Antimônio: história, estrutura, propriedades, usos e riscos

O antimônio é um elemento químico de número atômico 51 e símbolo Sb, que possui uma longa história de uso na humanidade. Sua descoberta remonta à antiguidade, sendo utilizado pelos egípcios e romanos em processos de maquiagem e medicina. Atualmente, o antimônio é amplamente utilizado na indústria, principalmente na fabricação de ligas metálicas, baterias, retardantes de chama e pigmentos. Suas propriedades físicas e químicas o tornam um elemento versátil, porém seu uso indiscriminado pode representar riscos à saúde, como a toxicidade e a possibilidade de causar danos ao sistema nervoso. Neste contexto, é importante conhecer a história, estrutura, propriedades, usos e riscos associados ao antimônio para garantir seu manuseio seguro e consciente.

Origem do antimônio: de onde vem esse elemento químico tão peculiar?

O antimônio é um elemento químico de número atômico 51 e símbolo Sb, que pertence ao grupo dos metaloides. Sua origem remonta à antiguidade, sendo conhecido e utilizado desde a época dos gregos e romanos. O antimônio é encontrado na crosta terrestre em diversos minerais, como estibina (Sb2S3), cervantita (Sb2O3) e valentinita (Sb2O4).

Um fato interessante sobre o antimônio é que seu nome deriva do grego “anti-monos”, que significa “não sozinho”, devido à sua propriedade de formar ligas metálicas com outros elementos. Ele é obtido principalmente a partir do mineral estibina, que é o principal minério de antimônio.

O processo de extração do antimônio envolve a trituração do minério, seguida de uma série de etapas de purificação, como a flotação e a calcinação. Após isso, o antimônio é obtido na forma metálica e pode ser utilizado em diversas aplicações industriais.

Para que serve o antimônio e quais são suas aplicações na indústria e na medicina?

O antimônio é um elemento químico com símbolo Sb e número atômico 51. Possui uma história rica e variada, sendo utilizado desde a antiguidade para diversas finalidades. Sua estrutura é semelhante à do arsênio e bismuto, pertencendo ao grupo dos metaloides.

As propriedades do antimônio incluem sua capacidade de reagir com outros elementos químicos, formando ligas metálicas de grande importância na indústria. Uma de suas principais aplicações é na produção de ligas de chumbo e estanho, utilizadas em soldas e baterias. Além disso, o antimônio é empregado na fabricação de retardantes de chama, pigmentos, e até mesmo em alguns medicamentos.

Na medicina, o antimônio tem sido utilizado no tratamento de doenças parasitárias, como a leishmaniose e a esquistossomose. Sua ação é tóxica para os parasitas, mas também pode causar efeitos colaterais adversos nos pacientes. Por isso, seu uso é controlado e supervisionado por profissionais de saúde.

Apesar de suas aplicações úteis, o antimônio também apresenta riscos para a saúde e o meio ambiente. A exposição prolongada a altas concentrações de antimônio pode causar danos ao sistema nervoso, problemas respiratórios e até mesmo câncer. Por isso, é importante manter medidas de segurança adequadas no manuseio e descarte desse elemento.

Estado físico do antimônio: sólido, líquido ou gasoso?

O antimônio é um elemento químico que se encontra no estado físico sólido em condições normais de temperatura e pressão. Sua estrutura cristalina é considerada metálica, o que confere ao antimônio propriedades únicas.

Qual a utilidade do antimônio e onde pode ser encontrado esse metal?

O antimônio é um metalóide que possui diversas aplicações industriais devido às suas propriedades únicas. Ele pode ser encontrado na crosta terrestre, principalmente em minérios de sulfeto de antimônio como a estibnita.

O antimônio tem sido utilizado desde a antiguidade, com evidências de seu uso na fabricação de cosméticos e medicamentos. Atualmente, é empregado na produção de ligas metálicas, como o metal de Babbitt, que é utilizado em mancais de máquinas.

Além disso, o antimônio é utilizado na fabricação de retardantes de chama, devido à sua capacidade de diminuir a propagação de incêndios. Ele também é empregado na indústria de vidro, na produção de óxido de antimônio, que é utilizado como pigmento em esmaltes e cerâmicas.

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Apesar de suas diversas aplicações, o antimônio também apresenta riscos à saúde, podendo causar irritação na pele e nos olhos, além de problemas respiratórios se inalado. Por isso, é importante manuseá-lo com cuidado e seguir as medidas de segurança recomendadas.

Sua presença na crosta terrestre em minérios como a estibnita torna sua extração viável, contribuindo para sua ampla utilização.

Antimônio: história, estrutura, propriedades, usos e riscos

O antimônio é um metalóide brilhante, prata, e com alguma tonalidade azulada. Seu sólido também é caracterizado por ser uma textura muito quebradiça e escamosa. Pertence ao grupo 15 da tabela periódica, liderado por nitrogênio. Após o bismuto (e moscovium), é o elemento mais pesado do grupo.

É representado pelo símbolo químico Sb. Na natureza, é encontrado principalmente em minérios de minerais de estibita e ullmannita, cujas fórmulas químicas são Sb 2 S 3 e NiSbS, respectivamente. Sua alta tendência para formar sulfetos em vez de óxidos é porque é quimicamente macio.

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Antimônio Cristalino Fonte: Melhores Sci-Fatcs [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Por outro lado, o antimônio também é fisicamente macio, apresentando uma dureza de 3 na escala de Mohs. É estável à temperatura ambiente e não reage com o oxigênio no ar. Mas quando aquecido na presença de oxigênio, forma o trióxido de antimônio, Sb 2 O 3 .

Também é resistente à ação de ácidos fracos; mas quente é atacado por ácidos nítrico e clorídrico.

O antimônio possui inúmeras aplicações, entre elas é utilizado em ligas com chumbo e estanho, na fabricação de baterias de veículos, materiais de baixo atrito, etc.

Esse metalóide tem a rara propriedade de aumentar o volume quando solidifica, permitindo que suas ligas ocupem completamente o espaço usado para moldar o instrumento a ser fabricado.

História de sua descoberta

Antes de Cristo

Há evidências de que, desde 3100 aC, o sulfeto de antimônio era usado como cosmético no Egito. Na Mesopotâmia, atual Iraque, foram encontrados restos de um vaso e outros artefatos que supostamente datam entre 3000 e 2200 aC, nos quais o antimônio foi usado em sua elaboração.

Introdução do termo

O estudioso romano Plínio, o Velho (23-79 dC) descreveu o uso de antimônio, que ele chamou de estibio, na elaboração de sete medicamentos em seu Tratado de História Natural. O alquimista Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815) é creditado com a introdução do termo antimônio para nomear o elemento.

Ele usou a seguinte etimologia: ‘anti’ como sinônimo de negação e ‘mono’ apenas para. Então ele queria enfatizar que o antimônio não era apenas da natureza. Já se sabe que faz parte de minerais sulfetados, que gostam de muitos outros elementos.

Obtenção

Acredita-se que o naturista grego Pedanius Diascorides tenha obtido antimônio puro, aquecendo o sulfeto de antimônio em uma corrente de ar. O metalurgista italiano Vannocio Biringucio, no livro De la Pirotecnia (1540), descreve um método para isolar o antimônio.

O químico alemão Andreas Libavius ​​(1615), usando uma mistura fundida de ferro, sulfeto de antimônio, sal e tartarato de potássio, conseguiu a produção de um antimônio cristalino.

O primeiro relatório detalhado sobre antimônio foi feito em 1707 pelo químico francês Nicolas Lemery (1645-1715), em seu livro Tratado sobre antimônio.

Estrutura do antimônio

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Camadas enrugadas que compõem a estrutura cristalina do antimônio metálico ou prateado. Fonte: Sciencecientist [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

A imagem superior mostra a estrutura das camadas enrugadas adotadas pelos átomos de arsênico. No entanto, o antimônio acinzentado, mais conhecido como antimônio metálico, também adota essa estrutura. Diz-se que está “enrugado” porque existem átomos de Sb que sobem e descem do plano composto pela camada.

Essas camadas, embora sejam responsáveis ​​pelos fótons que interagem com ele, brilham com brilho prateado, passando antimônio como um metal, a verdade é que as forças que os unem são fracas; portanto, os aparentes fragmentos metálicos de Sb podem ser facilmente triturados e quebradiços ou escamosos.

Além disso, os átomos de Sb nas camadas enrugadas não estão próximos o suficiente para agrupar seus orbitais atômicos e, assim, criar uma banda que permite a condução elétrica.

Vendo uma esfera cinza individualmente, é possível ver que ela possui três links Sb-Sb. De um plano mais alto, o Sb podia ser visto no centro de um triângulo, com três Sb localizados em seus vértices. No entanto, o triângulo não é plano e possui dois níveis ou pisos.

A reprodução lateral desses triângulos e suas ligações estabelece camadas enrugadas, alinhadas para formar cristais romboédricos.

Alotropia

A estrutura descrita acima corresponde ao antimônio acinzentado, o mais estável de seus quatro alótropos. Os outros três alótropos (preto, amarelo e explosivo) são metaestáveis; isto é, eles podem existir sob condições muito rigorosas.

Não há muita informação sobre suas estruturas. Sabe-se, no entanto, que o antimônio preto é amorfo, de modo que sua estrutura é confusa e intrincada.

O antimônio amarelo é estável abaixo de -90 ° C, comporta-se como um elemento não metálico e pode ser conjecturado para consistir em pequenos aglomerados do tipo Sb 4 (semelhantes aos do fósforo); quando aquecido, ele se transforma no alótropo preto.

E no que diz respeito ao antimônio explosivo, ele consiste em um depósito gelatinoso formado no cátodo durante a eletrólise de uma solução aquosa de um halogeneto de antimônio.

Com o menor atrito ou forte impacto, o sólido macio libera tanto calor que explode e estabiliza quando seus átomos se reagrupam na estrutura cristalina romboédrica do antimônio acinzentado.

Propriedades

Peso atômico

121,76 g / mol.

Número atômico

51

Configuração eletrônica

[Kr] 4d 10 5s 2 5p 3 .

Estados de oxidação

-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5.

Descrição física

Superfície sólida prateada brilhante, quebradiça e escamosa, com um tom azulado. Também pode ser apresentado como um pó preto.

Ponto de fusão

630,63 ° C.

Ponto de ebulição

1.635 ° C.

Densidade

-6,697 g / cm 3 temperatura ambiente.

-6,53 g / cm 3 no estado líquido, temperatura igual ou superior ao ponto de fusão.

Calor de fusão

19,79 kJ / mol.

Calor de vaporização

193,43 kJ / mol.

Capacidade de calorias molares

25,23 J / mol.K

Eletronegatividade

2,05 (escala de Pauling).

Raio atômico

140 pm

Dureza

É um elemento macio, com uma dureza de 3 na escala de Mohs e pode ser arranhado por vidro.

Estabilidade

É estável à temperatura ambiente, sem sofrer oxidação. Também é resistente ao ataque ácido.

Isótopos

Possui dois isótopos estáveis: 121 Sb e 123 Sb. Além disso, existem 35 isótopos radioativos. O isótopo radioativo 125 Sb é o que tem a meia-vida mais longa: 2,75 anos. Em geral, isótopos radioativos emitem radiação β + e β .

Condutividade elétrica e térmica

O antimônio é um mau condutor de calor e eletricidade.

Reatividade química

Não pode deslocar o hidrogênio dos ácidos diluídos. Forma complexos iônicos com ácidos orgânicos e inorgânicos. O antimônio metálico não reage com o ar, mas é rapidamente convertido em ferrugem no ar úmido.

Halogênios e sulfetos oxidam facilmente o antimônio, se o processo ocorrer em temperaturas elevadas.

Usos

Ligas

O antimônio é usado em ligas com chumbo para fabricar placas para baterias de carros, melhorando a resistência das placas, bem como as características das cargas.

Liga de chumbo e estanho tem sido usada para melhorar as características de soldagem, bem como balas de identificação e detonadores de cartuchos. Também é usado em ligas para revestimento de cabos elétricos.

O antimônio é usado em ligas antifricção, na preparação de ligas de estanho e endurecedor com baixo teor de estanho na fabricação de órgãos e outros instrumentos musicais.

Tem a característica, compartilhada com a água, de aumentar o volume quando condensa; para que o antimônio presente nas ligas com chumbo e estanho preencha todos os espaços dos moldes, melhorando a definição das estruturas feitas com essas ligas.

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Retardante de fogo

O trióxido de antimônio é usado para a produção de compostos retardadores de chama, sempre em combinação com retardadores de fogo halogenados, brometos e cloretos.

Os retardadores de fogo podem reagir com átomos de oxigênio e radicais OH, que inibem o fogo. Esses retardadores de chama são usados ​​em roupas infantis, brinquedos, aeronaves e em assentos de carro.

Eles também são adicionados em resinas de poliéster e em materiais compósitos de fibra de vidro para itens usados ​​como cobertura para motores de aeronaves leves.

Os compostos de antimônio que são usados ​​como retardadores de fogo incluem: oxicloreto de antimônio, SbOCl; pentóxido de antimônio, SbO 5 ; tricloreto de antimónio, SbCl 3 ; e trióxido de antimônio, SbO 3 .

Campo Eletrônico

É usado na fabricação de semicondutores, diodos, detectores de infravermelho médio e na fabricação de transistores. O antimônio de alta pureza, usado na tecnologia de semicondutores, é obtido reduzindo os compostos de antimônio com hidrogênio.

Medicina e veterinária

Os compostos de antimônio têm sido utilizados na medicina desde os tempos antigos como eméticos e antiprotozoários. O tartarato de potássio e potássio (emético tártaro) foi utilizado como anti-esquistossomático por um longo tempo; também sendo usado como expectorante, diaforético e emético.

Os sais de antimônio também têm sido utilizados no condicionamento da pele de animais ruminantes; tais como aniomalina e tiomalato de lítio e antimônio.

Meglumine antimoniato é um medicamento usado no tratamento da leishmaniose em focos externos de animais domésticos. Embora os benefícios terapêuticos sejam escassos.

Pigmentos e tintas

Os compostos de antimônio são utilizados na preparação de tintas e opacificantes em esmaltes. Eles também são usados ​​em pigmentos de vermelhão, amarelo e laranja, que são produtos da lenta oxidação de sulfetos de antimônio.

Alguns de seus sais orgânicos (tartaratos) são usados ​​na indústria têxtil para ajudar a unir certos corantes.

O sulfeto de antimônio era usado no Egito antigo como cosmético no escurecimento dos olhos.

Outros usos

Alguns sais de antimônio são usados ​​como agentes de revestimento para remover bolhas microscópicas que se formam nas telas da televisão. Os íons antimônio interagem com o oxigênio, eliminando sua tendência a formar bolhas.

O sulfeto de antimônio (III) é usado nas cabeças de alguns jogos de segurança. O sulfeto de antimônio também é usado para estabilizar o coeficiente de atrito dos materiais usados ​​nas pastilhas de freio do carro.

O isótopo de 124 Sb, juntamente com o berílio, é usado como fonte de nêutrons, com uma média de energia de 24 keV. Além disso, o antimônio é usado como catalisador na produção de plásticos.

Riscos

Como é um elemento quebradiço, pode ocorrer uma poeira poluente do ambiente durante o manuseio. Em trabalhadores expostos ao pó de antimônio, foram observadas dermatite, renite, inflamação do trato respiratório superior e conjuntivite.

A pneumoconiose foi descrita, algumas vezes combinada com alterações pulmonares obstrutivas, após exposição prolongada.

O trióxido de antimônio pode causar danos na função cardíaca que podem ser fatais.

Em pessoas expostas a esse elemento, foi observada a presença de infecções transitórias da pele, de natureza transitória.

A ingestão contínua de doses baixas desse metal pode causar vômitos por diarréia e úlceras estomacais. Além disso, a concentração máxima tolerável no ar é de 0,5 mg / m 3 .

Referências

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  2. Manny (11 de março de 2009). Antimônio amarelo e antimônio explosivo. Recuperado de: antimonyproperties.blogspot.com
  3. Ernst Cohen e JC Van Den Bosch. (1914). A alotropia do antimônio. Anais Royal Acad. Amsterdam Vol. XVII.
  4. Wikipedia (2019). Antimônio Recuperado de: en.wikipedia.org
  5. Advameg, Inc. (2019). Antimônio Recuperado de: chemistryexplained.com
  6. Saber Mc’Oneal. (15 de setembro de 2018). Química: propriedades e aplicação de Sb-Antimony. Recuperado de: medium.com

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