Історія Правити
Сурму застосовували в країнах Сходу за 3000 років до нашої ери. Латинська назва елемента пов'язане з мінералом «стиби», з якого в Стародавній Греції отримували сурму. Російське «сурма» походить від турецького «surme» - чорнити брови (порошок для чорніння брів готували з мінералу сурм'яний блиск). Згідно з іншою теорією, від перського "сурме" - метал. У 15 столітті чернець Василь Валентин описав процес отримання сурми, зі сплаву зі свинцем для відливання типографського шрифту. Природну сірчисту сурму він назвав сурьмяной склом. У середні століття використовували препарати сурми в медичних цілях, головним чином для викликання блювоти: пігулки з сурми, вино, витримане в чашах з сурми (при цьому утворювався «блювотний камінь» K [C4 H2 O6 Sb (OH) 2] · 1 / 2H2 O).
отримання Правити
Сурму отримують сплавом сульфіду Sb2 S3 з залізом: Sb2 S3 + 3Fe = 2Sb + 3FeS; випалюванням сульфіду Sb2 S3 і відновленням отриманого оксиду вугіллям: Sb2 S3 + 5O2 = Sb2 O4 + 3SO2. Sb2 O4 + 4C = 2Sb + 4CO. Чисту сурму (99,9%) отримують електролітичним рафінуванням. Сурму витягають також з свинцевих концентратів, отриманих при переробці поліметалічних руд.
Фізичні та хімічні властивості Правити
Сурма - сріблясто-сірий з синюватим відтінком крихкий метал. Сіра сурма, Sb I, з ромбоедричної гратами, стійка при звичайних умовах. Температура плавлення 630,5 ° C, кипіння 1634 ° C. Щільність 6,69 г / см3. При 5,5 ГПа Sb I переходить в кубічну модифікацію Sb II, при тиску 8,5 ГПа - в гексагональну Sb III, вище 28 ГПа - Sb IV. Сіра сурма має шарувату структуру, де кожен атом Sb пірамідально пов'язаний з трьома сусідами по шару (міжатомна відстань 0,288 нм) і має трьох найближчих сусідів в іншому шарі (міжатомна відстань 0,338 нм).
Відомі три аморфні модифікації сурми. Жовта сурма утворюється при дії кисню на рідкий стибин SbH3 і містить незначні кількості сполук водню. При нагріванні або освітленні жовта сурма переходить в чорну сурму (щільність 5,3 г / см3), що володіє напівпровідниковими властивостями.
При електролізі SbCl3 при малих щільності струму утворюється вибухова сурма, що містить невеликі кількості хімічно зв'язаного хлору (вибухає при терті). Чорна сурма при нагріванні без доступу повітря до 400 ° C і вибухова сурма при розтиранні перетворюються в металеву сіру сурму. Металева сурма (Sb I) - напівпровідник. Ширина забороненої зони 0,12 еВ. Діамагнітна. При кімнатній температурі металева сурма дуже крихка і легко розтирається в порошок в ступці, вище 310 ° C - пластична, також пластичні монокристали сурми високої чистоти.
З деякими металами сурма утворює антімоніди: антимонід олова SnSb, нікелю Ni2 Sb3. NiSb, Ni5 Sb2 і Ni4 Sb. Сурма не взаємодіє з соляною. плавиковою та сірчаної кислотами.
З концентрованою азотною кислотою утворюється погано розчинна b-сурьмяная кислота HSbO3. 3Sb + 5HNO3 = 3HSbO3 + 5NO + H2 O.
Сурма стійка на повітрі до 600 ° C. При подальшому нагріванні окислюється до Sb2 O3. 4Sb + 3O2 = 2Sb2 O3.
При нагріванні Sb2 O3 вище 700 ° C в кисні утворюється оксид складу Sb2 O4. 2Sb2 O3 + O2 = 2Sb2 O4. Цей оксид одночасно містить Sb (III) і Sb (V). У його структурі з'єднані один з одним октаедричні угруповання [Sb III O6] і [Sb V O6].
При обережному зневодненні сурм'яних кислот утворюється пентаоксид сурми Sb2 O5. 2HSbO3 = Sb2 O5 + H2 O, що виявляє кислотні властивості: Sb2 O5 + 6NaOH = 2Na3 SbO4 + 3H2 O, і є окислювачем: Sb2 O5 + 10HCl = 2SbCl3 + 2Cl2 + 5H2 O.
Солі сурми легко гідролізуються. Випадання гідроксосолей починається при pH 0,5-0,8 для Sb (III) і pH 0,1 для Sb (V). Склад продукту гідролізу залежить від співвідношення сіль / вода і послідовності внесення реагентів: SbCl3 + H2 O = SbOCl + 2HCl, 4SbCl3 + 5H2 O = Sb4 O5 Cl2 + 10HCl.
З фтором сурма утворює пентафторид SbF5. При його взаємодії з плавиковою кислотою HF виникає сильна кислота H [SbF6].
Сурма горить при внесенні її порошку в Cl2 з утворенням суміші пентахлориду SbCl5 і трихлорида SbCl3. 2Sb + 5Cl2 = 2SbCl5. 2Sb + 3Cl2 = 2SbCl3.
Під дією водню на солі Sb виділяється газ стибин SbH3. SbCl3 + 4Zn + 5HCl = 4ZnCl2 + SbH3 + H2. Стибин при нагріванні розкладається на Sb і H2.
Отримано органічні сполуки сурми, похідні стибин, наприклад, oріметілстібін Sb (CH3) 3. 2SbCl3 + 3Zn (CH3) 2 = 3ZnCl2 + 2Sb (CH3) 3.
застосування Правити
Виробництво сплавів Правити
Сурма - компонент сплавів на основі свинцю та олова (для акумуляторних пластин, друкарських шрифтів, підшипників, захисних екранів для роботи з джерелами іонізуючих випромінювань. Посуду), на основі міді та цинку (для художнього лиття).
Чисту сурму використовують для отримання антимонидов з напівпровідниковими властивостями. Входить до складу складних лікарських синтетичних препаратів. При виготовленні гуми використовують пентасульфід сурми Sb2 S5.
Дуже важливе значення в ядерній технології мають деякі ізотопи сурми, і зокрема в технології ядерних озброєнь має піроантімонат ртуті (оксістібат) з відповідним ізотопним складом (яке послужило в значній мірі поширенню легенд про так званої "червоної ртуті". Особливість цієї речовини полягає в тому що воно є свого роду багатофункціональним ядерним каталізатором (коефіцієнт розмноження нейтронів 7-9) і має дуже строго враховуватись будь-якою країною з огляду на загрози ядерного тероризму.
ціни Правити
Ціни на металеву сурму в злитках чистотою 99% склали близько 6,5 дол / кг.
Теллурид сурми застосовується як компонент термоелектричних сплавів (термо-е.р.с 100-150 мкВ / К) з телуриду вісмуту.
Біологічна роль і вплив на організм Правити
Нaкаплівается в щитовидній залозі. пригнічує її функцію і викликає ендемічний зоб. Однак, потрапляючи в травний тракт, з'єднання сурми не викликають отруєння, так як солі Sb (III) там гідролізуються з утворенням малорозчинних продуктів.
Пил і пари сурми викликають носові кровотечі. сурьмяной «ливарну лихоманку», пневмосклероз. вражають шкіру, порушують статеві функції. 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 воді 0,05 мг / л.