Sb

Antimoon


Antimoon is een metalloïde of semi-metaal, dat in de meest stabiele verschijningsvorm onmiskenbaar metallische eigenschappen heeft. De hedendaagse toepassing van antimoon ligt vooral op het gebied van de halfgeleidertechnologie. Toch heeft het element een lange geschiedenis, als legeringselement in lood, tin en koper (brons) en als kleurstof in cosmetica (mascara). In combinatie met fluoride ontstaat één van de meest zure verbindingen die er bestaan, met een pH van -31.
Symbool Sb Protonen/elektronen 51
Groep 15 Isotopen 121Sb, 123Sb
Periode Elektronenconfiguratie [Kr] 5s2 4d10 5p3
Blok p Elektronegativiteit 1,8 (Pauling)
Bij kamertemperatuur vast Atoomstraal 141 10-12m
Dichtheid 6690 kg m-3 Relatieve atoommassa 121.75
Smeltpunt 631 oC
(904 K)
Soortelijke warmte J kg-1K-1
Kookpunt 1587 oC
(1860 K)
Warmtegeleidingscoëfficiënt W m-1K-1

Loodaccu

Antimoon is een helangrijk legeringselement voor het verbeteren van de eigenschappen van lood. Aan het lood van de platen van accu's wordt ongeveer 4 % antimoon toegevoegd om de hardheid en de corrosiebestendigheid te verhogen.

Hagelkorrel

Aangezien loodkorrels te zacht zijn, maakt men voor hagelpatronen in de jacht gebruik van een legering van lood met 1,5 % antimoon (of bismut).

 

Brandvertrager

Antimoontrioxide (Sb2O3) is een populaire brandvertrager voor kunststoffen en textiel. Deze stof verbetert bovendien de lichtbestendigheid van kunststoffen. Ook natriumantimonaat is een veelgebruikte brandvertrager.  PVC bevat 5 tot 15 % brandvertragers; polystyreen ongeveer 7 %.

 

Infrarooddetector

Sommige antimoon bevattende halfgeleiders (onder meer gallium- en indiumantimonide; GaSb, InSb) zijn gevoelig voor infrarood licht en worden toegepast in infrarooddetecto­ren.

Meer toepassingen


Als element en in legeringen

  • Brittania-metaal (70 - 94 % Sn, 5 - 24 % Sb, tot 5 % Cu) wordt toegepast als lagermetaal en voor 'tinnen' serviesgoed   
  • bescherm- en kleurlaagje op metaal
  • halfgeleiders (zeer zuiver Sb)
  • thermokoppels, thermostaat in koelkasten (Zn/Sb; Sb/Se)
  • toevoeging aan metaal voor luidklokken

In verbindingen

  • bactericide                                                                                                    C6­H5­SbCl2
  • doteren van halfgeleiders                                                                             SbH3
  • glaskleuring voor lampen (rood)                                                                   Sb2O3                      
  • goudkleuren van glas of porselein                                                                Pb3(SbO4)2
  • halfgeleiders                                                                                                 PbSb, GaSb, AsSb              
  • In de kop van veiligheidslucifers                                                                   antimoon(III)sulfide
  • katalysator bij de bereiding van polyesters, PET                                          Sb2O3
  • kleuren ('platen') van metaal
    - brons                                                                                                          SbCl3 op Fe  
    - zwart                                                                                                           SbCl3 op Zn 
    - bruin, o.a. geweerkolven                                                                            Na3­SbCl6
  • lichtspoormunitie                                                                                          Sb2S3
  • parasietenbestrijding bij knaagdieren                                                          natriumantimonylgluconaat
  • pigment voor verf, kunststof en gummi, glazuur en glas
    - rood                                                                                                           Sb2S3
    - geel                                                                                                            Sb2S5
  • spiegels (opdampen van een laagje Sb)                                                      SbH3
  • vulkaniseren van rubber (tevens geel pigment)                                           Sb2S5                       
  • vuurwerk
    - rode kleur                                                                                                   Sb2S3, Sb2S5
    - bengaals vuur                                                                                            Sb2(SO4)3
  • vuursteentjes                                                                                               Sb2S

Naam

De naam antimoon, al sinds de negende eeuw in gebruik, is waarschijnlijk afgeleid van het Arabische al-uthmud, dat spiesglans betekent. Het glanzende karakter van antimoon ligt daaraan ten grondslag. Volgens andere bronnen is antimoon afgeleid van het Griekse anthemonion, voor bloesem. Een derde mogelijke oorsprong is de combinatie van de Griekse woorden anti en monos. Vrij vertaald komt dat neer op niet alleen. Antimoon wordt doorgaans samen met andere metalen gevonden.

Het symbool Sb vindt zijn oorsprong in de oude Latijnse naam voor antimoon, stibium. Dit is weer afkomstig van het Griekse stibi voor blijvend. Deze naam was al in de Oudheid bekend en heeft waarschijnlijk te maken met het 'blijvende karakter' van het als mascara gebruikte antimoonsulfide.

 

Ontdekking

Antimoon was al bij de Babyloniërs en de Chinezen bekend. Er zijn gebruiksvoorwerpen gevonden uit metallisch antimoon daterend rond 4000 v. Chr.. Ook is het gebruikt van antimoonsulfide als geneesmiddel beschreven. Zwarte antimoonsulfide werd al in de Oudheid gebruikt als mascara, een (vloeibare) kleurstof om oogharen en wenkbrauwen te kleuren. Het werd pas in de tachtiger jaren van de 20e eeuw vervangen door andere kleurstoffen.

In de Middeleeuwen werd antimoon onder andere door Paracelsus aangeprezen als middel tegen alle mogelijke kwalen. Een aantal bereidingswijzen van antimoon of verbindingen daarvan wordt beschreven in "Currus triomphalis antimoniï" (vrij vertaald: "De zegekar van antimoon"), een boek dat rond 1470 door Basilius Valentinus werd uitgegeven.

Zowel het element als het sulfide werden tot het eind van de 18e eeuw aangeduid als antimoon.

Voorkomen

Antimoon staat op plaats 65 in de lijst van meest voorkomende elementen in de aardkorst. Het gewichtsaandeel bedraagt 2.10-5 %.

 

De belangrijkste mineralen zijn:

  • allemontiet (foto)                                             AsSb (met As of Sb)
  • boulangeriet                                                    Pb5Sb4S11
  • cervantiet                                                        Sb+3Sb+5O4
  • dyscrasiet                                                       Ag3Sb
  • jamesoniet                                                      FePb4Sb6S14
  • kermesiet                                                        Sb2S2O                      
  • livingstoniet                                                     HgSb4O8
  • pyrargyriet                                                      Ag3SbS3
  • senarmontiet                                                  Sb2O3
  • stibniet, antimoniet of grauwspiesglans          Sb2S3
  • ullmanniet                                                       NiSbS
  • valentiniet of antimoonbloed                           Sb2O3
  • wolfsbergiet                                                    CuSbS
  • zinkeniet                                                         Pb9Sb22S42

Antimoon wordt ook in gedegen toestand (als metaal) aangetroffen.

Winning

De belangrijkste wingebieden liggen in China, Rusland, Bolivia, Zimbabwe, Zuid-Afrika, Mexico, Kirgizië, Tadzjikistan, Australië, Chili, Thailand, Marokko, de Balkan en Tsjechië.

Vroeger

De Romeinse schrijver Plinius beschreef al de bereiding van het element antimoon via de reductie van het sulfide-erts (stibniet, antimoniet) met kolen.

 

Tegenwoordig

Antimoon is op verschillende manieren te bereiden, bijvoorbeeld door

  • het smelten van ertsen met een hoog antimoongehalte met ijzer:
    Sb2S3  + 3 Fe  --> 2 Sb  +  3 FeS
  • het reduceren van antimoonoxide (verkregen uit het sulfide door roosten, of uit vliegas) met koolstof:
    Sb2O3  +  3 C  -->  2 Sb  +  3 CO
  • reductie van het chloride met waterstof:
    2 SbCl3 + 3 H2  -->  Sb  +  6 HCl,  waarbij zeer zuiver antimoon wordt verkregen
  • elektrolyse van een alkalische Na3SbS4-oplossing.

Deel dit op: