Antimonio

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Antimonio
Aspetto
Aspetto dell'elemento
argenteo, metallico
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico antimonio, Sb, 51
Serie metalloidi
Gruppo, periodo, blocco 15 (VA), 5, p
Densità 6 697 kg/m³
Durezza 3
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico 121,760 u
Raggio atomico (calc.) 145 (133) pm
Raggio covalente 138 pm
Configurazione elettronica [Kr]4d10 5s2 5p3
e per livello energetico 2, 8, 18, 18, 5
Stati di ossidazione ±3, 5 (debolmente acido)
Struttura cristallina romboedrica
Proprietà fisiche
Stato della materia solido
Punto di fusione 903,78 K (630,63 °C)
Punto di ebollizione 1 860 K (1 587 °C)
Volume molare 18,19 × 10−6 /mol
Entalpia di vaporizzazione 77,14 kJ/mol
Calore di fusione 19,87 kJ/mol
Tensione di vapore 2,49 × 10−9 Pa a 6 304 K
Altre proprietà
Numero CAS 7440-36-0
Elettronegatività 2,05 (Scala di Pauling)
Calore specifico 210 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica 2,88 × 106 /(m·Ω)
Conducibilità termica 24,3 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione 834 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione 1 594,9 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione 2 440 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione 4 260 kJ/mol
Energia di quinta ionizzazione 5 400 kJ/mol
Energia di sesta ionizzazione 10 400 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP
121Sb 57,36% Sb è stabile con 70 neutroni
123Sb 42,64% Sb è stabile con 72 neutroni
125Sb sintetico 2,7582 anni β 0,767 125Te
iso: isotopo
NA: abbondanza in natura
TD: tempo di dimezzamento
DM: modalità di decadimento
DE: energia di decadimento in MeV
DP: prodotto del decadimento

L'antimonio è l'elemento chimico di numero atomico 51. Il suo simbolo è Sb, dal latino stibium che significa bastoncino.

È un semimetallo che si presenta in quattro forme allotropiche diverse. La forma stabile ha un aspetto metallico bianco-azzurrognolo, le forme instabili hanno colore giallo o nero. Viene usato come agente antifiamma e per produrre vernici, smalti, ceramiche e gomme, nonché un'ampia gamma di leghe metalliche.

Caratteristiche[modifica | modifica wikitesto]

In quanto semimetallo, l'antimonio ha l'aspetto di un metallo, ma non ne ha il comportamento tipico chimico e fisico. Nella sua forma elementare è un solido bianco-argenteo dai riflessi azzurrognoli che possiede scarse conducibilità termica ed elettrica e che sublima a temperature relativamente basse. Reagisce con gli acidi ossidanti e con gli alogeni. L'antimonio e le sue leghe si espandono per raffreddamento.

Si stima che l'abbondanza dell'antimonio nella crosta terrestre sia compresa tra 0,2 e 0,5 ppm. L'antimonio è calcofilo, si accompagna spesso allo zolfo, al tellurio ed alcuni metalli pesanti: piombo, rame e argento.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

L'antimonio è un elemento noto e usato nei suoi composti sin dall'antichità (antecedente al 3000 a.C.). La stibnite, solfuro di antimonio, veniva usata sia come medicamento che per truccare gli occhi. Sono stati trovati reperti risalenti al IV millennio a.C. Plinio il vecchio lo chiamava stibium mentre attorno all'800 d.C. era più usato il nome di antimonium e i due nomi furono usati alternativamente sia per l'elemento che per il suo solfuro. Tale imprecisione fu dovuta anche al lavoro degli alchimisti, per gli scarsi mezzi a disposizione o per non diffondere le conoscenze acquisite. Solo con l'avvento della chimica fu fatta distinzione.

La prima descrizione nota di una procedura per isolare l'antimonio è contenuta nel libro De la pirotechnia del 1540 scritto dal metallurgista italiano Vannoccio Biringuccio (pubblicato postumo); questa pubblicazione precede il più famoso libro di Georg Agricola, De re metallica del 1556 (per strana combinazione anche questo pubblicato postumo). La scoperta dell'antimonio metallico spesso è stata erroneamente attribuita ad Agricola per un ovvio motivo: mentre il libro De re metallica, scritto in latino, poteva agevolmente essere letto da tutti gli studiosi del tempo, il libro De la pirotechnia era scritto in italiano, ed è andato quindi incontro ad una diffusione estremamente minore. Il libro Triumphwagen des Ammonii (scritto in tedesco, e successivamente tradotto in latino Currus Triumphalis Antimonii, Il Carro Trionfale dell’Antimonio), che contiene anch’esso la descrizione la preparazione dell'antimonio metallico, è stato pubblicato a Lipsia nel 1604, e arriva quindi terzo rispetto alle altre due pubblicazioni. Ciononostante l'autore nominale di questo libro, il monaco benedettino Basilio Valentino, in passato è stato molto spesso citato come lo scopritore dell’antimonio, sebbene sia ormai opinione comune che il vero autore (alcuni pensano trattarsi dello stesso editore, Johann Thölde) dei numerosi libri attribuiti al Valentino abbia semplicemente usato come pseudonimo il nome di un monaco mai esistito, e che la storia dei manoscritti nascosti in una colonna dell'abbazia di Erfurt intorno al 1450 e miracolosamente ritrovati intorno al 1600, sia solo una leggenda inventata, con successo, per dare più importanza a tali libri.

L'origine del nome non è chiara; può derivare sia dalle parole greche anti e monos col significato di "opposto alla solitudine" perché si credeva che non esistesse allo stato nativo, che dal greco anthos Ammon, ossia "il fiore di Ammon". Un'altra possibile origine del nome è "anti"-"monaco"; i frati della Transilvania, infatti, vista l'abbondanza di miniere nella regione, usavano cucchiai fatti di una lega di antimonio e ne rimanevano avvelenati[senza fonte]. Samuel Johnson, nel suo dizionario di chimica, scrive che il monaco tedesco Basilio Valentino avrebbe provato l'antimonio coi maiali che, dopo un primo forte effetto lassativo, avevano subito iniziato a ingrassare. Basilio aveva quindi ripetuto l'esperimento coi suoi compagni, che però purtroppo morirono tutti. Da allora la medicina chiamò questa sostanza antimoine, cioè antimonaco [1]. Ovviamente questa versione deve essere considerata come una etimologia popolare in quanto, vedi sopra, il termine antimonium esiste da prima dell'800 d.C., e quindi almeno 6 secoli prima delle ipotetiche prodezze di Basilio Valentino, che probabilmente non è mai esistito.

L'antimonio è stato usato nel trattamento della schistosomiasi; data la sua affinità con lo zolfo, si lega agli atomi di zolfo contenuti in certi enzimi usati sia dal parassita che dall'ospite umano. Piccole dosi riescono ad uccidere il parassita senza danneggiare troppo l'organismo del paziente.

L'origine del simbolo dell'antimonio si deve a Jöns Jacob Berzelius, che iniziò a citarlo nei suoi scritti ricorrendo dall'abbreviazione del nome latino stibium. Tale nome proviene a sua volta dal nome copto del solfuro d'antimonio, attraverso il greco.

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

L'antimonio trova sempre maggiore uso nell'industria dei semiconduttori nella produzione di diodi, sensori infrarossi e dispositivi basati sull'effetto Hall.

In lega con il piombo, ne aumenta notevolmente la durezza e la resistenza meccanica, tant'è che la produzione di piombo-antimonio per la realizzazione di batterie per autotrazione è il principale consumo di questo elemento. Oltre a ciò, tra le altre applicazioni vi sono le produzioni di

  • leghe a basso attrito
  • leghe per la produzione di caratteri tipografici
  • proiettili traccianti
  • guaine per cavi
  • fiammiferi
  • farmaci emetici
  • tubature (leghe senza piombo, contenenti fino al 5% di antimonio)

Gli ossidi e i solfuri di antimonio, l'antimoniato(V) di sodio (NaSbO3) e il tricloruro di antimonio(III) (SbCl3) sono usati nella produzione di composti ignifughi, di smalti, di vernici, di vetri e di ceramiche, e come catalizzatori di esterificazione. L'antimonio è utilizzato nelle industrie di semiconduttori (dispositivi elettronici, diodi, transistor, circuiti integrati), per il drogaggio dei semiconduttori. Il più importante composto dell'antimonio(III) è il suo triossido (Sb2O3), usato principalmente nella produzione di sostanze ignifughe e ritardanti di fiamma che trovano a loro volta impiego nei settori più disparati, dai giocattoli ai vestiti per i bambini alle fodere per sedili di aereo o automobile. Il solfuro di antimonio(III) (Sb2S3) è contenuto nei fiammiferi. Un'applicazione attuale dell'antimonio è nell'ambito delle memorie a cambiamento di fase, come elemento principe di una lega calcogenura denominata GST.

Disponibilità[modifica | modifica wikitesto]

Benché non sia un elemento abbondante, l'antimonio si trova in oltre 100 diversi minerali. A volte si trova allo stato nativo, ma la forma più frequente è quella del solfuro, la stibnite (Sb2S3).

L'antimonio viene commercializzato in molte forme fisiche: dalla polvere, ai cristalli, ai pezzi, ai lingotti.

Precauzioni[modifica | modifica wikitesto]

Simboli di rischio chimico
irritante
attenzione
frasi H 335
frasi R R 37
consigli P 262 [2]
frasi S S 22-24/25

Le sostanze chimiche
vanno manipolate con cautela
Avvertenze

L'antimonio e molti dei suoi composti sono considerati tossici. Clinicamente, l'avvelenamento da antimonio è molto simile a quello da arsenico. A piccole dosi provoca mal di testa, confusione e depressione; a dosi più alte provoca attacchi di vomito violenti e frequenti e porta alla morte nell'arco di pochi giorni. Come per l'arsenico, nella prima metà del XIX secolo l'ideazione del test di Marsh, un test di laboratorio molto sensibile, ne permise l'analisi chimica. In Europa le norme[3] e le soluzioni per la riduzione di antimonio nell'acqua si rendono necessarie per preservare la salute umana.

Derivati[modifica | modifica wikitesto]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ John Read, Humor and Humanism in Chemistry, Londra, 1947. Citato in Hugh Aldersey-Williams, Favole periodiche, Rizzoli, pp. 478-479, ISBN 978-88-17-04858-3.
  2. ^ scheda dell'antimonio su IFA-GESTIS.
  3. ^ Normativa trattamento acque.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

  • Stibismo – l'avvelenamento da antimonio

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Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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