| Атомный номер | 51 |
| Внешний вид простого вещества | металл серебристо-белого цвета |
| Свойства атома | |
|
Атомная масса (молярная масса) |
121,760 а. е. м. ( /моль) |
| Радиус атома | 159 пм |
|
Энергия ионизации (первый электрон) |
833,3 (8,64) кДж/моль (эВ) |
| Электронная конфигурация | 4d 10 5s 2 5p 3 |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 140 пм |
| Радиус иона | (+6e)62 (-3e)245 пм |
|
Электроотрицательность (по Полингу) |
2,05 |
| Электродный потенциал | 0 |
| Степени окисления | 5, 3, −3 |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность | 6,691 /см ³ |
| Молярная теплоёмкость | 25,2 Дж /( ·моль) |
| Теплопроводность | 24,43 Вт /( ·) |
| Температура плавления | 903,9 |
| Теплота плавления | 20,08 кДж /моль |
| Температура кипения | 1908 |
| Теплота испарения | 195,2 кДж /моль |
| Молярный объём | 18,4 см ³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | тригональная |
| Параметры решётки | 4,510 |
| Отношение c/a | n/a |
| Температура Дебая | 200,00 |
| Sb | 51 |
| 121,760 | |
| 4d 10 5s 2 5p 3 | |
— элемент главной подгруппы пятой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 51. Обозначается символом Sb (лат. Stibium). Простое вещество сурьма (CAS-номер: 7440-36-0) — металл (полуметалл) серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, грубозернистого строения. Известны четыре металлических аллотропных модификаций сурьмы, существующих при различных давлениях, и три аморфные модификации.
Историческая справка
Сурьма известна с глубокой древности. В странах Востока она употреблялась примерно за 3000 лет до н. э. для изготовления сосудов. В Древнем Египте уже в 19 в. до н. э. порошок сурьмяного блеска (природный Sb 2 S 3) под названием mesten или stem применялся для чернения бровей. В Древней Греции он был известен как stími и stíbi , отсюда латинский stibium . Около 12—14 вв. н. э. появилось название antimonium . В 1789 А. Лавуазье включил сурьму в список химических элементов под названием antimoine (современный английский antimony , испанский и итальянский antimonio , немецкий Antimon ). Русская «сурьма» произошло от турецкого sürme; им обозначался порошок свинцового блеска PbS, также служивший для чернения бровей (по другим данным, «сурьма» — от персидского «сурме» — металл). Подробное описание свойств и способов получения сурьмы и её соединений впервые дано алхимиком Василием Валентином (Германия) в 1604.
Нахождение в природе
В среднетемпературных гидротермальных жилах с рудами серебра, кобальта и никеля, также в сульфидных рудах сложного состава.
Изотопы сурьмы
Природная сурьма является смесью двух изотопов: 121 Sb (изотопная распространённость 57,36 %) и 123 Sb (42,64 %). Единственный долгоживущий радионуклид — 125 Sb с периодом полураспада 2,76 года, все остальные изотопы и изомеры сурьмы имеют период полураспада, не превышающий двух месяцев, что не позволяет использовать их в ядерном оружии.
Пороговая энергия для реакций с высвобождением нейтрона (1-го):
121 Sb — 9,248 Мэв
123 Sb — 8,977 Мэв
125 Sb — 8,730 Мэв
Физические и химические свойства
Сурьма в свободном состоянии образует серебристо-белые кристаллы с металлическим блеском, плостность 6,68 г/см³. Напоминая внешним видом металл, кристаллическая сурьма обладает большей хрупкостью и меньшей тепло- и электропроводностью.
Применение
Сурьма всё больше применяется в полупроводниковой промышленности при производстве диодов, инфракрасных детекторов, устройств с эффектом Холла. В виде сплава этот металлоид существенно увеличивает твёрдость и механическую прочность свинца.
Используется:
— батареи
— антифрикционные сплавы
— типографские сплавы
— стрелковое оружие и трассирующие пули
— оболочки кабелей
— спички
— лекарства, противопротозойные средства
— пайка отдельные бессвинцовые припои содержат 5 % Sb
— использование в линотипных печатных машинах
Соединения сурьмы в форме оксидов, сульфидов, антимоната натрия и трихлорида сурьмы, применяются в производстве огнеупорных соединений, керамических эмалей, стекла, красок и керамических изделий. Триоксид сурьмы является наиболее важным из соединений сурьмы и главным образом используется в огнестойких композициях. Сульфид сурьмы является одним из ингредиентов в спичечных головках.
Природный сульфид сурьмы, стибнит, использовали в библейские времена в медицине и косметике. Стибнит до сих пор используется в некоторых развивающихся странах в качестве лекарства. Соединения сурьмы — меглюмина антимониат (глюкантим) и натрия стибоглюконат (пентостам), применяются в лечении лейшманиоза .
Физические свойства
Обыкновенная сурьма это серебристо-белый с сильным блеском металл. В отличие от большинства других металлов, при застывании расширяется. Sb понижает точки плавления и кристаллизации свинца, а сам сплав при отвердении несколько расширяется в объёме. Вместе с оловом и медью сурьма образует металлический сплав — Баббит, обладающий антифрикционными свойствами(использование в подшипниках).Также Sb добавляется к металлам, предназначенным для тонких отливок.
Красной ртути ». Особенность этого вещества состоит в том что оно является своего рода многофункциональным ядерным катализатором (коэффициент размножения нейтронов 7—9) и должно очень строго учитываться любой страной ввиду угрозы ядерного терроризма.
Цены
Цены на металлическую сурьму в слитках чистотой 99 % составили около 5,5 долл/кг.
Термоэлектрические материалы
Теллурид сурьмы применяется как компонент термоэлектрических сплавов (термо-э.д.с 100—150 мкВ/К) с теллуридом висмута.
Биологическая роль и воздействие на организм
Сурьма относится к микроэлементам. Её содержание в организме человека составляет 10 -6 % по массе. Постоянно присутствует в живых организмах, физиологическая и биохимическая роль не выяснена. Сурьма проявляет раздражающее и кумулятивное действие. Нaкапливается в щитовидной железе, угнетает её функцию и вызывает эндемический зоб. Однако, попадая в пищеварительный тракт, соединения сурьмы не вызывают отравления, так как соли Sb(III) там гидролизуются с образованием малорастворимых продуктов. При этом соединения сурьмы (III) более токсичны чем сурьмы (V). Пыль и пары Sb вызывают носовые кровотечения, сурьмяную «литейную лихорадку», пневмосклероз, поражают кожу, нарушают половые функции. Порог восприятия привкуса в воде — 0,5 мг/л. Смертельная доза для взрослого человека — 100 мг, для детей — 49 мг. Для аэрозолей сурьмы ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м 3 , в атмосферном воздухе 0,01 мг/м 3 . ПДК в почве 4,5 мг/кг. В питьевой воде сурьма относится ко 2 классу опасности, имеет ПДК 0,005 мг/л, установленное по санитарно-токсикологическому ЛПВ . В природных водах норматив содержания составляет 0,05 мг/л. В сточных промышленных водах, сбрасываемых на очистные сооружения, имеющие биофильтры, содержание сурьмы не должно превышать 0,2 мг/л.
Описание и свойства сурьмы
Впервые человечество начало использовать сурьму еще задолго до нашей эры. Ведь до сих пор археологи находят фрагменты или изделия из металлической сурьмы на местах древнего Вавилона, что соответствует началу ІІІ столетия до нашей эры. Как самостоятельный металл, сурьму редко применяют в производстве, а в основном в соединениях с другими элементами. Самое популярное применение, которое дошло и до наших времен – это использование минерала «сурьмяный блеск» в косметологии в качестве карандаша для век или краски для ресниц и бровей.
В периодической системе Д. И. Менделеева сурьма – химический элемент , который относится к V группе, его символ – Sb. Атомный номер 51, атомная масса 121,75, плотность составляет 6620 кг/м3. Свойства сурьмы – окрас серебристо-белый с синеватым оттенком. По своему строению, металл крупнозернистый и очень хрупкий, его легко можно вручную измельчить до состояния порошка в фарфоровой ступке и не поддается . Температура плавления металла составляет 630,5 ⁰С, температура кипения — 1634 °C.
Кроме стандартной кристаллической формы, в природе существуют еще три аморфных состояния сурьмы:
Взрывчатая сурьма – образуется при электролизе соединения SbCI3 в соляно кислой среде и при ударе или прикосновении взрывается, тем самым переходит в обычное состояние.
Желтая сурьма – получается при воздействии молекул кислорода О2 на соединение водорода с сурьмой SbH 3 .
Черная сурьма – образовывается при резком охлаждении паров желтой сурьмы.
В обычных условиях сурьма свойства свои не меняет, в воде не растворяется. Хорошо взаимодействует в виде сплава сурьмы с другими металлами, так как основное ее достоинство – это увеличение твердости металлов, например, соединение свинец — сурьма (от 5–15%) известно как гарбтлей. Даже если добавить к свинцу 1% сурьмы его прочность уже значительно увеличится.
Месторождение и добыча сурьмы
Сурьма – элемент , который добывается из руд. Сурьмяными рудами называют минеральные образования с содержанием сурьмы в таких количествах, чтобы при извлечении чистого металла, получить максимальный экономический и промышленный эффект. По своему содержанию главного элемента – сурьмы , руды классифицируются:
— Очень богатые, Sb – в пределах 50%.
— Богатые, Sb – не более 12%.
— Обыкновенные, Sb – от 2 до 6%.
— Бедные, Sb – максимум 2%.
Согласно своего состава вышеприведенные руды делятся на сульфидные (до 70% общей массы составляет антимонит Sb 2 S 3), сульфидно-оксидные (до 50% Sb в оксидных соединениях), и оксидные (более 50% всей массы руды в соединениях оксида сурьмы ). Очень богатые руды нет необходимости обогащать, из них сразу получают концентрат сурьмы и отправляют в плавильную . Добыча сурьмы из рядовых и бедных руд экономически нецелесообразна. Такие руды приходится обогащать до концентрата с содержанием сурьмы до 50%. Следующий шаг – это переработка концентрата пирометаллургическим и гидрометаллургическим способом.
К пирометаллургическим методам относятся осадительный и восстановительный плавильный процесс. В осадительном процессе плавки, главным сырьем служит сульфидные руды. Принцип плавки таков, при температуре 1300–1400 °С из сульфида сурьмы с помощью железа извлекается чистая сурьма, формула этого процесса –Sb2S3+3Fe=>2Sb+3FeS. Восстановительная плавка заключается в восстановлении из оксидов сурьмы до металла с помощью древесного угля или коксовой пылью. Гидрометаллургический метод извлечения сурьмы состоит из двух стадий – обработка руды с переводом ее в состояние раствора и извлечение металла из раствора.
Применение сурьмы
В чистом виде сурьма считается одним из самых хрупких металлов, но при с другими металлами она увеличивает их твердость и не происходит процесс окисления при обычных условиях. Эти достоинства заслуженно оценили в промышленной сфере, и теперь сурьма добавляется во многие сплавы, более 200.
Сплавы для подшипникового производства. В эту группу входят такие соединения, как олово – сурьма, свинец – сурьма, сурьма – медь, так как эти сплавы легко плавятся и очень удобно выливать в формы для вкладышей подшипников. Содержание сурьмы обычно составляет от 4 до 15%, но ни в коем случае, нельзя превышать эту норму, потому что избыток сурьмы придет к разламыванию металла. Свое применение такие сплавы нашли в танкостроении, авто и железнодорожном транспорте.
Одно из самых важных особенностей сурьмы является способность расширяться при затвердении. На основе этой характеристики и был создан сплав – свинец (82%), сурьма (15%), олово (3%), еще его называют «типографский сплав», ведь он прекрасно наполняет формы для разных видов шрифтов и делает четкие оттиски. В этом случае, сурьма добавила металлу ударную стойкость и износостойкость.
Легированный сурьмой, используется в машиностроении, с него делают пластины для аккумуляторов также используется при производстве труб, желобов по которым будет происходить транспортировка агрессивных жидкостей. Сплав цинк – сурьма (антимонид цинка) считается неорганическим соединением. Благодаря своему свойству полупроводника, используется при изготовлении транзисторов, тепловизоров и инфракрасных детекторах.
Помимо промышленного использования сурьма нашла свое широкое применение в косметологии и медицине. С древних времен и по сегодняшний день используется сурьма для глаз , в качестве лечебного средства и краски для бровей и ресниц. Многие знают лечебные свойства сурьмы и при конъюнктивитах и прочих инфекциях глаз сразу применяют сурьму.
По своему виду и способу нанесения различают разные виды сурьмы – порошок , с помощью деревянной палочки он легко наносится на область века, но прежде необходимо смокнуть в любом масле; карандаш – идеально четко рисует стрелки на веке, карандаш эта тот же порошок сурьмы , только спрессованный в форму.
Если в древние времена краска из сурьмы была экологической чистой и приносила действительно лечебный эффект, то в наше время нужно быть предельно осторожным и внимательно читать состав перед покупкой. Все связано с тем, что сейчас недобросовестные производители некачественно извлекают чистую сурьму из руды и остаются примеси тяжелых металлов, таких как мышьяк. Трудно представить принесенный вред, организму человека от соединения мышьяк-сурьма .
Цена сурьмы
В связи, с нестабильной ситуацией на мировом рынке, нет однозначной стоимости на металл сурьма. Цена его колеблется в пределах от 6300$ до 8300$/тонну, за последние два месяца наблюдается отрицательная динамика роста цены, это напрямую связано с основным производителем – Китаем и его внешнеэкономическими отношениями.
А вот политические и экономические перипетии никак не повлияли на сурьму для глаз. Сейчас в моде восточная культура и прочие принадлежности, в том числе и сурьма. Купить ее труда не составит, так как есть огромный выбор в восточных лавках или же можно оформить заказ в интернет-магазине.
минерал Сурьма
Английское название: Antimony
Этот полуметалл является химическим элементом и находится в 15 группе пятого периода таблицы Менделеева. Узнать его можно по грубозернистому строению и серебристо-белому цвету.
Как и многие другие породы, сурьма имеет семь модификаций: четыре аллотропных и три аморфных. Первые образуются в результате воздействия разного давления. Аморфная же сурьма бывает черной, взрывчатой и желтой.
Свободное состояние данного полуметалла - это серебристо-белые кристаллы, которые обладают еще и металлическим блеском. Внешне данная порода очень похожа на металл, но более хрупкая, а показатели тепло- и электропроводимости у нее гораздо ниже. Одна из особенностей сурьмы - это расширение при застывании.
Когда и где нашли?
За 3000 лет до нашей эры сурьму активно использовали в странах Востока. Древние египтяне еще в IX веке до н.э. чернили брови специальным порошком сурмяного блеска. Работали с этиv полуметаллом и в Древней Греции.
Но только в начале XVII века алхимик Василий Валентин в Германии описал все свойства данной породы и способы того, как можно добыть ее.
В русском языке слово «сурьма» появилось благодаря туркам и крымским татарам, которые называли так порошок со свинцовым блеском. Но существует еще и версия о персидском происхождении слова: «сурме» в переводе означает «металл».
Больше всего залежей данного полуметалла есть в Китайской народной республике, России, Таджикистане. Находят сурьму и в Южноафриканской республике, Боливии, Алжире, Финляндии, Болгарии, Киргизии. Чаще ее можно обнаружить в осадочных сланцах, нежели в изверженных. В основном, речь идет о бокситах, фосфоритах и глинистых сланцах.
Тип месторождения сурьмы - это гидротермальные жилы, в которых есть руды кобальта и серебра, никеля. Этот полуметалл есть и в сульфидных рудах со сложным составом.
Где используют сурьму?
Используют данный материал чаще всего в полупроводниковой промышленности. Он необходим во время производства инфракрасных детекторов и диодов. Устройства с эффектом Холла не изготавливают без сурьмы.
Сурьма активно применяется в производстве стрелкового оружия и оболочки для кабелей, спичек и типографских сплавов, батарей, в линотипных печатных машинах. Еще она применяется при изготовлении лекарств.
Если соединить сурьму с медью и оловом, то получится сплав баббит, который широко применяется в производстве подшипников скольжения.
Хим
. Иногда содержит Ag, Fe или As
Характер, выдел.
Сплошные зернистые выделения, реже натечные агрегаты (почковидные, гроздевидные), иногда лучистого строения; кристаллы редки.
Структ. и морф, крист.
Триг. с. D 5 3d -R3m; a rh = 4,507 А; a= 57°06"; Z = 2; a h = 4,310; c h = 11,318 A; a h: c h = 1: 2,627; Z = 6. Структура типа мышьяка. Расстояния Sb-Sb 2,87 и 3,37А. Дитригон.-скаленоэдр. кл.; а
: с = 1: 1,3236 Кристаллы ромбоэдрические, толстотаблитчатые по (0001) или пластинчатые. Дв. по (1012); образуют сложные группы - четверники (фиг. 75), шестерники, часто полисинтетические.
Физ. Сп. по (0001) совершенная, по (2021) иногда ясная, по (1120) и по (1012) несовершенная. Диамагнитна.
Микр.
В полир, шл. в отраж. св. белая. Отраж. спос. (в %): для зеленых лучей 67,5, для оранжевых - 58, для красных - 55; по Фолинсби, измеренная с помощью фотоэлемента,- 74,6. Двуотражение слабое. Анизотропна.
Цвет оловянно-белый с желтой побежалостью. Блеск металлический. Прозрачность непрозрачна. Черта Твердость 3-3,5. Плотность 6,61-6,72 Излом неровный. Очень хрупка. Сингония Триг. Форма кристаллов. Кристаллы ромбоэдрические, толстотаблитчатые по (0001) или пластинчатые. Дв. по (1012); образуют сложные группы - четверники (фиг. 75), шестерники, часто полисинтетические. Спайность по (0001) совершенная, по (2021) иногда ясная, по (1120) и по (1012) несовершенная. Агрегаты Сплошные зернистые выделения, реже натечные агрегаты (почковидные, гроздевидные), иногда лучистого строения; кристаллы редки П. тр. на угле в восст. пл. легко плавится (плавк. 1), в окисл. пл, сгорает, давая белый налет и дым Sb2О3. В откр. тр. полностью улетучивается, образуя кристаллический возгон Sb2О3. На гипсовой пластинке со смесью KJ -+- S дает оранжево-красный налет SbJ3. Поведение в кислотах В конц. HNO3 окисляется в НSbО3, растворяется в царской водке; в НСl не растворима. В полир, шл. от HNO3 чернеет, иризирует, от паров НСl тускнеет, от KCN слабо буреет, от FeCl3 буреет и чернеет, от HgCl слабо буреет и иризирует. Реактивы для структурного травления: FeCl3 (20%-ный раствор) в течение нескольких секунд; K2S (конц. раствор); H2Sb2O7 (конц. раствор). Том 1, 85.
Свойства минерала
- Удельный вес: 6,61 - 6,72 (вычисл. 6,73)
- Форма выделения: Кристаллы ромбоэдрические, толстотаблитчатые по (0001) или пластинчатые. Дв. по (1012); образуют сложные группы - четверники (фиг. 75), шестерники, часто полисинтетические
- Классы по систематике СССР: Оксиды
- Химическая формула: Sb
- Сингония: тригональная
- Цвет: оловянно-белый с желтой побежалостью
- Цвет черты: буровато-серая
- Блеск: металлический
- Прозрачность: непрозрачный
- Излом: неровный
- Твердость: 3 3,5
- Хрупкость: Да
- Дополнительно:
на угле в восст. пл. легко плавится (плавк. 1), в окисл. пл, сгорает,
давая белый налет и дым Sb 2 Оз. В откр. тр. полностью улетучивается, образуя кристаллический возгон
Sb 2 О 3 . На
гипсовой пластинке со смесью KJ -+-
S дает оранжево-красный
налет SbJ 3 .
В конц. HNCb окисляется в НЭЬОз, растворяется в царской водке; в НС1 не растворима. В полир, шл. от HNO 3 чернеет, иризирует, от паров НС1 тускнеет, от KCN слабо буреет, от FeCl буреет и чернеет, от HgCl слабо буреет и иризирует. Реактивы для структурного травления: FeCl (20%-ный раствор) в течение нескольких секунд; K 2 S (конц. раствор); H 2 Sb 2 0 7 (конц. раствор).
Сурьма химический элемент
(франц. Antimoine, англ. Antimony, нем. Antimon, лат. Stibium, откуда символ - Sb, или Regulus antimonii; атомн. вес = 120, если О = 16) - блестящий серебристо-белый металл, обладающий грубопластинчатым кристаллическим изломом или зернистым, смотря по быстроте застывания из расплавленного состояния. Сурьма кристаллизуется в тупых ромбоэдрах, весьма близких к кубу, как и висмут (см.), и имеет уд. вес 6,71-6,86. Самородная сурьма встречается в виде чешуйчатых масс, обыкновенно с содержанием серебра, железа и мышьяка; уд. вес ее 6,5-7,0. Это самый хрупкий из металлов, легко обращаемый в порошок в обыкновенной фарфоровой ступке. Плавится С. при 629,5° [По новейшим определениям (Heycock and Neville. 1895 г.).] и перегоняется при белом калении; была определена даже плотность пара ее, каковая при 1640° оказалась несколько большей, чем требуется для принятия в частице двух атомов - Sb 2
[Именно В. Мейер и Г. Бильтц нашли в 1889 г. для плотности пара С. по отношению к воздуху следующие величины: 10,743 при 1572° и 9,781 при 1640°, что говорит о способности частицы ее диссоциировать при нагревании. Так как для частицы Sb 2
вычисляется плотность 8,3, то найденные плотности говорят как бы о неспособности этого "металла" быть в состоянии простейшем, в виде одноатомной частицы Sb 3
, что отличает его от настоящих металлов. Те же авторы исследовали плотности пара висмута, мышьяка и фосфора. Только один висмут оказался способным дать частицу Bi 1
; для него найдены следующие плотности: 10,125 при 1700° и 11,983 при 1600°, а вычисленные для Bi 1
и Вi 2
плотности равны 7,2 и 14,4. Частицы фосфора Р 4
(при 515° - 1040°) и мышьяка As 4
(при 860°) диссоциируют от нагревания трудно, особенно Р 4
: при 1700° из 3Р 4
только одна частица - можно думать - превращается в 2Р 2
, a As4
при этом претерпевает почти полное превращение в As2
Таким образом, самый металличный из этих элементов, составляющих одну из подгрупп периодической системы есть висмут, судя по плотности пара; свойства же неметалла принадлежат в наибольшей степени фосфору, характеризуя в то же время мышьяк и в меньшей степени - С.]].
Перегонять С. можно в токе сухого газа, напр. водорода, так как она легко окисляется не только на воздухе, но и в парах воды при высокой темп., превращаясь в окись, или, что то же, в сурьмянистый ангидрид:
2Sb + 3Н 2
O = Sb2
O3
+ 3Н 2
;
если расплавить кусочек С. на угле перед паяльной трубкой и бросить его с некоторой высоты на лист бумаги, то получается масса раскаленных шариков, которые катятся, образуя белый дым окиси. При обыкновенной температуре С. не изменяется на воздухе. По формам соединений и по всем химическим отношениям С. принадлежит в V группе периодической системы элементов, именно к менее металлической ее подгруппе, которая содержит еще фосфор, мышьяк и висмут; к последним двум элементам она относится так же, как олово в IV группе относится к германию и свинцу. Важнейших типов соединений С. два - SbX 3
и SbX 5
, где она является трехвалентной и пятивалентной; очень вероятно, что эти типы в то же время и единственные. Галоидные соединения С. в особенности ясно удостоверяют только что сказанное о формах соединений. Треххлористая
Sb2
S3
+ 3HgCl2
= 2SbCl3
+ 3HgS
при чем в реторте остается труднее летучая сернистая ртуть, a SbCl 3
перегоняется в виде бесцветной жидкости, застывающей в приемнике в массу, подобную коровьему маслу (Butyrum Antimonii). До 1648 г. полагали, что летучий продукт содержит ртуть; в этом году Глаубер показал неверность такого предположения. При сильном нагревании остатка в реторте он также улетучивается и дает кристаллический возгон киновари (Cinnabaris Antimonii) HgS. Проще всего готовить SbCl 3
из металлической С., действуя на нее медленным током хлора при нагревании Sb + 1 ½ Cl2
= SbCl3
, причем по исчезновении металла получается жидкий продукт, содержащий некоторое количество пятихлористой С., избавиться от которого очень легко через прибавление порошкообразной С.:
3SbCl5
+ 2Sb = 5SbCl3
;
в заключение SbCl 3
подвергается перегонке. Чeрез нагревание сернистой С. с крепкой соляной кислотой в избытке получается раствор SbCl 3
, при чем развивается сероводород:
Sb2
S3
+ 6HCl = 2SbCl3
+ 3H2
S.
Такой же раствор получается и при растворении окиси С. в соляной кислоте. При перегонке кислого раствора прежде всего отгоняется вода и избыточная соляная кислота, а потом гонится SbCl 3
- обыкновенно желтоватая в первых порциях (вследствие присутствия хлорного железа) и после того бесцветная. Треххлористая С. представляет кристаллическую массу, которая плавится при 73,2° и кипит при 223,5°, образуя бесцветный пар, плотность которого вполне отвечает формуле SbCl 3
, а именно равна 7,8 по отношению к воздуху. Она притягивает влагу из воздуха, расплываясь в прозрачную жидкость, из которой может быть выделена снова в кристаллическом виде при стоянии в эксикаторе над серной кислотой. По способности растворяться в воде (в малых количествах) SbCl 3
вполне сходна с другими, настоящими солями соляной кислоты, но большие количества воды разлагают SbCl 3
, превращая ее в ту или иную хлорокись
, по уравн.:
SbCl3
+ 2Н 2
O = (HO)2
SbCl + 2НСl = OSbCl + Н 2
O + 2НСl
и 4SbCl 3
+ 5Н 2
O = O5
Sb4
Cl2
+ 10HCl
которые представляют крайние пределы неполного действия воды (существуют хлорокиси промежуточного состава); большой избыток воды приводит к полному удалению хлора из сурьмяного соединения. Вода осаждает белый порошок подобных хлорокисей С., но часть SbCl 3
может оставаться в растворе и переходить в осадок при большем количестве воды. Прибавляя соляной кислоты, можно осадок снова растворить, превратить его в раствор SbCl 3
. Очевидно, окись С. (см. далее) есть основание слабое, как и окись висмута, а потому вода - в избытке - способна отнимать от него кислоту, превращая средние соли
С. в основные соли
, или, в данном случае, в хлорокиси; прибавление соляной кислоты аналогично уменьшению количества реагирующей воды, почему при этом хлорокиси и превращаются в SbCl 3
. Белый осадок, получающийся при действии воды на SbCl 3
, называется порошком Альгорота
по имени веронского врача, употреблявшего его (в конце XVI в.) для медицинских целей.
Если насыщать хлором расплавленную треххлористую С., то получается пятихлористая
С.:
SbCl3
+ Cl2
= SbCl5
открытая Г. Розе (1835). Ее можно получить и из металлической С., порошок которой при всыпании в сосуд с хлором горит в нем:
Sb + 2 ½ Cl2
= SbCl5
.
Это бесцветная или слабо-желтоватая жидкость, которая дымит на воздухе и обладает противным запахом; на холоду она кристаллизуется в виде иголочек и плавится при -6°; она летучее SbCl 3
, но при перегонке частью разлагается:
SbCl5
= SbCl3
+ Cl2
;
под давлением в 22 мм кипит при 79° - без разложения (в этих условиях темп. кипения SbCl 3
= 113,5°). Плотность пара при 218° и под давлением в 58 мм равна 10,0 относительно воздуха, что отвечает приведенной частичной формуле (для SbCl 5
вычисленная плотность пара равна 10,3). С вычисленным количеством воды при 0° SbCl 5
дает кристаллический гидрат SbСl 5
+ Н 2
O, растворимый в хлороформе и плавящийся при 90°; с большим количеством воды получается прозрачный раствор, который при испарении над серной кислотой дает другой кристаллический гидрат SbСl 5
+ 4Н 2
O, уже не растворимый в хлороформе (Аншютц и Эванс, Вебер). К горячей воде SbCl 5
относится, как хлорангидрид, давая с избытком ее кислый гидрат (см. ниже). Пятихлористая С. легко переходит в треххлористую, если присутствуют вещества, способные присоединять хлор, вследствие чего она часто применяется в органической химии для хлорирования; это - "передатчик хлора". Треххлористая С. способна образовать кристаллические соединения, двойные соли
с некоторыми хлористыми металлами; подобные соединения дает и пятихлористая сурьма с различными соединениями и окисями. Известны соединения сурьмы и с прочими галоидами, а именно SbF 3
и SbF 5
, SbBr3
, SbJ3
и SbJ 5
.
, или сурьмянистый ангидрид
, принадлежит к типу треххлористой С. и потому может быть представлена формулой Sb 2
O3
, но определения плотности пара (при 1560°, В. Мейер, 1879), которая найдена равною 19,9 по отношению к воздуху показали, что этому окислу должно придавать удвоенную формулу Sb 4
O6
, аналогично с мышьяковистым и фосфористым ангидридами. Окись С. встречается в природе в виде валентинита
, образуя белые, блестящие призмы ромбической системы, уд. веса 5,57, и реже - сенармонтита
- бесцветные или серые октаэдры, с уд. вес. 5,2-5,3, а также иногда покрывает в виде землистого налета - сурьмяная охра
- различные руды С. Окись получается также при обжигании сернистой С. и возникает как окончательный продукт действия воды на SbСl 3
в кристаллическом виде и в аморфном - при обработке металлической или сернистой С. разведенною азотною кислотою при нагревании. Окись С. обладает белым цветом, при нагревании желтеет, при более высокой температуре плавится и, наконец, улетучивается при белом калении. При охлаждении расплавленной окиси она получается в кристаллическом виде. Если нагревать окись С. в присутствии воздуха, то она поглощает кислород, превращаясь в нелетучий окисел SbO 2
, или, что вероятнее, в Sb 2
O4
(см. ниже). Основные свойства окиси С. весьма слабы, что уже указано выше; соли ее чаще всего основные. Из минеральных кислородных кислот почти одна серная способна давать соли С.; средняя соль Sb 2
(SO4
)3
получается, когда нагревают металл или окись с концентрированной серной кислотой, в виде белой массы и кристаллизуется из несколько разведенной серной кислоты в длинных, с шелковистым блеском иглах; вода разлагает ее на растворимую кислую и нерастворимую основную соль. Существуют соли с органическими кислотами, напр. основная сурьмяно-калиевая соль винной кислоты, или рвотный камень
KO-CO-CH(OH)-CH(OH)-CO-O-SbO + ½ H2
O (Tartarus emeticus), довольно растворимая в воде (в 12,5 вес. част. при 21°). Окись С. обладает, с другой стороны, слабыми ангидридными свойствами, в чем легко убедиться, если приливать раствор едкого кали или натра к раствору SbCl 3
: образующийся белый осадок растворяется в избытке реактива, подобно тому как это имеет место для растворов солей алюминия. Преимущественно для калия и натрия известны соли сурьмянистой кислоты, например из кипящего раствора Sb 2
O3
в едком натре кристаллизуется сурьмянистокислый натрий
NaSbO2
+ 3H2
O, в блестящих октаэдрах; известны еще такие соли - NaSbO 2
+ 2HSbO2
и KSbO 2
+ Sb2
O3
[Быть может, эту соль можно рассматривать как основную двойную соль, калиево-сурьмяную, ортосурьмянистой кислоты -
]. Кислота соответствующая, т. е. метакислота (по аналогии с названиями фосфорных кислот), HSbO 2
, однако, неизвестна; известны орто- и пирокислоты: H 3
SbO3
получается в виде тонкого белого порошка при действии азотной кислоты на раствор упомянутой двойной соли винной кислоты и имеет этот состав после высушивания при 100°; Н 4
Sb2
O5
образуется, если подвергнуть щелочной раствор трехсернистой С. действию медного купороса в таком количестве, чтобы фильтрат перестал давать оранжевый осадок с уксусной кислотой - осадок тогда получается белый и имеет указанный состав.
Высший окисел типа пятихлористой С. есть сурьмяный ангидрид
Sb2
O5
. Он получается при действии энергично кипящей азотной кислоты на порошок С. или на ее окись; образовавшийся порошок подвергают затем осторожному нагреванию; он содержит обыкновенно примесь низшего окисла. В чистом виде ангидрид можно получить из растворов солей сурьмяной кислоты, разлагая их азотной кислотой и подвергая промытый осадок нагреванию до полного удаления элементов воды; это - желтоватый порошок, нерастворимый в воде, однако, сообщающий ей способность окрашивать синюю лакмусовую бумажку в красный цвет. В азотной кислоте ангидрид совершенно нерастворим, в соляной же (крепкой) растворяется, хотя и медленно, вполне; при нагревании с нашатырем способен улетучиваться. Известны три гидрата сурьмяного ангидрида, обладающих составом, отвечающим гидратам фосфорного ангидрида. Ортосурьмяная кислота
H3
SbO4
получается из метасурьмянокислого калия через обработку его разведенной азотной кислотой и имеет надлежащий состав после промывки и сушения при 100°; при 175° она превращается в метакислоту
HSbO3
; оба гидрата суть белые порошки, растворимые в растворах едкого кали и трудно - в воде; при более сильном нагревании превращаются в ангидрид. Пиросурьмяная кислота
(Фреми назвал ее метакислотой) получается при действии горячей воды на пятихлористую С. в виде белого осадка, который по высушивании на воздухе имеет состав Н 4
Sb2
O7
+ 2Н 2
O, а при 100° превращается в безводную кислоту, которая при 200° (и даже просто при стоянии под водой - со временем) превращается в метакислоту. Пирокислота растворимее в воде, чем ортокислота; она способна растворяться также в холодном нашатырном спирте, к чему ортокислота не способна. Соли известны только для мета- и пирокислоты, что дает, вероятно, право придать ортокислоте формулу HSbO 3
+ Н 2
O, считать ее гидратом метакислоты. Натриевая и калиевая метасоли получаются при сплавлении с соответственной селитрой порошка металлической С. (или из сернистой С.). С KNO 3
получается после промывки водой белый порошок, растворимый в заметном количестве в воде и способный кристаллизоваться; выделенная из раствора и высушенная при 100° соль содержит воду 2KSbOЗ
+ 3H2
O; при 185° она теряет одну частицу воды и превращается в KSbO 3
+ H2
O. Соответствующая натриевая соль имеет состав 2NaSbOЗ
+ 7H2
O, которая при 200° теряет 2H 2
О и делается безводной только при красном калении. Даже угольная кислота способна разлагать эти соли: если пропускать СО 2
через раствор калиевой соли, то получается труднорастворимый осадок такой кислой соли 2K 2
O∙3Sb2
O5
+ 7H2
O (это после высушивания при 100°, после сушения при 350° остается еще 2H 2
O). Если растворить метакислоту в горячем растворе аммиака, то при охлаждении кристаллизуется аммонийная соль (NH 4
)SbO3
, трудно растворимая на холоду. Окисляя окись С., растворенную в едком кали (сурьмянисто-кислый калий), хамелеоном и испаряя затем фильтрат, получают кислый пиросурьмянокислый калий
К 2
H2
Sb2
O7
+ 4Н 2
O; эта соль довольно растворима в воде (при 20° - 2,81 ч. безводной соли в 160 ч. воды) и служит реактивом при качественном анализе на соли натрия (в среднем растворе), так как соответственная кристаллическая соль Na 2
H2
Sb2
O7
+ 6H2
O очень трудно растворима в воде. Это, можно сказать, наиболее трудно растворимая соль натрия, особенно в присутствии некоторого количества спирта; когда в растворе находится только 0,1% натриевой соли, то и в этом случае появляется кристаллический осадок пиросоли. Так как сурьмяные соли лития, аммония и щелочноземельных металлов также образуют осадки, то, понятно, эти металлы должны быть удалены предварительно. Соли остальных металлов трудно растворимы или нерастворимы в воде; они могут быть получены через двойное разложение в виде кристаллических осадков и превращаются слабыми кислотами в кислые соли, а сильные кислоты вытесняют сурьмяную кислоту вполне. Почти все антимониаты
растворимы в соляной кислоте.
При сильном нагревании на воздухе каждого из описанных окислов С. получается еще один окисел, именно Sb 2
O4
:
Sb2
O5
= Sb2
O4
+ ½O2
и Sb 2
O3
+ ½O2
= Sb2
O4
.
Этот окисел можно считать содержащим трехвалентную и пятивалентную С., т. е. в таком случае это была бы средняя соль ортосурьмяной кислоты Sb ""
SbO4
или основная - метакислоты OSb-SbO 3
. Этот окисел есть наиболее устойчивый при высокой температуре и представляет аналогию с суриком (см. Свинец) и в особенности с соответствующим окислом висмута Bi 2
O4
(см. Висмут). Sb 2
O4
представляет нелетучий белый порошок, весьма трудно растворимый в кислотах и получающийся вместе с Sb 2
O3
при обжигании природной сернистой С. - Sb2
O4
обладает способностью соединяться со щелочами; при сплавлении с поташом после промывки водой получается белый продукт, растворимый в горячей воде и имеющий состав K 2
SbO5
; это солеобразное вещество есть, быть может, двойная сурьмяно-калиевая соль ортосурьмяной кислоты (OSb)K 2
SbO4
. Соляная кислота осаждает из раствора такой соли кислую соль K 2
Sb4
O9
, которую можно считать за двойную соль пиросурьмяной кислоты, именно (OSb) 2
K2
Sb2
O7
. В природе встречаются подобные двойные (?) соли для кальция и для меди: ромеит
(OSb)CaSbO4
и аммиолит
(OSb)CuSbO4
. В виде Sb 2
O4
можно взвешивать С. при количественном анализе; необходимо только промытое кислородное соединение металла прокаливать при хорошем доступе воздуха (в открытом тигле) и тщательно заботиться, чтобы горючие газы из пламени не попадали в тигель.
По способу образования сернистых соединений С., как и мышьяк, может быть причислена к настоящим металлам с большим правом, чем, напр., хром. Все соединения трехвалентной С. в кислых растворах (лучше всего в присутствии соляной кисл.) при действии сероводорода превращаются в оранжево-красный осадок трехсернистой
С., Sb 2
S3
, который, кроме того, содержит еще воду. Соединения пятивалентной С., также в присутствии соляной кислоты, с сероводородом дают желтовато-красный порошок пятисернистой
С. Sb 2
S5
, содержащий обыкновенно еще примесь Sb 2
S3
и свободной серы; чистая Sb 2
S5
получается, когда при обыкновенной температуре прибавляют избыток сероводородной воды к подкисленному раствору сурьмяной соли (Бунзен); в смеси с Sb 2
S3
и серой получают ее, если пропускают сероводород в нагретый кислый раствор; чем ниже температура осаждаемого раствора и чем быстрее ток сероводорода, тем меньше получается Sb 2
S3
и серы и тем чище осаждаемая Sb 2
S5
(Bosêk, 1895). С другой стороны, Sb 2
S3
и Sb 2
S5
, как и соответствующие соединения мышьяка, обладают свойствами ангидридов; это тиоангидриды
; соединяясь с сернистым аммонием или с сернистыми калием, натрием, барием и проч., они дают тиосоли
, напр. Na 3
SbS4
и Ba 3
(SbS4
)2
или KSbS 2
и проч. Эти соли аналогичны, очевидно, с кислородными солями элементов группы фосфора; они содержат двухвалентную серу вместо кислорода и называются обыкновенно сульфосолями
, что ведет к спутанности понятий, напоминая о солях сульфокислот органических, которые лучше всего было бы всегда называть сульфононовыми кислотами [Точно так же и названия сульфо
ангидриды (SnS 2
, As2
S5
и проч.) и сульфо
основания (N 2
S, BaS и проч.) следовало бы заменить тио
ангидридами и тио
основаниями.]. Трехсернистая С. Sb 2
S3
под именем сурьмяного блеска
представляет важнейшую руду С.; она довольно распространена среди кристаллических и более старых слоистых каменных пород; встречается в Корнваллисе, Венгрии, Трансильвании, Вестфалии, Шварцвальде, Богемии, Сибири; в Японии ее находят в виде особо крупных хорошо образованных кристаллов, а на Борнео встречаются значительные залежи. Кристаллизуется Sb 2
S3
в призмах и образует обыкновенно лучисто-кристаллические, серовато-черные массы с металлическим блеском; уд. вес 4,62; легкоплавка и легко измельчается в порошок, который марает пальцы подобно графиту и издавна (Библия , книга прор. Иезекииля, XXIII, 40) употреблялся как косметическое средство для подводки бровей; под именем "сурьмы" она употреблялась и, вероятно, употребляется еще для этой цели и у нас. Черная сернистая С. в торговле (Antimonium crudum) есть выплавленная руда; этот материал в изломе представляет серый цвет, металлический блеск и кристаллическое сложение. В природе, кроме того, встречаются многочисленные солеобразные соединения Sb 2
S3
с различными сернистыми металлами (тиооснованиями), напр.: бертьерит
Fe(SbS2
)2
, вольфсбергит
CuSbS2
, буланжерит
Pb3
(SbS3
)2
, пираргирит
, или красная серебряная руда, Ag 3
SbS3
, и др. Руды, содержащие, кроме Sb 2
S3
, сернистые цинк, медь, железо и мышьяк, суть так наз. блеклые руды. Если расплавленная трехсернистая С. подвергается быстрому охлаждению до затвердевания (вливают в воду), то она получается в аморфном виде и имеет тогда меньший уд. вес, именно 4,15, обладает свинцово-серым цветом, в тонких слоях просвечивает гиацинтово-красным и в виде порошка имеет красно-бурую окраску; она не проводит электричество, что свойственно кристаллическому видоизменению. Из так наз. сурьмяной печени
(hepar antimontii), которая получается при сплавлении кристаллической Sb 2
S3
с едким кали или поташом и содержит смесь тиоантимониита и антимониита калия [Растворы такой печени очень способны поглощать кислород воздуха. Другой сорт печени, которая готовится из порошковатой смеси Sb 2
S3
и селитры (в равных количествах), причем реакция начинается от раскаленного уголька, брошенного в смесь, и идет весьма энергично при постепенном прибавлении смеси, содержит, кроме KSbS 2
и KSbO 2
, еще K 2
SO4
, a также некоторое количество сурьмяной кислоты (К-соли).]:
2Sb2
S3
+ 4KOH = 3KSbS2
+ KSbO2
+ 2H2
O
точно так же можно получить аморфную трехсернистую С., для чего извлекают печень водой и профильтрованный раствор разлагают серной кислотой или кристаллическую Sb 2
S3
обрабатывают кипящим раствором КОН (или К 2
СО 3
), а затем фильтрат разлагают кислотой; в обоих случаях промывают осадок сильно разведенной кислотой (винной под конец) и водой и высушивают при 100°. Получается легкий красно-бурый, маркий порошок сернистой С., растворимый в соляной кислоте, едких и углекислых щелочах гораздо легче, чем кристаллическая Sb 2
S3
. Подобные препараты сернистой С., только не вполне чистые, известны с давних пор под именем "минерального кермеса" и находили применение в медицине и как краска. Оранжево-красный осадок гидрата Sb 2
S3
, который получается при действии сероводорода на кислые растворы окиси С., теряет (промытый) воду при 100°-130° и превращается в черное видоизменение при 200°; под слоем разбавленной соляной кислоты в токе углекислого газа превращение это совершается уже при кипячении (лекционный опыт Митчелля, 1893 г.). Если прибавить сероводородной воды к раствору рвотного камня, то получается оранжево-красный (при проходящем свете) раствор коллоидальной Sb 2
S3
, которая осаждается при прибавлении хлористого кальция и некоторых других солей. Нагревание в токе водорода приводит Sb 2
S3
к полному восстановлению металла, в атмосфере же азота она только возгоняется. Кристаллическая Sb 2
S3
идет на приготовление прочих соединений С., а также применяется как горючее вещество в смеси с бертолетовой солью и другими окислителями для пиротехнических целей, входит в состав головок шведских спичек и употребляется для иных запальных приспособлений, имеет также лекарственное значение - как слабительное для животных (лошадей). Пятисернистая С. может быть получена, как указано выше, или через разложение разбавленной кислотой упомянутых растворимых тиосолей:
2K З
SbS4
+ 6HCl = Sb2
S5
+ 6KCl + 3H2
S.
Она в природе не встречается, но известна уже давно; Глаубер описал (в 1654 г.) получение ее из шлака, который образуется при приготовлении металлической С. из сурьмяного блеска при сплавлении его с винным камнем и селитрой, действием уксусной кислоты и рекомендовал как слабительное средство (panacea antimonialis seu sulfur purgans universale). С этим сернистым соединением приходится иметь дело при анализе: сероводород осаждает из подкисленного раствора металлы 4-й и 5-й аналитических групп; среди последних и находится С.; она осаждается обыкновенно в виде смеси Sb 2
S5
и Sb 2
S3
(см. выше) или только в виде Sb 2
S З
(когда в осаждаемом растворе не было соединений типа SbX 5
) и затем отделяется действием многосернистого аммония от сернистых металлов 4-й группы, которые остаются при этом в осадке; Sb 2
S3
переводится многосернистым аммонием в Sb 2
S5
и затем вся С. оказывается в растворе в виде аммонийной тиосоли высшего типа, из которого по отфильтровании осаждается кислотою вместе с друг. сернистыми металлами 5-й группы, если таковые были в исследуемом веществе. Пятисернистая С. нерастворима в воде, легко растворима в водных растворах едких щелочей, их углекислых солей и сернистых щелочных металлов, также в сернистом аммонии и в горячем растворе аммиака, но не углекислого аммония. Когда Sb 2
S5
подвергается действию солнечного света или нагревается под водой при 98°, а также и без воды, но в отсутствие воздуха, то она распадается по уравнению:
Sb2
S5
= Sb2
S3
+ 2S
вследствие чего при нагревании с крепкой соляной кислотой дает серу, сероводород и SbCl 3
. Тиосурьмянокислый нampий
, или "соль Шлиппе", которая кристаллизуется в больших правильных тетраэдрах, бесцветных или желтоватых, состава Nа 3
SbS4
+ 9Н 2
O, может быть получена при растворении смеси Sb 2
S3
и серы в растворе едкого натра определенной концентрации или путем сплавления безводного сернокислого натрия и Sb 2
S3
с углем и кипячения затем водного раствора полученного сплава с серой. Растворы этой соли имеют щелочную реакцию и соляной, холодящий и вместе с тем горьковато-металлический вкус. Подобным же образом может быть получена и калиевая соль, а бариевая возникает при растворении Sb 2
S5
в растворе BaS; эти соли образуют кристаллы состава K3
SbS4
+ 9H2
O и Ва 3
(SbS4
)2
+ 6Н 2
O. Пятисернистая С. употребляется при вулканизации каучука (см.) и сообщает ему известный буро-красный цвет. Сурьмянистый водород
2SbH3
+ 6S = Sb2
S З
+3H2
S
при чем получается оранжево-красное видоизменение Sb 2
S3
; разлагающим образом действует, даже в темноте, и сероводород, который сам разлагается при этом:
2SbH3
+ 3Н 2
S = Sb2
S3
+ 6Н 2
.
Если пропустить SbH 3
(с Н 2
) в раствор азотнокислого серебра, то получается черный осадок, который представляет сурьмянистое серебро
с примесью металлического серебра:
SbH3
+ 3AgNO3
= Ag3
Sb + 3HNO3
;
это соединение С. встречается и в природе - дискразит.
Растворы едких щелочей растворяют SbH 3
, приобретая бурый цвет и способность поглощать кислород из воздуха. Подобные же отношения характеризуют и мышьяковистый водород; оба водородистые соединения не обнаруживают ни малейшим образом способности давать производные аммониевого типа; они скорее напоминают о сероводороде и проявляют свойства кислот. Иных водородистых соединений С., более бедных водородом, судя по аналогиям, не известно с достоверностью; металлическая С., полученная электролизом и обладающая способностью взрываться, содержит водород; быть может, здесь и присутствует подобное водородистое соединение, которое взрывчато, как бедные водородом ацетилен или азотистоводородная кислота. Существование летучего, газообразного даже, водородистого соединения для С. позволяет в особенности относить ее к числу неметаллов; а неметалличность ее находится, вероятно, в связи со способностью давать разнообразные сплавы с металлами. Металлоорганические соединения
С
. находят весьма значительное применение; присутствие в них С. обусловливает увеличение блеска и твердости, а при значительных количествах - и хрупкости сплавленных с нею металлов. Сплав, состоящий из свинца и С. (обыкновенно 4 ч. и 1 ч.), употребляется для отливки типографских букв, для чего часто готовят сплавы, содержащие сверх того значительное количество олова (10-25%), а иногда еще и немного меди (около 2%). Так наз. "британский металл" представляет сплав 9 ч. олова, 1 ч. С. и содержит медь (до 0,1%); он употребляется для приготовления чайников, кофейников и т. под. посуды. "Белый, или антифрикционный, металл" - сплавы, употребляющиеся для подшипников; такие сплавы содержат около 10% С. и до 85% олова, которое иногда заменяется почти наполовину свинцом (Babbit"s metall), сверх того, до 5% меди, количество которой падает в пользу С. до 1,5%, если в сплаве находится свинец; 7 ч. С. с 3 ч. железа образуют при белом калении "сплав Реомюра", который очень тверд и дает при обработке напилком искры. Известны два кристаллических соединения с цинком (Cooke jr.) Zn3
Sb2
и Zn 2
Sb2
и пурпуровый сплав с медью состава Cu 2
Sb (Regulus Veneris). Сплавы с натрием или калием, которые готовятся сплавлением С. с углекислыми щелочными металлами и углем, а также накаливанием окиси С. с винным камнем, в сплошном состоянии довольно постоянны на воздухе, но в виде порошков и при значительном содержании щелочного металла способны самовоспламеняться на воздухе, а с водой выделяют водород, дают едкую щелочь в растворе и порошок сурьмы в осадке. Сплав, который получается при белом калении тесной смеси 5 частей винного камня и 4 частей С., содержит до 12% калия и употребляется для получения металлоорганических соединений С. (см. также Сплавы).
2SbCl3
+ 3ZnR2
= 2SbR З
+ 3ZnCl2
,
где R = СН 3
или C 2
H5
и пр., а также при взаимодействии RJ, йодистых спиртовых радикалов, с упомянутым выше сплавом С. с калием. Триметилстибин
Sb(CH3
)3
кипит при 81°, уд. вес 1,523 (15°); триэтилстибин
кипит при 159°, уд. вес 1,324 (16°). Это почти не растворимые в воде, обладающие запахом лука жидкости, которые самовоспламеняются на воздухе. Соединяясь с RJ, стибины дают йодистые стибонии
R4
Sb-J, из которых - совершенно аналогично четырехзамещенным углеводородными радикалами йодистым аммониям, фосфониям и арсониям - можно получить основные гидраты окисей
замещенных стибониев R 4
Sb-OH, обладающие свойствами едких щелочей. Но, кроме того, стибины весьма сходны по своим отношениям с двухвалентными электроположительного характера металлами; они не только легко соединяются с хлором, серою и кислородом, образуя солеобразные соединения, напр. (CH 3
)3
Sb=Cl2
и (CH 3
)3
Sb=S, и окиси, например (CH 3
)3
Sb=O, но даже вытесняют водород из кислот, подобно цинку, напр.:
Sb(C2
Н 5
)3
+ 2СlH = (С 2
H5
)3
Sb = Сl 2
+ Н 2
.
Сернистые стибины осаждают из соляных растворов сернистые металлы, превращаясь в соответствующие соли, например:
(C2
H5
)3
Sb = S + CuSO4
= CuS + (C2
H5
)3
Sb=SO4
.
Из сернокислого стибина можно получить раствор его окиси, осаждая серную кислоту едким баритом:
(C2
H5
)3
Sb = SО 4
+ Ва(OН) 2
= (С 2
H5
)3
Sb = О + BaSO 4
+ Н 2
O.
Такие окиси получаются и при осторожном действии воздуха на стибины; они растворимы в воде, нейтрализуют кислоты и осаждают окиси настоящих металлов. По составу и строению окиси стибинов совершенно аналогичны окисям фосфинов и арсинов, но отличаются от них сильно выраженными основными свойствами. Трифенилстибин
Sb(C6
H5
)3
, который получается при действии натрия на бензольный раствор смеси SbCl 3
с хлористым фенилом и кристаллизуется в прозрачных табличках, плавящихся при 48°, способен соединяться с галоидами, но не с серой или СН 3
J: присутствие отрицательных фенилов понижает, след., металлические свойства стибинов; это тем более интересно, что соответствующие отношения аналогичных соединений более металличного висмута совершенно обратны: бисмутины Β iR3
, содержащие предельные радикалы, не способны к присоединениям вообще, a Β i(C6
Η 5
)3
дает (C 6
H5
)3
Bi=Cl2
и (C 6
H5
)3
Bi=Вr 2
(см. Висмут). Как будто электроположительный характер Вi необходимо ослабить электроотрицательными фенилами, чтобы получилось соединение, подобное металлическому двухвалентному атому. С. С. Колотов.
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. - С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . - ЗОЛОТО (лат. Aurum), Au (читается «аурум»), химический элемент с атомным номером 79, атомная масса 196,9665. Известно с глубокой древности. В природе один стабильный изотоп 197Au. Конфигурация внешней и предвнешней электронных оболочек… … Энциклопедический словарь
- (фр. Chlore, нем. Chlor, англ. Chlorine) элемент из группы галоидов; знак его Cl; атомный вес 35,451 [Пo расчету Кларке данных Стаса.] при O = 16; частица Cl 2, которой хорошо отвечают найденные Бунзеном и Реньо плотности его по отношению к… …
- (хим.; Phosphore франц., Phosphor нем., Phosphorus англ. и лат., откуда обозначение P, иногда Ph; атомный вес 31 [В новейшее время атомный вес Ф. найден (van der Plaats) такой: 30,93 путем восстановления определенным весом Ф. металлического… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
- (Soufre франц., Sulphur или Brimstone англ., Schwefel нем., θετον греч., лат. Sulfur, откуда символ S; атомный вес 32,06 при O=16 [Определен Стасом по составу сернистого серебра Ag 2 S]) принадлежит к числу важнейших неметаллических элементов.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
- (Platine фр., Platina или um англ., Platin нем.; Pt = 194,83, если О = 16 по данным К. Зейберта). П. обыкновенно сопровождают другие металлы, и те из этих металлов, которые примыкают к ней по своим химическим свойствам, получили название… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
- (Soufre франц., Sulphur или Brimstone англ., Schwefel нем., θετον греч., лат. Sulfur, откуда символ S; атомный вес 32,06 при O=16 [Определен Стасом по составу сернистого серебра Ag2S]) принадлежит к числу важнейших неметаллических элементов. Она… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Ы; ж. [перс. surma металл] 1. Химический элемент (Sb), синевато белый металл (употребляется в различных сплавах в технике, в типографском деле). Выплавка сурьмы. Соединение сурьмы с серой. 2. В старину: краска для чернения волос, бровей, ресниц.… … Энциклопедический словарь
- (перс. sourme). Металл, встречающийся в природе в соединении с серою; употребляется в медицине как рвотное. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. СУРЬМА антимоний, металл серого цвета; уд. в. 6,7;… … Словарь иностранных слов русского языка
Сурьма (лат. stibium), sb, химический элемент v группы периодической системы Менделеева; атомный номер 51, атомная масса 121,75; металл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком. В природе известны два стабильных изотопа 121 sb (57,25%) и 123 sb (42,75%). Из искусственно полученных радиоактивных изотопов важнейшие 122 sb (Т 1/2 = 2,8 cym ) , 124 sb (t 1/2 = 60,2 cym ) и 125 sb (t 1/2 = 2 года).
Историческая справка. С. известна с глубокой древности. В странах Востока она употреблялась примерно за 3000 лет до н. э. для изготовления сосудов. В Древнем Египте уже в 19 в. до н. э. порошок сурьмяного блеска (природный sb 2 s 3) под названием mesten или stem применялся для чернения бровей. В Древней Греции он был известен как st i mi и st i bi, отсюда латинский stibium. Около 12-14 вв. н. э. появилось название antimonium. В 1789 А. Лавуазье включил С. в список химических элементов под названием antimoine (современный английский antimony, испанский и итальянский antimonio, немецкий antimon). Русская «сурьма» произошло от турецкого s u rme; им обозначался порошок свинцового блеска pbs, также служивший для чернения бровей (по другим данным, «сурьма» - от персидского сурме - металл). Подробное описание свойств и способов получения С. и её соединений впервые дано алхимиком Василием Валентином (Германия) в 1604.
Распространение в природе. Среднее содержание С. в земной коре (кларк) 5 ? 10 –5 % по массе. В магме и биосфере С. рассеяна. Из горячих подземных вод она концентрируется в гидротермальных месторождениях. Известны собственно сурьмяные месторождения, а также сурьмяно-ртутные, сурьмяно-свинцовые, золото-сурьмяные, сурьмяно-вольфрамовые. Из 27 минералов С. главное промышленное значение имеет антимонит (sb 2 s 3). Благодаря сродству с серой С. в виде примеси часто встречается в сульфидах мышьяка, висмута, никеля, свинца, ртути, серебра и других элементов.
Физические и химические свойства. С. известна в кристаллической и трёх аморфных формах (взрывчатая, чёрная и жёлтая). Взрывчатая С. (плотность 5,64-5,97 г/см 3) взрывается при любом соприкосновении: образуется при электролизе раствора sbcl 3 ; чёрная (плотность 5,3 г/см 3) - при быстром охлаждении паров С.; жёлтая - при пропускании кислорода в сжиженный sbh 3 . Жёлтая и чёрная С. неустойчивы, при пониженных температурах переходят в обыкновенную С. Наиболее устойчивая кристаллическая С., кристаллизуется в тригональной системе, а = 4,5064 å ; плотность 6,61-6,73 г/см 3 (жидкой - 6,55 г/см 3) ; t пл 630,5 °С; t кип 1635-1645 °С; удельная теплоёмкость при 20-100 °С 0,210 кдж/(кг? К ) ; теплопроводность при 20 °С 17,6 вт/м ? К . Температурный коэффициент линейного расширения для поликристаллической С. 11,5 ? 10 –6 при 0-100 °С; для монокристалла a 1 = 8,1 ? 10 –6 a 2 = 19,5 ? 10 –6 при 0-400 °С, удельное электросопротивление (20 °С) (43,045 ? 10 –6 ом ? см ) . С. диамагнитна, удельная магнитная восприимчивость -0,66 ? 10 –6 . В отличие от большинства металлов, С. хрупка, легко раскалывается по плоскостям спайности, истирается в порошок и не поддаётся ковке (иногда её относят к полуметаллам ) . Механические свойства зависят от чистоты металла. Твёрдость по Бринеллю для литого металла 325-340 Мн/м 2 (32,5-34,0 кгс/мм 2) ; модуль упругости 285-300; предел прочности 86,0 Мн/м 2 (8,6 кгс/мм 2) . Конфигурация внешних электронов атома sb5s 2 5 r 3 . В соединениях проявляет степени окисления главным образом +5, +3 и –3.
В химическом отношении С. малоактивна. На воздухе не окисляется вплоть до температуры плавления. С азотом и водородом не реагирует. Углерод незначительно растворяется в расплавленной С. Металл активно взаимодействует с хлором и др. галогенами, образуя сурьмы галогениды. С кислородом взаимодействует при температуре выше 630 °С с образованием sb 2 o 3. При сплавлении с серой получаются сурьмы сульфиды, так же взаимодействует с фосфором и мышьяком. С. устойчива по отношению к воде и разбавленным кислотам. Концентрированные соляная и серная кислоты медленно растворяют С. с образованием хлорида sbcl 3 и сульфата sb 2 (so 4) 3 ; концентрированная азотная кислота окисляет С. до высшего окисла, образующегося в виде гидратированного соединения xsb 2 o 5 ? уН 2 О. Практический интерес представляют труднорастворимые соли сурьмяной кислоты - антимонаты(Меsbo 3 ? 3h 2 o, где me - na, К) и соли не выделенной метасурьмянистой кислоты - метаантимониты (mesbo 2 ? ЗН 2 О), обладающие восстановительными свойствами. С. соединяется с металлами, образуя антимониды.
Получение. С. получают пирометаллургической и гидрометаллургической переработкой концентратов или руды, содержащей 20-60% sb. К пирометаллургическим методам относятся осадительная и восстановительная плавки. Сырьём для осадительной плавки служат сульфидные концентраты; процесс основан на вытеснении С. из её сульфида железом: sb 2 s 3 + 3fe u 2sb + 3fes. Железо вводится в шихту в виде скрапа. Плавку ведут в отражательных или в коротких вращающихся барабанных печах при 1300-1400 °С. Извлечение С. в черновой металл составляет более 90%. Восстановительная плавка С. основана на восстановлении её окислов до металла древесным углем или каменноугольной пылью и ошлаковании пустой породы. Восстановительной плавке предшествует окислительный обжиг при 550 °С с избытком воздуха. Огарок содержит нелетучую четырёхокись С. Как для осадительной, так и для восстановительной плавок возможно применение электропечей. Гидрометаллургический способ получения С. состоит из двух стадий: обработки сырья щелочным сульфидным раствором с переводом С. в раствор в виде солей сурьмяных кислот и сульфосолей и выделения С. электролизом. Черновая С. в зависимости от состава сырья и способа её получения содержит от 1,5 до 15% примесей: fe, as, s и др. Для получения чистой С. применяют пирометаллургическое или электролитическое рафинирование. При пирометаллургическом рафинировании примеси железа и меди удаляют в виде сернистых соединений, вводя в расплав С. антимонит (крудум) - sb 2 s 3 , после чего удаляют мышьяк (в виде арсената натрия) и серу при продувке воздуха под содовым шлаком. При электролитическом рафинировании с растворимым анодом черновую С. очищают от железа, меди и др. металлов, остающихся в электролите (Си, ag, Аи остаются в шламе). Электролитом служит раствор, состоящий из sbf 3 , h 2 so 4 и hf. Содержание примесей в рафинированной С. не превышает 0,5-0,8%. Для получения С. высокой чистоты применяют зонную плавку в атмосфере инертного газа или получают С. из предварительно очищенных соединений - трёхокиси или трихлорида.
Применение. С. применяется в основном в виде сплавов на основе свинца и олова для аккумуляторных пластин, кабельных оболочек, подшипников (баббит ) , сплавов, применяемых в полиграфии (гарт ) , и т. д. Такие сплавы обладают повышенной твёрдостью, износоустойчивостью, коррозионной стойкостью. В люминесцентных лампах галофосфатом кальция активируют sb. С. входит в состав полупроводниковых материалов как легирующая добавка к германию и кремнию, а также в состав антимонидов (например, insb). Радиоактивный изотоп 12 sb применяется в источниках g -излучения и нейтронов.
О. Е. Крейн.
Сурьма в организме. Содержание С. (на 100 г сухого вещества) составляет в растениях 0,006 мг, в морских животных 0,02 мг, в наземных животных 0,0006 мг. В организм животных и человека С. поступает через органы дыхания или желудочно-кишечный тракт. Выделяется главным образом с фекалиями, в незначительном количестве - с мочой. Биологическая роль С. неизвестна. Она избирательно концентрируется в щитовидной железе, печени, селезёнке. В эритроцитах накапливается преимущественно С. в степени окисления + 3, в плазме крови - в степени окисления + 5. Предельно допустимая концентрация С. 10 –5 - 10 –7 г на 100 г сухой ткани. При более высокой концентрации этот элемент инактивирует ряд ферментов липидного, углеводного и белкового обмена (возможно в результате блокирования сульфгидрильных групп ) .
В медицинской практике препараты С. (солюсурьмин и др.) используют в основном для лечения лейшманиоза и некоторых гельминтозов (например, шистосоматоза).
С. и её соединения ядовиты. Отравления возможны при выплавке концентрата сурьмяных руд и в производстве сплавов С. При острых отравлениях - раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, глаз, а также кожи. Могут развиться дерматит, конъюнктивит и т. д. Лечение: антидоты (унитиол), мочегонные и потогонные средства и др. Профилактика: механизация производств. процессов, эффективная вентиляция и т. д.
Лит.: Шиянов А. Г., Производство сурьмы, М., 1961; Основы металлургии, т. 5, М., 1968; Исследование в области создания новой технологии производства сурьмы и ее соединений, в сборнике: Химия и технология сурьмы, Фр., 1965.