентостам), застосовуються в лікуванні лейшманіозу .

електроніка [ правити | правити код ]

Входить до складу деяких припоев . Також може використовуватися в якості легуючої домішки до напівпровідників (Донор електронів для кремнію і германію).

Термоелектричні матеріали [ правити | правити код ]

теллурид сурми застосовується як компонент термоелектричних сплавів (Термо-ЕРС 150-220 мкВ / К) з телуриду вісмуту.

Біологічна роль і вплив на організм [ правити | правити код ]

Сурма токсична. Відноситься до мікроелементів. Її зміст в організмі людини становить 10-6% по масі. Постійно присутній в живих організмах, фізіологічна і біохімічна роль не з'ясована. Сурма проявляє подразнюючу і кумулятивна дія. накопичується в щитовидній залозі , Пригнічує її функцію і викликає ендемічний зоб . Однак, потрапляючи в шлунково-кишковий тракт , Сполуки сурми не викликають отруєння, так як солі Sb (III) там гідролізуються з утворенням малорозчинних продуктів. При цьому з'єднання сурми (III) більш токсичні, ніж сурми (V). Пил і пари Sb викликають носові кровотечі, сурьмяной « ливарну лихоманку », пневмосклероз , Вражають шкіру, порушують статеві функції. Поріг сприйняття присмаку у воді - 0,5 мг / л. Смертельна доза для дорослої людини - 100 мг, для дітей - 49 мг. Для аерозолів сурми ГДК в повітрі робочої зони 0,5 мг / м³, в атмосферному повітрі 0,01 мг / м³. ГДК в грунті 4,5 мг / кг. У питній воді сурма відноситься до 2 класу небезпеки, має ГДК 0,005 мг / л [17] , Встановлену по санітарно-токсикологічному лімітуючої ознаки шкідливості . У природних водах норматив вмісту становить 0,05 мг / л. У стічних промислових водах, що скидаються на очисні споруди, які мають біофільтри, вміст сурми не повинна перевищувати 0,2 мг / л [18] .

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 року (IUPAC Technical Report) (Англ.) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85, no. 5. - P. 1047-1078. - DOI : 10.1351 / PAC-REP-13-03-02 .
2. ↑ Antimony: electronegativities (Англ.). WebElements. Дата звернення 15 липня 2010 року.
3. ↑ 1 2 Редкол.: Зефиров Н. С. (гол. Ред.). Хімічна енциклопедія: у 5 т. - Москва: Радянська енциклопедія, 1995. - Т. 4. - С. 475. - 639 с. - 20 000 прим. - ISBN 5-85270-039-8.
4. ↑ WebElements Periodic Table of the Elements | Antimony | crystal structures
5. ↑ Walde A., Hofmann JB Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Heidelberg: Carl Winter's Universitätsbuchhandlung, 1938. - Т. 2. - S. 591.
6. ↑ Lavoisier, Antoine. Traité Élémentaire de Chimie, présenté dans un ordre nouveau, et d'après des découvertes modernes . - Paris: Cuchet, Libraire, 1789. - P. 192.
7. ↑ Фасмер М. Етимологічний словник російської мови . - Прогрес. - М., 1964-1973. - Т. 3. - С. 809.
8. ↑ JP Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
9. ↑ родовище сурми
10. ↑ Категорія: Родовища сурми - wiki.web.ru
11. ↑ 1 2 Study of the Antimony market by Roskill Consulting Group (неопр.) (Недоступна посилання). Дата обігу 9 квітня 2012. Читальний зал 18 жовтня 2012 року.
12. ↑ GeoProMining: Sarylakh-Surma, Zvezda (неопр.). Читальний зал 28 травня 2012 року.
13. ↑ Antimony Uses, Production and Prices Primer (неопр.) (Недоступна посилання). Дата обігу 9 квітня 2012. Читальний зал 25 жовтня 2012 року.
14. ↑ Глінка Н. Л. «Загальна хімія», - Л. Хімія, 1983р
15. ↑ сурма // енциклопедичний словник юного хіміка. 2-е изд. / Упоряд. В. А. Крицман, В. В. станції. - М.: Педагогіка , 1990. - С. 235. - ISBN 5-7155-0292-6 .
16. ↑ Неорганічна хімія: У 3т. / Під ред. Ю. Д. Третьякова. Т. 2: Хімія неперехідних елементів: підручник для студ. установ вищ проф. освіти / А. А. Дроздов, В. П. Зломанов, Г. Н. Мазо, Ф. М. Спиридонов - 2-е изд., перераб. - М.: Видавничий центр «Академія», 2011. - 368 с.
17. ↑ ГН 2.1.5.1315-03 ГДК хімічних речовин у воді водних об'єктів господарсько-питного та культурно-побутового водокористування
18. ↑ Алексєєв А. І. та ін. «Критерії якості водних систем», - СПб. Хіміздат, 2002р