Колір сурма. Будова атома сурми. Фізичні та хімічні
Сурма(Лат. Stibium), Sb, хімічний елемент V групи періодичної системи Менделєєва; атомний номер 51, атомна маса 121,75; метал сріблясто-білого кольору із синюватим відтінком. У природі відомі два стабільні ізотопи 121 Sb (57,25%) і 123 Sb (42,75%). З штучно отриманих радіоактивних ізотопів найважливіші 122 Sb (Т? = 2,8 діб), 124 Sb (Т? = 60,2 діб) і 123 Sb (Т? = 2 роки).
Історична довідка.Сурма відома з глибокої давнини. У країнах Сходу вона вживалася приблизно за 3000 років до зв. е. для виготовлення судин. У Стародавньому Єгиптівже 19 століття до зв. е. порошок сурм'яного блиску (природний Sb 2 S 3) під назвами mesteн або стем застосовувався для чорніння брів. У Стародавню Греціювін був відомий як stimi і stibi, звідси лат. stibium. Близько 12-14 століть н. е. виникла назва antimonium. У 1789 році А. Лавуазьє включив Сурму до списку хімічних елементів під назвою antimoine (сучасне англ. antimony, ісп. та італ. antimonio, нім. Antimon). Російське "сурма" походить від турецького surme; їм позначався порошок свинцевого блиску PbS, що також служив для чорніння брів (за іншими даними, "сурма" - від перського сурму - метал). Докладний описвластивостей та способів отримання Сурми та її сполук вперше дано алхіміком Василем Валентином (Німеччина) у 1604 році.
Поширення Сурма в природі.Середній вміст Сурми в земної кори(кларк) 5 · 10 -3% по масі. У магмі та біосфері Сурма розсіяна. З гарячих підземних вод вона концентрується у гідротермальних родовищах. Відомі власне серйозні родовища, а також сурьмянортутні, сурм'яно-свинцеві, золотосурм'яні, сурм'яновольфрамові. З 27 мінералів Сурми головне промислове значеннямає антимоніт (Sb 2 S 3). Завдяки спорідненості із сіркою Сурма у вигляді домішки часто зустрічається у сульфідах миш'яку, вісмуту, нікелю, свинцю, ртуті, срібла та інших елементів.
Фізичні властивості Сурми.Сурма відома в кристалічній та трьох аморфних формах (вибухова, чорна та жовта). Вибухова Сурма (щільність 5,64-5,97 г/см 3) вибухає при будь-якому зіткненні; утворюється при електролізі розчину SbCl 3; чорна (щільність 5,3 г/см 3 ) – при швидкому охолодженні пари Сурма; жовта - при пропусканні кисню в скраплений SbH 3 . Жовта та чорна Сурма нестійкі, при знижених температурах переходять у звичайну Сурма. Найбільш стійка кристалічна Сурма, що кристалізується в тригональній системі, а = 4,5064 Å; густина 6,61-6,73 г/см 3 (рідкою - 6,55 г/см 3); t пл 630,5 ° С; t кип 1635-1645 ° С: питома теплоємність при 20-100 ° С 0,210 кдж / (кг К); теплопровідність при 20 °С 17,6 вт/(м·К). Температурний коефіцієнт лінійного розширення для полікристалічної Сурма 11,5·10 -6 при 0-100 °С; для монокристалу а 1 = 8,1 · 10 -6, а 2 = 19,5 · 10 -6 при 0-400 ° С, питомий електроопір (20 ° С) (43,045 · 10 -6 см · см). Сурма діамагнітна, питома магнітна сприйнятливість -0,66 · 10 -6. На відміну від більшості металів, Сурма крихка, легко розколюється по площинах спайності, стирається в порошок і не піддається ковці (іноді її відносять до напівметалів). Механічні властивості залежить від чистоти металу. Твердість по Брінеллю для литого металу 325-340 Мн/м2 (32,5-34,0 кгс/мм2); модуль пружності 285-300; межа міцності 86,0 Мн/м2 (8,6 кгс/мм2).
Хімічні властивості Сурми.Конфігурація зовнішніх електронів атома Sb 5s 2 5p 3 . У сполуках виявляє ступеня окиснення головним чином +5, +3 та -3. У хімічному відношенні Сурма малоактивна. На повітрі не окислюється до температури плавлення. З азотом та воднем не реагує. Вуглець незначно розчиняється у розплавленій Сурми. Метал активно взаємодіє з хлором та іншими галогенами, утворюючи галогеніди сурми. З киснем взаємодіє при температурі вище 630 °З утворенням Sb 2 Про 3 . При сплавленні з сіркою виходять сульфіди сурми, так само взаємодіє з фосфором та миш'яком. Сурма стійка по відношенню до води та розведених кислот. Концентровані соляна та сірчана кислоти повільно розчиняють Сурма з утворенням хлориду SbCl 3 і сульфату Sb 2 (SO 4) 3 ; концентрована азотна кислота окислює Сурма до вищого оксиду, що утворюється у вигляді гідратованої сполуки xSb 2 O 5 ·уН 2 О. Практичний інтерес представляють важкорозчинні солі сурьмяної кислоти - антимонати (MeSbO 3 ·3H 2 O, де Me - Na, К) і солі не виділеної метасурм'янистої кислоти - метаантимоніти (MeSbO 2 ·3H 2 O), що мають відновлювальні властивості. Сурма з'єднується з металами, утворюючи антимоніди.
Отримання Сурми.Сурма отримують пірометаллургической і гідрометалургійної переробкою концентратів або руди, що містить 20-60% Sb. До пірометалургійних методів відносяться осадова і відновна плавки. Сировиною для осаджувальної плавки є сульфідні концентрати; процес заснований на витісненні Сурма з її сульфіду залізом: Sb 2 S 3 + 3Fe => 2Sb + 3FeS. Залізо вводиться у шихту у вигляді скрапу. Плавку ведуть у відбивних або в коротких барабанних печах, що обертаються при 1300-1400 °C. Вилучення Сурма в чорновий метал становить понад 90%. Відновлювальна плавка Сурми заснована на відновленні її оксидів до металу деревним вугіллям або кам'яновугільним пилом та ошлакування порожньої породи. Відновлювальному плавленню передує окислювальний випал при 550 ° С з надлишком повітря. Огарок містить нелетючий оксид Сурма. Як для осаджувальної, так і відновлювальної плавок можливе застосування електропечей. Гідрометалургійний спосіб отримання Сурми складається з двох стадій: обробки сировини лужним сульфідним розчином з перекладом Сурми в розчин у вигляді солей сурм'яних кислот і сульфосолів та виділення Сурми електролізом. Чорнова Сурма в залежності від складу сировини та способу її отримання містить від 1,5 до 15% домішок: Fe, As, S та інших. Для отримання чистої Сурма застосовують пірометаллургічне або електролітичне рафінування. При пірометаллургическом рафінуванні домішки заліза та міді видаляють у вигляді сірчистих сполук, вводячи в розплав Сурма антимоніт (крудум) - Sb 2 S 3 після чого видаляють миш'як (у вигляді арсенату натрію) і сірку при продуванні повітря під содовим шлаком. При електролітичному рафінуванні з розчинним анодом чорнову Сурма очищають від заліза, міді та інших металів, що залишаються в електроліті (Cu, Ag, Au залишаються в шламі). Електролітом служить розчин, що складається з SbF 3 H 2 SO 4 і HF. Вміст домішок у рафінованій Сурьмt не перевищує 0,5-0,8%. Для отримання Сурьмs високої чистоти застосовують зонну плавку в атмосфері інертного газу або одержують Сурмe із попередньо очищених сполук - оксиду (III) або трихлориду.
Застосування Сурма.Сурма застосовується в основному у вигляді сплавів на основі свинцю та олова для акумуляторних пластин, кабельних оболонок, підшипників (бабіт), сплавів, що застосовуються в поліграфії (гарт), і т. д. Такі сплави мають підвищену твердість, зносостійкість, корозійну стійкість. У люмінесцентні лампигалофосфатом кальцію активують Sb. Сурма входить до складу напівпровідникових матеріалів як легуюча добавка до германію та кремнію, а також до складу антимонідів (наприклад, InSb). Радіоактивний ізотоп 122 Sb застосовується в джерелах γ-випромінювання та нейтронів.
Сурма в організмі.Зміст Сурма (на 100 г сухої речовини) становить у рослинах 0,006 мг, у морських тварин 0,02 мг, у наземних тварин 0,0006 мг. В організмі тварин і людини Сурма надходить через органи дихання або шлунково-кишковий тракт. Виділяється головним чином з фекаліями, у незначній кількості – із сечею. Сурма вибірково концентрується в щитовидній залозі, печінці, селезінці. В еритроцитах накопичується переважно Сурма у ступені окислення +3, у плазмі крові – у ступені окислення. +5. Гранично допустима концентрація Сурма 10 -5 - 10 -7 г на 100 г сухої тканини. При більш високій концентрації цей елемент інактивує ряд ферментів ліпідного, вуглеводного та білкового обміну (можливо в результаті блокування сул'фгідрилних груп).
Сурма та її сполуки отруйні. Отруєння можливі при виплавці концентрату сурм'яних руд та у виробництві сплавів Сурма. При гострих отруєннях - подразнення слизових оболонок верхніх дихальних шляхів, очей та шкіри. Можуть розвинутись дерматит, кон'юнктивіт тощо.
Сурма хімічний елемент (франц. antimoine, англ. antimony, нім. antimon, лат. stibium, звідки символ - Sb, або Regulus antimonii; атомн. вага = 120, якщо О = 16) - блискучий сріблясто-білий метал, що володіє грубопластинчастим кристалічним зламом або зернистим, дивлячись по швидкості застигання із розплавленого стану. Сурма кристалізується в тупих ромбоедрах, дуже близьких до куба, як і вісмут (див.), І має уд. вага 6,71-6,86. Самородна сурма зустрічається у вигляді лускатих мас, зазвичай із вмістом срібла, заліза та миш'яку; уд. вага її 6,5-7,0. Це найтендітніший з металів, що легко звертається в порошок у звичайній фарфоровій ступці. Плавиться С. при 629,5 ° [За новітніми визначеннями (Heycock and Neville. 1895)) і переганяється при білому жарі; була визначена навіть щільність пари її, яка при 1640° виявилася дещо більшою, ніж потрібно для прийняття в частинці двох атомів - Sb 2 величини: 10,743 при 1572 і 9,781 при 1640, що говорить про здатність частинки її дисоціювати при нагріванні. Так як для частинки Sb 2 обчислюється щільність 8,3, то знайдені щільності говорять як би про нездатність цього "металу" бути в стані найпростішим, у вигляді одноатомної частинки Sb 3 що відрізняє його від справжніх металів. Ті ж автори досліджували щільності пари вісмуту, миш'яку та фосфору. Тільки один вісмут виявився здатним дати частину Bi 1; для нього знайдені наступні щільності: 10,125 при 1700 ° і 11,983 при 1600 °, а обчислені для Bi 1 і Вi 2 щільності дорівнюють 7,2 і 14,4. Частинки фосфору Р 4 (при 515 ° - 1040 °) і миш'яку As 4 (при 860 °) дисоціюють від нагрівання важко, особливо Р 4 : при 1700 ° з 3Р 4 тільки одна частка - можна думати - перетворюється на 2Р 2 a As4 при цьому зазнає майже повне перетворення в As2 Таким чином, найметалевіший з цих елементів, що становлять одну з підгруп періодичної системи, є вісмут, судячи з щільності пари; властивості ж неметалу належать найбільшою мірою фосфору, характеризуючи в той же час миш'як і меншою мірою - С.]]. Переганяти С. можна струмом сухого газу, напр. водню, так як вона легко окислюється не тільки на повітрі, але і в парах води за високого темпу.
2Sb + 3Н2O = Sb2O3 + 3Н2;
якщо розплавити шматочок С. на вугіллі перед паяльною трубкою і кинути його з деякої висоти на аркуш паперу, виходить маса розпечених кульок, які котяться, утворюючи білий дим окису. При звичайній температурі С. не змінюється на повітрі. За формами сполук та за всіма хімічними відносинами С. належить у V групі періодичної системи елементів, саме до менш металевої її підгрупи, яка містить ще фосфор, миш'як та вісмут; до останніх двох елементів вона відноситься так само, як олово в IV групі відноситься до Німеччини та свинцю. Найважливіших типів сполук С. два - SbX 3 і SbX 5 де вона є тривалентною і пятивалентной; дуже ймовірно, що ці типи одночасно і єдині. Галоїдні сполуки С. особливо ясно засвідчують щойно сказане про форми сполук. Трихлориста
Sb2 S3 + 3HgCl2 = 2SbCl3 + 3HgS
при чому в реторті залишається важче летюча сірчиста ртуть, a SbCl 3 переганяється у вигляді безбарвної рідини, що застигає в приймачі в масу, подібну до коров'ячого масла (Butyrum Antimonii). До 1648 вважали, що летючий продукт містить ртуть; Цього року Глаубер показав невірність такого припущення. При сильному нагріванні залишку в реторті він також випаровується і дає кристалічний сублімація кіноварі (Cinnabaris Antimonii) HgS. Найпростіше готувати SbCl 3 з металевої С., діючи на неї повільним струмом хлору при нагріванні Sb + 1 ½ Cl2 = SbCl3 , причому після зникнення металу виходить рідкий продукт, що містить кілька п'ятихлористої С., позбутися якого дуже легко через додавання порошкоподібної С. .:
3SbCl5 + 2Sb = 5SbCl3;
на закінчення SbCl 3 піддається перегонці. Через нагрівання сірчистої С. з міцною соляною кислотою в надлишку виходить розчин SbCl 3 при чому розвивається сірководень:
Sb2 S3 + 6HCl = 2SbCl3 + 3H2 S.
Такий розчин виходить і при розчиненні окису С. в соляній кислоті. При перегонці кислого розчину передусім відганяється вода і надлишкова соляна кислота, та був женеться SbCl 3 - зазвичай жовтувата перших порціях (внаслідок присутності хлорного заліза) і після цього безбарвна. Трихлориста С. представляє кристалічну масу, яка плавиться при 73,2° і кипить при 223,5°, утворюючи безбарвну пару, щільність якої цілком відповідає формулі SbCl 3 а саме дорівнює 7,8 по відношенню до повітря. Вона притягує вологу з повітря, розпливаючись у прозору рідину, з якої може бути виділена знову в кристалічному вигляді при стоянні в ексикаторі над сірчаною кислотою. За здатністю розчинятися у воді (у малих кількостях) SbCl 3 цілком подібна з іншими, справжніми солями соляної кислоти, але великі кількості води розкладають SbCl 3 , перетворюючи її на ту чи іншу хлорокис, по рівнян.
SbCl3 + 2Н 2 O = (HO)2 SbCl + 2НСl = OSbCl + Н 2 O + 2НСl
та 4SbCl 3 + 5Н 2 O = O5 Sb4 Cl2 + 10HCl
які становлять крайні межі неповної дії води (існують хлорокиси проміжного складу); великий надлишок води призводить до повного видалення хлору з сурм'яного з'єднання. Вода тримає в облозі білий порошокподібних хлорокисей С., але частина SbCl 3 може залишатися в розчині і переходити в осад при більшій кількості води. Додаючи соляної кислоти, можна осад знову розчинити, перетворити його на розчин SbCl 3 . Очевидно, окис С. (див. далі) є основа слабка, як і окис вісмуту, а тому вода - в надлишку - здатна віднімати від нього кислоту, перетворюючи середні солі С. в основні солі, або, даному випадку, у хлорокисі; додавання соляної кислоти аналогічно зменшенню кількості реагуючої води, чому при цьому хлорокиси і перетворюються на SbCl 3 . Білий осад, що виходить при дії води на SbCl 3 називається порошком Альгоротана ім'я веронського лікаря, який вживав його (наприкінці XVI ст.) для медичних цілей.
Якщо насичувати хлором розплавлену трихлористу С., виходить п'ятихлориста С.:
SbCl3 + Cl2 = SbCl5
відкрита Р. Розе (1835). Її можна отримати і з металевої С., порошок якої при всипанні в посудину з хлором горить у ньому:
Sb + 2 ½ Cl2 = SbCl5.
Це безбарвна або слабо-жовта рідина, яка димить на повітрі і має неприємний запах; на холоді вона кристалізується як голочок і плавиться при -6°; вона летка SbCl 3 , але при перегонці частиною розкладається:
SbCl5 = SbCl3 + Cl2;
під тиском 22 мм кипить при 79° - без розкладання (у умовах темп. кипіння SbCl 3 = 113,5°). Щільність пари при 218° і під тиском 58 мм дорівнює 10,0 щодо повітря, що відповідає наведеній частковій формулі (для SbCl 5 обчислена щільність пари дорівнює 10,3). З обчисленою кількістю води при 0° SbCl 5 дає кристалічний гідрат SbСl 5 + Н 2 O, розчинний у хлороформі і плавиться при 90°; з великою кількістю води виходить прозорий розчин, який при випаровуванні над сірчаною кислотою дає інший кристалічний гідрат SbСl 5 + 4Н 2 O, вже не розчинний у хлороформі (Аншютц та Еванс, Вебер). До гарячої води SbCl 5 відноситься, як хлорангідрид, даючи з надлишком її кислий гідрат (див. нижче). П'ятихлориста С. легко переходить у трихлористу, якщо присутні речовини, здатні приєднувати хлор, внаслідок чого вона часто застосовується в органічній хімії для хлорування; це - "передавач хлору". Трихлориста С. здатна утворити кристалічні сполуки, подвійні солі з деякими хлористими металами; подібні сполуки дає і п'ятихлориста сурма з різними сполуками та окисами. Відомі сполуки сурми та з іншими галоїдами, а саме SbF 3 і SbF 5 , SbBr3 , SbJ3 та SbJ 5 .
, або сурм'янистий ангідрид, належить до типу трихлористої С. і тому може бути представлена формулою Sb 2 O3 але визначення щільності пари (при 1560°, В. Мейєр, 1879), яка знайдена рівною 19,9 по відношенню до повітря показали, що цьому оксиду повинно надавати подвоєну формулу Sb 4 O6 , аналогічно з миш'яковистим та фосфористим ангідридами. Окис С. зустрічається в природі у вигляді валентиніту, утворюючи білі, блискучі призми ромбічної системи, уд. ваги 5,57, і рідше – сенармонтиту – безбарвні або сірі октаедри, з уд. вага. 5,2-5,3, а також іноді покриває у вигляді землістого нальоту - серйозна охра - різні руди С. Окис виходить також при обпалюванні сірчистою С. і виникає як остаточний продукт дії води на SbСl 3 в кристалічному вигляді та в аморфному - при обробці металевою або сірчистою С. розведеною азотною кислотою при нагріванні Окис С. має білий колір, при нагріванні жовтіє, при більш високій температурі плавиться і, нарешті, випаровується при білому жарінні. При охолодженні розплавленого окису вона у кристалічному вигляді. Якщо нагрівати окис С. у присутності повітря, то вона поглинає кисень, перетворюючись на нелетючий окис SbO 2 або, що ймовірно, в Sb 2 O4 (див. нижче). Основні властивості окису С. дуже слабкі, що зазначено вище; солі її найчастіше основні. З мінеральних кисневих кислот майже одна сірчана здатна давати солі С.; середня сіль Sb 2 (SO4 )3 виходить, коли нагрівають метал або окис з концентрованою сірчаною кислотою, у вигляді білої маси і кристалізується з кілька розведеної сірчаної кислоти в довгих, з шовковистим блиском голках; вода розкладає її на розчинну кислу та нерозчинну основну сіль. Існують солі з органічними кислотами, наприклад. основна сурм'яно-калієва сіль винної кислоти, або блювотний камінь KO-CO-CH(OH)-CH(OH)-CO-O-SbO + H2O (Tartarus emeticus), досить розчинна у воді (12,5 вага. частин при 21°). Окис С. має, з іншого боку, слабкі ангідридні властивості, в чому легко переконатися, якщо приливати розчин їдкого калі або натру до розчину SbCl 3 : білий осад, що утворюється, розчиняється в надлишку реактиву, подібно до того як це має місце для розчинів солей алюмінію. Переважно для калію та натрію відомі солі сурм'янистої кислоти, наприклад з киплячого розчину Sb 2 O3 в їдкому натрі кристалізується сурьмянистокислий натрій NaSbO2 + 3H2 O, у блискучих октаедрах; відомі ще такі солі - NaSbO 2 + 2HSbO2 і KSbO 2 + Sb2 O3 [Можливо, цю сіль можна розглядати як основну подвійну сіль, калієво-сурм'яну, ортосурм'янисту кислоту -
]. Кислота відповідна, тобто метакислота (за аналогією з назвами фосфорних кислот), HSbO 2 однак невідома; відомі орто- та пірокислоти: H 3 SbO3 виходить у вигляді тонкого білого порошку при дії азотної кислоти на розчин згаданої подвійної солі винної кислоти і має цей склад після висушування при 100°; Н 4 Sb2 O5 утворюється, якщо піддати лужний розчин трисірчистої С. дії мідного купоросу в такій кількості, щоб фільтрат перестав давати помаранчевий осад з оцтовою кислотою - осад тоді виходить білий і має вказаний склад.
Вищий оксид типу п'ятихлористої С. є сурм'яний ангідрид Sb2 O5. Він виходить при дії енергійно киплячої азотної кислоти на порошок С. або її окис; порошок, що утворився, піддають потім обережному нагріванню; він містить зазвичай домішка нижчого оксиду. У чистому вигляді ангідрид можна отримати з розчинів солей сурм'яної кислоти, розкладаючи їх азотною кислотою і піддаючи промитий осад нагріванню до видалення елементів води; це - жовтуватий порошок, нерозчинний у воді, проте, що повідомляє їй здатність фарбувати синій лакмусовий папірець у червоний колір. В азотній кислоті ангідрид абсолютно нерозчинний, в соляній (міцній) розчиняється, хоча і повільно, цілком; при нагріванні з нашатирем здатний випаровуватися. Відомі три гідрати сурм'яного ангідриду, що володіють складом, що відповідає гідратам фосфорного ангідриду. Ортосурм'яна кислота H3 SbO4 виходить з метасурьмянокислого калію через обробку його розведеною азотною кислотою і має належний склад після промивання та сушіння при 100°; при 175° вона перетворюється на метакислоту HSbO3; обидва гідрати - білі порошки, розчинні в розчинах їдкого калі і важко - у воді; при більш сильному нагріванні перетворюються на ангідрид. Піросурм'яна кислота(Фремі назвав її метакислотою) виходить при дії гарячої води на пятихлористую С. у вигляді білого осаду, який по висушуванні на повітрі має склад Н 4 Sb2 O7 + 2Н 2 O, а при 100 ° перетворюється на безводну кислоту, яка при 200 ° ( і навіть просто при стоянні під водою - згодом) перетворюється на метакислоту. Пірокислота більш розчинна у воді, ніж ортокислота; вона здатна розчинятися також у холодному нашатирному спирті, чого ортокислота не здатна. Солі відомі тільки для мета- та пірокислоти, що дає, ймовірно, право надати ортокислоті формулу HSbO 3 + Н 2 O, вважати її гідратом метакислоти. Натрієва та калієва метасолі виходять при сплавленні з відповідною селітрою порошку металевої С. (або із сірчистої С.). З KNO 3 виходить після промивання водою білий порошок, розчинний у помітній кількості у воді і здатний кристалізуватися; виділена з розчину і висушена при 100° сіль містить воду 2KSbOЗ + 3H2O; при 185° вона втрачає одну частинку води і перетворюється на KSbO 3 + H2 O. Відповідна натрієва сіль має склад 2NaSbOЗ + 7H2 O, яка при 200° втрачає 2H 2 Про робиться безводною тільки при червоному розжаренні. Навіть вугільна кислота здатна розкладати ці солі: якщо пропускати 2 через розчин калієвої солі, то виходить важкорозчинний осад такої кислої солі 2K 2 O∙3Sb2 O5 + 7H2 O (це після висушування при 100°, після сушіння при 350° залишається ще 2H 2 O). Якщо розчинити метакислоту в гарячому розчині аміаку, то при охолодженні кристалізується амонійна сіль (NH 4 )SbO3 важко розчинна на холоді. Окислюючи окис С., розчинену в їдкому калі (сурм'янисто-кислий калій), хамелеоном і потім випаровуючи фільтрат, отримують кислий пиросурмянокислий калійДо 2 H2 Sb2 O7 + 4Н2O; ця сіль досить розчинна у воді (при 20° - 2,81 ч. безводної солі в 160 ч. води) і служить реактивом при якісному аналізі на солі натрію (у середньому розчині), так як відповідна кристалічна сіль Na 2 H2 Sb2 O7 + 6H2 O дуже важко розчинна у воді. Це, можна сказати, найбільш важко розчинна сіль натрію, особливо у присутності деякої кількості спирту; коли у розчині знаходиться лише 0,1% натрієвої солі, то і в цьому випадку з'являється кристалічний осад піросолі. Оскільки сурм'яні солі літію, амонію і лужноземельних металів також утворюють опади, то, зрозуміло, ці метали мають бути видалені попередньо. Солі інших металів важко розчиняються або нерозчинні у воді; вони можуть бути отримані через подвійне розкладання у вигляді кристалічних опадів і перетворюються слабкими кислотами на кислі солі, а сильні кислоти витісняють серйозну кислоту. Майже всі антимоніати розчиняються в соляній кислоті.
При сильному нагріванні на повітрі кожного з описаних оксидів С. виходить ще один оксид, саме Sb 2 O4 :
Sb2 O5 = Sb2 O4 + ½O2 і Sb 2 O3 + ½O2 = Sb2 O4.
Цей окис можна вважати таким, що містить тривалентну і пятивалентную С., тобто в такому випадку це була б середня сіль ортосурм'яної кислоти Sb "" SbO4 або основна - метакислоти OSb-SbO 3 . Цей оксид є найбільш стійким при високій температурі і є аналогією з суриком (див. Свинець) і особливо з відповідним оксидом вісмуту Bi 2 O4 (див. Вісмут). Sb 2 O4 представляє нелетючий білий порошок, дуже важко розчинний у кислотах і виходить разом з Sb 2 O3 при випалюванні природної сірчистої С. - Sb2 O4 має здатність з'єднуватися з лугами; при сплавленні з поташом після промивання водою виходить білий продукт, розчинний у гарячій воді і має склад K 2 SbO5; ця солеподібна речовина є, можливо, подвійна сурм'яно-калієва сіль ортосурм'яної кислоти (OSb)K 2 SbO4 . Соляна кислота осаджує з розчину такої солі кислу сіль K 2 Sb4 O9 , яку можна вважати подвійною сіль піросурм'яної кислоти, саме (OSb) 2 K2 Sb2 O7 . У природі зустрічаються подібні подвійні (?) солі для кальцію та для міді: ромеїт (OSb) CaSbO4 та аміоліт (OSb) CuSbO4. У вигляді Sb 2 O4 можна зважувати С. при кількісний аналіз; необхідно тільки промите кисневе з'єднання металу гартувати при хорошому доступі повітря (у відкритому тиглі) і ретельно дбати, щоб горючі гази з полум'я не потрапляли в тигель.
За способом утворення сірчистих сполук С., як і миш'як, може бути зарахована до справжніх металів з більшим правом, ніж хром. Всі з'єднання тривалентної С. в кислих розчинах (найкраще в присутності соляної кисл.) при дії сірководню перетворюються на оранжево-червоний осад трисірчистої С., Sb 2 S3 , який, крім того, містить ще воду. Сполуки пятивалентной С., також у присутності соляної кислоти, з сірководнем дають жовтувато-червоний порошок п'ятисернистої С. Sb 2 S5 , що містить зазвичай ще домішка Sb 2 S3 і вільної сірки; чиста Sb 2 S5 виходить, коли при звичайній температурі додають надлишок сірководневої води до підкисленим розчином сурм'яної солі (Бунзен); у суміші з Sb 2 S3 та сіркою отримують її, якщо пропускають сірководень у нагрітий кислий розчин; чим нижче температура осаджуваного розчину і чим швидше струм сірководню, тим менше виходить Sb 2 S3 і сірки і тим чистіше обложена Sb 2 S5 (Bosêk, 1895). З іншого боку, Sb 2 S3 і Sb 2 S5 , як і відповідні сполуки миш'яку, мають властивості ангідридів; це тіоангідриди; з'єднуючись із сірчистим амонієм або з сірчистими калієм, натрієм, барієм та ін., вони дають тіосолі, напр. Na 3 SbS4 та Ba 3 (SbS4 )2 або KSbS 2 та ін. Ці солі аналогічні, мабуть, з кисневими солями елементів групи фосфору; вони містять двовалентну сірку замість кисню і називаються зазвичай сульфосолями , що веде до сплутаності понять, нагадуючи про солі органічних сульфокислот, які найкраще було б завжди називати сульфононовими кислотами [Точно так само і назви сульфо ангідриди (SnS 2 , As2 S5 і. і сульфо основи (N 2 S, BaS та ін.) слід замінити тіо ангідридами і тіо основами.]. Трисірчиста С. Sb 2 S3 під ім'ям серйозного блискупредставляє найважливішу руду С.; вона досить поширена серед кристалічних і старіших шаруватих кам'яних порід; зустрічається у Корнваллісі, Угорщині, Трансільванії, Вестфалії, Шварцвальді, Богемії, Сибіру; у Японії її знаходять як особливо великих добре освічених кристалів, але в Борнео зустрічаються значні поклади. Кристалізується Sb 2 S3 у призмах і утворює звичайно променисто-кристалічні, сірувато-чорні маси з металевим блиском; уд. вага 4,62; легкоплавка і легко подрібнюється на порошок, який брудить пальці подібно до графіту і здавна (Біблія, книга прор. Єзекіїля, XXIII, 40) вживався як косметичний засіб для підведення брів; під ім'ям "сурма" вона вживалася і, ймовірно, вживається ще для цієї мети і в нас. Чорна сірчиста С. у торгівлі (Antimonium crudum) є виплавлена руда; цей матеріал у зламі представляє сірий колір, металевий блиск і кристалічний додавання. У природі, крім того, зустрічаються численні солеподібні сполуки Sb 2 S3 з різними сірчистими металами (тіопідставами), напр. SbS3, та ін Руди, що містять, крім Sb 2 S3, сірчисті цинк, мідь, залізо і миш'як, суть так зв. бляклі руди. Якщо розплавлена трисірчиста С. піддається швидкому охолодженню до затвердіння (вливають у воду), вона виходить в аморфному вигляді і має тоді менший уд. вага, саме 4,15, має свинцево-сірий колір, в тонких шарах просвічує гіацинтово-червоним і у вигляді порошку має червоно-буре забарвлення; вона не проводить електрику, що властиво кристалічному видозміні. З так зв. сурм'яної печінки(hepar antimontii), яка виходить при сплавленні кристалічної Sb 2 S3 з їдким калі або поташом і містить суміш тіоантимоніту і антимоніїту калію [Розчини такої печінки дуже здатні поглинати кисень повітря. Інший сорт печінки, яка готується з порошкової суміші Sb 2 S3 і селітри (у рівних кількостях), причому реакція починається від розпеченого вугілля, кинутого в суміш, і йде дуже енергійно при поступовому додаванні суміші, містить, крім KSbS 2 і KSbO 2 , ще K 2 SO4 , а також кілька сурм'яної кислоти (К-солі).]:
2Sb2 S3 + 4KOH = 3KSbS2 + KSbO2 + 2H2 O
так само можна отримати аморфну трисірчисту С., для чого витягують печінку водою і профільтрований розчин розкладають сірчаною кислотою або кристалічну Sb 2 S3 обробляють киплячим розчином КОН (або К 2 3 ), а потім фільтрат розкладають кислотою; в обох випадках осад промивають сильно розведеною кислотою (винною під кінець) і водою і висушують при 100°. Виходить легкий червоно-бурий, маркий сірчистий порошок С., розчинний в соляній кислоті, їдких і вуглекислих лугах набагато легше, ніж кристалічна Sb 2 S3 . Подібні препарати сірчистої С., тільки не зовсім чисті, відомі з давніх-давен під ім'ям "мінерального кермесу" і знаходили застосування в медицині і як фарба. Помаранчево-червоний осад гідрату Sb 2 S3, який виходить при дії сірководню на кислі розчини окису С., втрачає (промитий) воду при 100-130° і перетворюється на чорну видозміну при 200°; під шаром розведеної соляної кислоти струмі вуглекислого газу перетворення це відбувається вже за кип'ятінні (лекційний досвід Мітчелля, 1893 р.). Якщо додати сірководневої води до розчину блювотного каменю, то виходить оранжево-червоний (при світлі) розчин колоїдальної Sb 2 S3 , яка осаджується при додаванні хлористого кальцію і деяких інших солей. Нагрівання в струмі водню призводить Sb 2 S3 до повного відновлення металу, в атмосфері азоту вона тільки виганяється. Кристалічна Sb 2 S3 йде на приготування інших сполук С., а також застосовується як пальне в суміші з бертолетової сіллю та іншими окислювачами для піротехнічних цілей, входить до складу головок шведських сірників і використовується для інших запальних пристосувань, має також лікарське значення - як проносне для тварин (коней) П'ятисірчиста С. може бути отримана, як зазначено вище, або через розкладання розведеною кислотою згаданих розчинних тіосолів:
2K З SbS4 + 6HCl = Sb2 S5 + 6KCl + 3H2 S.
Вона у природі не зустрічається, але відома вже давно; Глаубер описав (1654 р.) отримання її з шлаку, який утворюється при приготуванні металевої С. із сурм'яного блиску при сплавленні його з винним каменем і селітрою, дією оцтової кислотиі рекомендував як проносний засіб (panacea antimonialis seu sulfur purgans universale). З цією сірчистою сполукою доводиться мати справу при аналізі: сірководень бере в облогу з підкисленого розчину метали 4-ї та 5-ї аналітичних груп; серед останніх і знаходиться С.; вона осаджується зазвичай у вигляді суміші Sb 2 S5 і Sb 2 S3 (див. вище) або тільки у вигляді Sb 2 S З (коли в осаджуваному розчині не було сполук типу SbX 5 ) і потім відокремлюється дією багатосірчистого амонію від сірчистих металів 4-й групи, що залишаються при цьому в осаді; Sb 2 S3 перекладається багатосірчистим амонієм в Sb 2 S5 і потім вся С. виявляється в розчині у вигляді амонійної тіосолі вищого типу, з якого після відфільтрування осаджується кислотою разом з друг. сірчистими металами 5-ї групи, якщо такі були у досліджуваній речовині. П'ятисірчиста С. нерозчинна у воді, легко розчинна у водних розчинах їдких лугів, їх вуглекислих солей і сірчистих лужних металів, також у сірчистому амонії та гарячому розчині аміаку, але не вуглекислого амонію. Коли Sb 2 S5 піддається дії сонячного світла або нагрівається під водою при 98°, а також і без води, але без повітря, то вона розпадається за рівнянням:
Sb2 S5 = Sb2 S3 + 2S
внаслідок чого при нагріванні з міцною соляною кислотою дає сірку, сірководень та SbCl 3 . Тіосурмянокислий нampій, або "сіль Шліппе", яка кристалізується у великих правильних тетраедрах, безбарвних або жовтуватих, складу Nа 3 SbS4 + 9Н 2 O, може бути отримана при розчиненні суміші Sb 2 S3 і сірки в розчині їдкого натру певної концентрації або шляхом сплавлення безводного сірчанокислого і Sb 2 S3 з вугіллям та кип'ятіння потім водного розчину отриманого сплаву з сіркою. Розчини цієї солі мають лужну реакцію і соляний, що холодить і водночас гіркувато-металевий смак. Подібним чином може бути отримана і калієва сіль, а барієва виникає при розчиненні Sb 2 S5 в розчині BaS; ці солі утворюють кристали складу K3 SbS4 + 9H2 O і 3 (SbS4 )2 + 6Н 2 O. П'ятисірчиста С. використовується при вулканізації каучуку (див.) і повідомляє йому відомий буро-червоний колір. Сурм'янистий водень
2SbH3 + 6S = Sb2 S З +3H2 S
при чому виходить оранжево-червона видозміна Sb 2 S3; розкладним чином діє, навіть у темряві, і сірководень, який сам розкладається при цьому:
2SbH3 + 3Н 2 S = Sb2 S3 + 6Н2.
Якщо пропустити SbH 3 (з Н 2 ) розчин азотнокислого срібла, то виходить чорний осад, який представляє сурм'янисте сріблоз домішкою металевого срібла:
SbH3 + 3AgNO3 = Ag3 Sb + 3HNO3;
це з'єднання С. зустрічається і в природі – дискразит. Розчини їдких лугів розчиняють SbH 3 набуваючи бурого кольору і здатності поглинати кисень з повітря. Подібні ж відносини характеризують і миш'яковистий водень; обидві водневі сполуки не виявляють жодним чином здатності давати похідні амонієвого типу; вони швидше нагадують про сірководод і виявляють властивості кислот. Інших водневих сполук С., бідніших воднем, судячи з аналогій, невідомо з достовірністю; металева С., отримана електролізом і має здатність вибухати, містить водень; можливо, тут і присутня подібна воднева сполука, яка вибухова, як бідні воднем ацетилен або азотистоводнева кислота. Існування летючого, газоподібного навіть водневого з'єднання для С. дозволяє особливо відносити її до неметалів; а неметаллічність її знаходиться, ймовірно, у зв'язку зі здатністю давати різноманітні сплави з металами. Металоорганічні сполуки
З. знаходять дуже значне застосування; присутність у них С. обумовлює збільшення блиску та твердості, а при значних кількостях – і крихкості сплавлених з нею металів. Сплав, що складається зі свинцю і С. (зазвичай 4 ч. і 1 ч.), вживається для виливки друкарських літер, для чого часто готують сплави, що містять понад значну кількість олова (10-25%), а іноді ще й трохи міді (близько 2%). Так зв. "британський метал" являє собою сплав 9 ч. олова, 1 ч. С. і містить мідь (до 0,1%); він використовується для приготування чайників, кавників тощо. посуду. "Білий, або антифрикційний метал" - сплави, що використовуються для підшипників; такі сплави містять близько 10% С. і до 85% олова, яке іноді замінюється майже наполовину свинцем (Babbit's metall), крім того, до 5% міді, кількість якої падає на користь С. до 1,5%, якщо в сплаві знаходиться свинець, 7 ч. С. з 3 ч. заліза утворюють при білому калені "сплав Реомюра", який дуже твердий і дає при обробці напильником іскри. і пурпуровий сплав з міддю складу Cu 2 Sb (Regulus Veneris) Сплави з натрієм або калієм, які готуються сплавленням С. з вуглекислими лужними металами і вугіллям, а також розжарюванням окису С. з винним каменем, в суцільному стані досить постійні на повітрі, але у вигляді порошків і при значному вмісті лужного металу здатні самозаймисти на повітрі, а з водою виділяють водень, дають їдку луг в розчині і порошок сурми в осаді. містить до 12% ка лія і використовується для отримання металоорганічних сполук С. (див. Сплави).
2SbCl3 + 3ZnR2 = 2SbR З + 3ZnCl2 ,
де R = СН 3 або C 2 H5 та ін., а також при взаємодії RJ, йодистих спиртових радикалів, зі згаданим вище сплавом С. з калієм. Триметилстибін Sb(CH3)3 кипить при 81°, уд. вага 1,523 (15 °); триетилстибін кипить при 159 °, уд. вага 1324 (16 °). Це майже не розчиняються у воді, що володіють запахом цибулі рідини, що самозаймиться на повітрі. Поєднуючись з RJ, стибіни дають йодисті стибонії R4 Sb-J, з яких - абсолютно аналогічно чотиризаміщеним вуглеводневими радикалами йодистим амоніям, фосфоніям і арсоніям - можна отримати основні гідрати оксидів заміщених стибоніїв R 4 Sb-OH, що мають властивості їдких лугів. Але, крім того, стибіни дуже подібні за своїми відносинами з двовалентними електропозитивними металами; вони не тільки легко з'єднуються з хлором, сіркою та киснем, утворюючи солеподібні сполуки, напр. (CH 3 )3 Sb=Cl2 і (CH 3 )3 Sb=S, і окису, наприклад (CH 3 )3 Sb=O, але навіть витісняють водень з кислот, подібно до цинку, напр.
Sb(C2 Н 5 )3 + 2СlH = (С 2 H5 )3 Sb = Сl 2 + Н 2 .
Сірчисті стибіни осаджують із соляних розчинів сірчисті метали, перетворюючись на відповідні солі, наприклад:
(C2 H5) 3 Sb = S + CuSO4 = CuS + (C2 H5) 3 Sb = SO4.
З сірчанокислого стибіну можна отримати розчин його окису, осаджуючи сірчану кислоту їдким баритом:
(C2 H5 )3 Sb = SО 4 + (OН) 2 = (С 2 H5 )3 Sb = О + BaSO 4 + Н 2 O.
Такі окиси виходять при обережній дії повітря на стибіни; вони розчиняються у воді, нейтралізують кислоти і беруть в облогу окиси справжніх металів. За складом і будовою окису стибінів абсолютно аналогічні до оксидів фосфінів і арсинів, але відрізняються від них сильно вираженими основними властивостями. Трифенілстибін Sb(C6 H5 )3 , який виходить при дії натрію на бензольний розчин суміші SbCl 3 з хлористим фенілом і кристалізується в прозорих табличках, що плавляться при 48°, здатний з'єднуватися з галоїдами, але не з сіркою або СН 3 J : знижує, слід, металеві властивості стибінів; це тим більше цікаво, що відповідні відносини аналогічних сполук більш металевого вісмуту абсолютно зворотні: бісмутіни iR3 , що містять граничні радикали, не здатні до приєднань взагалі, a i(C6 5 )3 дає (C 6 H5 )3 Bi=Cl2 і (C 6 H5 )3 Bi = Вr 2 (див. Вісмут). Начебто електропозитивний характер Вi необхідно послабити електронегативними фенілами, щоб вийшло з'єднання, подібне до металевого двовалентного атома. С. С. Колотов.
Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона. - С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон. – ЗОЛОТО (лат. Aurum), Au (читається «аурум»), хімічний елемент з атомним номером 79, атомна маса 196,9665. Відомо з глибокої давнини. У природі один стабільний ізотоп 197Au. Конфігурація зовнішньої та передньої електронних оболонок. Енциклопедичний словник
- (Фр. Chlore, нім. Chlor, англ. Chlorine) елемент із групи галоїдів; знак його Cl; атомна вага 35,451 [З розрахунку Кларку даних Стаса.] при O = 16; частка Cl 2, якій добре відповідають знайдені Бунзеном і Реньо щільності його по відношенню до ...
- (хім.; Phosphore франц., Phosphor нім., Phosphorus англ. і лат., звідки позначення P, іноді Ph; атомна вага 31 [Новини атомна вага Ф. знайдено (van der Plaats) такою: 30,93 шляхом відновлення певною вагою Ф. металевого… Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона
Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона
- (Soufre франц., Sulphur або Brimstone англ., Schwefel нім., θετον грец., лат. Sulfur, звідки символ S; атомна вага 32,06 при O=16 [Визначений Стасом за складом сірчистого срібла Ag 2 S]) належить до найважливіших неметалевих элементов.… … Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона
- (Platine фр., Platina або um англ., Platin нім.; Pt = 194,83, якщо О = 16 за даними К. Зейберта). П. зазвичай супроводжують інші метали, і ті з цих металів, які примикають до неї за своїми хімічним властивостям, отримали назву… … Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона
- (Soufre франц., Sulphur або Brimstone англ., Schwefel нім., θετον грец., лат. Sulfur, звідки символ S; атомна вага 32,06 при O=16 [Визначений Стасом за складом сірчистого срібла Ag2S]) належить до числа найважливіших неметалевих елементів. Вона… … Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона
Ы; ж. [Перс. surma метал] 1. Хімічний елемент (Sb), синювато білий метал (використовується у різних сплавах у техніці, в друкарській справі). Виплавлення сурми. З'єднання сурми з сіркою. 2. За старих часів: фарба для чорніння волосся, брів, вій. Енциклопедичний словник
- (Перс. Sourme). Метал, що у природі у поєднанні з сіркою; використовується у медицині як блювотне. Словник іншомовних слів, що увійшли до складу російської мови. Чудінов А.М., 1910. Сурма антимоній, метал сірого кольору; уд. в. 6,7; … … Словник іноземних слів російської мови
СУРМА, Sb (від тур. sьrme, лат. Stibium * а. antimony; н. Antimon; ф. antimoine; і. antimonio), - хімічний елемент V групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 51, атомна маса 121,75. Природна сурма складається з суміші 2 стабільних ізотопів 121 Sb (57,25%) та 123 Sb (42,75%). Відомо понад 20 штучних радіоактивних ізотопів Sb з масовими числами від 112 до 135.
Сурма відома з глибокої давнини (у 3-му тисячолітті до н.е. у Вавилоні з неї виготовляли судини). У Єгипті на початку 2-го тисячоліття до н. порошок антимоніту (природний сульфід Sb 2 S 3) застосовувався як косметичний засіб. Детальний опис властивостей та спосіб отримання сурми а також її сполук вперше дано алхіміком Василем Валентином () у 1604 році. Французький хімік А. Лавуазьє (1789) включив сурму до списку хімічних елементів під назвою antimoine.
Сурма - речовина сріблясто-білого кольору з синюватим відтінком та металевим блиском; відома кристалічна та 3 аморфні форми сурми (вибухова, чорна та жовта). Кристалічна сурма (також самородна) має гексагональну решітку а=0,4506 нм; щільність 6618 кг/м 3 t плавлення 630,9°С; t кипіння 1634 ° С; теплопровідність 23,0 Вт/(мК); питома молярна теплоємність 25,23 ДжДмоль.К); електричний опір 41,7.10-4 (Ом.м); температурний коефіцієнт лінійного розширення 15,56.10 -6 К -1; діамагнітна. Сурма крихка, легко розколюється по площинах спайності, стирається в порошок і не піддається ковці. Механічні властивості сурми залежить від її чистоти. Сурма умовно відносять до металів. Вибухова сурма (щільність 5640-5970 кг/м 3 ) вибухає від дотику; утворюється при електроліз розчину SbCl 3 . Чорна сурма (щільність 5300 кг/м 3 ) виходить при швидкому охолодженні пари вуглецем; жовта модифікація - при пропусканні кисню через рідкий гідрид SbH 3 . Жовта та чорна модифікації є метастабільними утвореннями і з часом переходять у кристалічну фазу.
Сурма в сполуках виявляє валентність +5, +3, -3; у хімічному відношенні малоактивна, на повітрі не окислюється до температури плавлення. З киснем сурма взаємодіє лише у розплавленому стані, утворюючи Sb2O 3 ; з воднем та азотом за нормальних умов не реагує. Активно взаємодіє з галогенами (крім F 2). Сурма повільно розчиняється в соляній та сірчаній кислотах. При з'єднанні з металами сурма утворює антимоніди. Практичний інтерес представляють важкорозчинні солі сурм'яної кислоти - антимонати (V) (Me SbO 3 .3H 2 Про, де Me - Na, К) і метаантимонати (III) (Me SbO 2 .3H 2 Про), що мають відновлювальні властивості. Сурма токсична, ГДК 0,5 мг/м 3 .
Середній вміст сурми в земній корі (кларк) 5.10-5%, в ультраосновних породах 1.10-5%, основних 1.10-4%, кислих 2,6.10-5%. Сурма концентрується в гідротермальних родовищах. Відомі власне сурм'яні, а також сурм'яно-ртутні, сурм'яно-свинцеві, золото-сурм'яні, сурм'яно-вольфрамові родовища. З 27
Сурма(лат. stibium), sb, хімічний елемент групи періодичної системи Менделєєва; атомний номер 51, атомна маса 121,75; метал сріблясто-білого кольору із синюватим відтінком. У природі відомі два стабільні ізотопи 121 sb (57,25%) і 123 sb (42,75%). Зі штучно отриманих радіоактивних ізотопів найважливіші 122 sb ( Т 1/2 = 2,8 cym) , 124 sb ( t 1/2 = 60,2 cym) та 125 sb ( t 1/2 = 2 роки).
Історична довідка. С. відома з глибокої давнини. У країнах Сходу вона вживалася приблизно за 3000 років до зв. е. для виготовлення судин. У Стародавньому Єгипті вже в 19 ст. до зв. е. порошок сурм'яного блиску (природний sb 2 s 3) під назвою mesteн або стем застосовувався для чорніння брів. У Стародавній Греції він був відомий як st i mi і st i bi, звідси латинський stibium. Близько 12-14 ст. н. е. виникла назва antimonium. У 1789 р. А. Лавуазьєвключив С. до списку хімічних елементів під назвою antimoine (сучасний англійський antimony, іспанський та італійський antimonio, німецький antimon). Російська «сурма» походить від турецького s u rme; їм позначався порошок свинцевого блиску pbs, що також служив для чорніння брів (за іншими даними, «сурма» - від перського сурми - метал). Детальний опис властивостей та способів отримання С. та її сполук вперше дано алхіміком Василем Валентином (Німеччина) у 1604 році.
Поширення у природі. Середній вміст С. у земній корі (кларк) 5? 10 -5% за масою. У магмі та біосфері С. розсіяна. З гарячих підземних вод вона концентрується у гідротермальних родовищах. Відомі власне сурм'яні родовища, а також сурм'яно-ртутні, сурм'яно-свинцеві, золото-сурм'яні, сурм'яно-вольфрамові. З 27 мінералів С. головне промислове значення має антимоніт(sb 2 s 3) . Завдяки спорідненості із сіркою С. у вигляді домішки часто зустрічається у сульфідах миш'яку, вісмуту, нікелю, свинцю, ртуті, срібла та інших елементів.
Фізичні та хімічні властивості. С. відома в кристалічній та трьох аморфних формах (вибухова, чорна та жовта). Вибухова С. (щільність 5,64-5,97 г/см 3) вибухає за будь-якого зіткнення: утворюється при електролізі розчину sbcl 3 ; чорна (щільність 5,3 г/см 3) - при швидкому охолодженні пари С.; жовта - при пропусканні кисню в скраплений sbh 3 . Жовта та чорна С. нестійкі, при знижених температурах переходять у звичайну С. Найбільш стійка кристалічна С. , кристалізується в тригональній системі, а = 4,5064 ; щільність 6,61-6,73 г/см 3 (рідкою - 6,55 г/см 3) ; tпл 630,5 ° С; tстос 1635-1645 ° С; питома теплоємність при 20-100 ° С 0,210 кдж/(кг?До ) ; теплопровідність при 20 ° С 17,6 вт/м? До. Температурний коефіцієнт лінійного розширення для полікристалічної С. 11,5? 10 -6 при 0-100 ° С; для монокристалу a 1 = 8,1? 10 –6 a 2 = 19,5? 10 -6 при 0-400 ° С, питомий електроопір (20 ° С) (43,045? 10 -6 ом? см) . С. діамагнітна, питома магнітна сприйнятливість -0,66? 10 -6. На відміну від більшості металів, С. тендітна, легко розколюється по площинах спайності, стирається в порошок і не піддається ковці (іноді її відносять до напівметалів) . Механічні властивості залежить від чистоти металу. Твердість по Брінеллю для литого металу 325-340 Мн/м 2 (32,5-34,0 кгс/мм 2) ; модуль пружності 285-300; межа міцності 86,0 Мн/м 2 (8,6 кгс/мм 2) . Конфігурація зовнішніх електронів атома sb5s 2 5 r 3 . У сполуках виявляє ступеня окислення переважно +5, +3 і –3.
У хімічному відношенні С. малоактивна. На повітрі не окислюється до температури плавлення. З азотом та воднем не реагує. Вуглець незначно розчиняється в розплавленій С. Метал активно взаємодіє з хлором та ін. галогенами, утворюючи сурми галогеніди.З киснем взаємодіє при температурі вище 630 ° С з утворенням sb 2 o 3 . При сплавленні із сіркою виходять сурми сульфіди,так само взаємодіє з фосфором та миш'яком. С. стійка по відношенню до води та розведених кислот. Концентровані соляна та сірчана кислоти повільно розчиняють С. з утворенням хлориду sbcl 3 та сульфату sb 2 (so 4) 3 ; концентрована азотна кислота окислює С. до вищого оксиду, що утворюється у вигляді гідратованої сполуки xsb 2 o 5? уН 2 О. Практичний інтерес представляють важкорозчинні солі сурм'яної кислоти - антимонати (Меsbo 3? 3h 2 o, де me - na, К) і солі не виділеної метасурмяністої кислоти - метаантимоніти (mesbo 2? ЗН 2 О), що мають відновлювальні властивості. С. з'єднується з металами, утворюючи антимоніди.
Отримання. С. отримують пірометалургійною та гідрометалургійною переробкою концентратів або руди, що містить 20-60% sb. До пірометалургійних методів відносяться осадова і відновна плавки. Сировиною для осаджувальної плавки є сульфідні концентрати; процес заснований на витісненні С. з її сульфіду залізом: sb 2 s 3 + 3fe u 2sb + 3fes. Залізо вводиться у шихту у вигляді скрапу. Плавку ведуть у відбивних або в коротких барабанних печах, що обертаються при 1300-1400 °С. Вилучення С. в чорновий метал становить понад 90%. Відновлювальна плавка С. заснована на відновленні її оксидів до металу деревним вугіллям або кам'яновугільним пилом та ошлакування порожньої породи. Відновлювальному плавленню передує окислювальний випал при 550 ° С з надлишком повітря. Огарок містить нелеткую чотирьохокис С. Як для осаджувальної, так і для відновлювальної плавок можливе застосування електропечей. Гідрометалургійний спосіб отримання С. складається з двох стадій: обробки сировини лужним сульфідним розчином з переведенням С. у розчин у вигляді солей сурм'яних кислот і сульфосолів і виділення С. електролізом. Чорнова С. залежно від складу сировини та способу її отримання містить від 1,5 до 15% домішок: fe, as, s та ін. Для отримання чистої С. застосовують пірометалургійне або електролітичне рафінування. При пірометаллургическом рафінуванні домішки заліза та міді видаляють у вигляді сірчистих сполук, вводячи в розплав С. антимоніт (крудум) - sb 2 s 3 після чого видаляють миш'як (у вигляді арсенату натрію) і сірку при продуванні повітря під содовим шлаком. При електролітичному рафінуванні з розчинним анодом чорнову С. очищають від заліза, міді та ін металів, що залишаються в електроліті (Сі, ag, Аі залишаються в шламі). Електролітом служить розчин, що складається з sbf 3 h 2 so 4 і hf. Вміст домішок у рафінованій С. не перевищує 05-08%. Для отримання С. високої чистоти застосовують зонну плавку в атмосфері інертного газу або отримують С. з попередньо очищених сполук - трикису або трихлорид.
Застосування. С. застосовується в основному у вигляді сплавів на основі свинцю та олова для акумуляторних пластин, кабельних оболонок, підшипників ( бабіт) , сплавів, які застосовуються в поліграфії ( гарт) , і т. д. Такі сплави мають підвищену твердість, зносостійкість, корозійну стійкість. У люмінесцентних ламп галофосфатом кальцію активують sb. С. входить до складу напівпровідникових матеріалівяк легуюча добавка до германію та кремнію, а також до складу антимонідів (наприклад, insb). Радіоактивний ізотоп 12 sb застосовується в джерелах g-випромінювання та нейтронів.
О. Є. Крейн.
Сурма в організмі. Зміст С. (на 100 гсухої речовини) складає в рослинах 0,006 мг,у морських тварин 0,02 мг,у наземних тварин 0,0006 мг.В організм тварин і людини С. надходить через органи дихання або шлунково-кишковий тракт. Виділяється головним чином з фекаліями, у незначній кількості – із сечею. Біологічна роль С. невідома. Вона вибірково концентрується в щитовидній залозі, печінці, селезінці. В еритроцитах накопичується переважно С. у ступені окислення + 3, у плазмі крові – у ступені окислення + 5. Гранично допустима концентрація С. 10 –5 – 10 –7 гна 100 гсухої тканини. При вищій концентрації цей елемент інактивує ряд ферментів ліпідного, вуглеводного та білкового обміну (можливо внаслідок блокування сульфгідрильних груп) .
У медичній практиці препарати С. (солюсурмін та ін.) використовують в основному для лікування лейшманіозу та деяких гельмінтозів (наприклад, шистосоматозу).
С. та її сполуки отруйні. Отруєння можливі при виплавці концентрату сурм'яних руд та у виробництві сплавів С. При гострих отруєннях – подразнення слизових оболонок верхніх дихальних шляхів, очей, а також шкіри. Можуть розвинутися дерматит, кон'юнктивіт і т. д. Лікування: антидоти (унітіол), сечогінні та потогінні засоби та ін. Профілактика: механізація виробництв. процесів, ефективна вентиляція тощо.
Літ.:Шиянов А. Р., Виробництво сурми, М., 1961; Основи металургії, т. 5, М., 1968; Дослідження у сфері створення нової технології виробництва сурми та її сполук, у збірнику: Хімія і технологія сурми, Фр., 1965.
Сурма
Сурма-и; ж.[Перс. surma - метал]
1. Хімічний елемент (Sb), синювато-білий метал (використовується у різних сплавах у техніці, в друкарській справі). Виплавлення сурми. З'єднання сурми з сіркою.
2. За старих часів: фарба для чорніння волосся, брів, вій. Навести, підвести брови сурмою. Сліди сурми на обличчі.
◁ Сурм'яний, -а, -ое (1 зн.). С-ті руди. С-і сплави. С. блиск(Мінерал свинцево-сірого кольору, що містить сурму та сірку).
сурма(Лат. Stibium), хімічний елемент V групи періодичної системи. Утворює кілька модифікацій. Звичайна сурма (так звана сіра) – синювато-білі кристали; щільність 6,69 г/см 3 tпл 630,5°C. На повітрі не змінюється. Найважливіший мінерал – антимоніт (сурм'яний блиск). Компонент сплавів на основі свинцю та олова (акумуляторні, друкарські, підшипникові та ін.), напівпровідникових матеріалів.
СурмаСурма (лат. Stibium), Sb, (читається «стибіум»), хімічний елемент з атомним номером 51, атомна маса 121,75. Природна сурма складається з двох стабільних ізотопів: 121 Sb (зміст по масі 57,25%) та 123 Sb (42,75%). Розташована у VА групі в 5 періоді періодичної системи. Електронна конфігурація зовнішнього шару 5 s 2
p 3
. Ступені окиснення +3, +5, рідко -3 (валентності III, V). Радіус атома 0,161 нм. Радіус іона Sb 3+ 0,090 нм (координаційні числа 4 і 6), Sb 5+ 0,062 нм (6), Sb 3-0,208 нм (6). Енергії послідовної іонізації 8,64, 16,6, 28,0, 37,42 та 58,8 еВ. Електронегативність по Полінгу (див.ПОЛІНГ Лайнус) 1,9.
Історична довідка
Сурма застосовували в країнах Сходу за три тисячі років до нашої ери. Латинська назва елемента пов'язана з мінералом «Стібі», з якого в Стародавній Греції отримували сурму. Російське "сурма" походить від турецького "surme" - чорнити брови (порошок для чорніння брів готували з мінералу серйозний блиск). У 15 столітті чернець Василь Валентин описав процес отримання сурми, зі сплаву зі свинцем для виливки друкарського шрифту. Природну сірчисту сурму він назвав серйозним склом. У середні віки використовували препарати сурми з медичною метою: пігулки з сурми, вино, витримане в чашах із сурми (при цьому утворювався «блювотний камінь» K·1/2H 2 O).
Знаходження у природі
Зміст у земній корі 5 · 10 - 5 % за масою. Зустрічається у природі у самородному стані. Відомо близько 120 мінералів, що містять Sb, головним чином, a вигляді сульфіду Sb 2 S 3 (сурм'яний блиск, антимоніт, стибніт). Продукт окислення сульфіду киснем повітря Sb 2 O 3 - біла сурм'яна руда (валентиніт та сенармонтит). Сурма часто міститься у свинцевих, мідних та срібних рудах (тетраедрит Cu 12 Sb 4 S 13 , джемсоніт Pb 4 FeSb 6 S 14).
Отримання
Сурму отримують сплавленням сульфіду Sb 2 S 3 із залізом:
Sb 2 S 3 +3Fe=2Sb+3FeS,
випалом сульфіду Sb 2 S 3 та відновленням отриманого оксиду вугіллям:
Sb 2 S 3 +5O 2 =Sb 2 O 4 +3SO 2 ,
Sb 2 O 4 +4C=2Sb+4CO. Чисту сурму (99,9%) одержують електролітичним рафінуванням. Сурму витягують також із свинцевих концентратів, отриманих при переробці поліметалевих руд.
Фізичні та хімічні властивості
Сурма сріблясто-сірий із синюватим відтінком крихкий неметал. Сіра сурма, Sb I, з ромбоедричними гратами ( a=0,45064 нм, a=57,1°), стійка за звичайних умов. Температура плавлення 630,5 ° C, кипіння 1634 ° C. Щільність 6,69 г/см3. При 5,5 ГПа Sb I переходить у кубічну модифікацію Sb II, при тиску 8,5 ГПа - гексагональну Sb III, вище 28 ГПа - Sb IV.
Сіра сурма має шарувату структуру, де кожен атом Sb пірамідально пов'язаний з трьома сусідами по шару (міжтомна відстань 0,288 нм) і має трьох найближчих сусідів в іншому шарі (міжтомна відстань 0,338 нм). Відомі три аморфні модифікації сурми. Жовта сурма утворюється при дії кисню на рідкий стибін SbH 3 і містить незначні кількості хімічно зв'язаного водню (див.ВОДОРОД). При нагріванні або освітленні жовта сурма переходить у чорну сурму (щільність 5,3 г/см 3 ), що має напівпровідникові властивості.
При електролізі SbCl 3 за малих щільностей струму утворюється вибухова сурма, що містить невеликі кількості хімічно зв'язаного хлору (вибухає при терті). Чорна сурма при нагріванні без доступу повітря до 400°C та вибухова сурма при розтиранні перетворюються на металеву сіру сурму. Металева сурма (Sb I) – напівпровідник. Ширина забороненої зони 0,12 еВ. Діамагнітна. При кімнатній температурі металева сурма дуже крихка і легко розтирається в порошок у ступці, вище 310 ° C - пластична, також пластичні монокристали сурми високої чистоти.
З деякими металами сурма утворює антимоніди: антимонід олова SnSb, нікелю Ni 2 Sb 3 , NiSb, Ni 5 Sb 2 та Ni 4 Sb. Сурма не взаємодіє з соляною, плавиковою та сірчаною кислотами. З концентрованою азотною кислотою утворюється погано розчинна бета-сурм'яна кислота HSbO 3:
3Sb + 5HNO 3 = 3HSbO 3 + 5NO + H 2 O.
Загальна формула сурм'яних кислот Sb 2 O 5 · n H 2 O. З концентрованою H 2 SO 4 сурма реагує з утворенням сульфату сурми(III) Sb 2 (SO 4) 3:
2Sb + 6H 2 SO 4 = Sb 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.
Сурма стійка на повітрі до 600 °C. При подальшому нагріванні окислюється до Sb 2 O 3:
4Sb + 3O 2 = 2Sb 2 O 3 .
Оксид сурми (III) має амфотерні властивості та реагує з лугами:
Sb 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O = 2Na 3 .
та кислотами:
Sb 2 O 3 + 6HCl = 2SbCl 3 + 3H 2 O
При нагріванні Sb 2 O 3 вище 700°C у кисні утворюється оксид складу Sb 2 O 4:
2Sb 2 O 3 + O 2 = 2Sb 2 O 4.
Цей оксид одночасно містить Sb(III) та Sb(V). У його структурі з'єднані один з одним октаедричні угруповання та . При обережному зневодненні сурм'яних кислот утворюється пентаоксид сурми Sb 2 O 5:
2HSbO 3 = Sb 2 O 5 + H 2 O,
виявляє кислотні властивості:
Sb 2 O 5 + 6NaOH = 2Na 3 SbO 4 + 3H 2 O,
і є окислювачем:
Sb 2 O 5 + 10HCl = 2SbCl 3 + 2Cl 2 + 5H 2 O
Солі сурми легко гідролізуються. Випадання гідроксосолей починається при pH 0,5-0,8 для Sb(III) та pH 0,1 для Sb(V). Склад продукту гідролізу залежить від співвідношення сіль/вода та послідовності внесення реагентів:
SbCl 3 + H 2 O = SbOCl + 2HCl,
4SbCl 3 + 5H 2 O = Sb 4 O 5 Cl 2 + 10HCl.
З фтором (див.ФТОР)сурма утворює пентафторид SbF 5 . При його взаємодії з плавиковою кислотою HF виникає сильна кислота H. Сурма горить при внесенні її порошку в Cl 2 з утворенням суміші пентахлориду SbCl 5 і трихлориду SbCl 3:
2Sb + 5Cl 2 = 2SbCl 5 , 2Sb + 3Cl 2 = 2SbCl 3 .
З бромом (див.БРІМ)та йодом (див.ІОД) Sb утворює oригалогеніди:
2Sb + 3I 2 = 2SbI 3 .
При дії сірководню (див.СІРОВОРІД) H 2 S на водні розчини Sb(III) і Sb(V), утворюються оранжево-червоний трисульфід Sb 2 S 3 або помаранчевий пентасульфід Sb 2 S 5 , які взаємодіють з сульфідом амонію (NH 4) 2 S:
Sb 2 S 3 + 3(NH 4) 2 S = 2(NH 4) 3 SbS 3 ,
Sb 2 S 5 + 3(NH 4) 2 S = 2(NH 4) 3 SbS 4 .
Під дією водню (див.ВОДОРОД)на солі Sb виділяється газ стибін SbH 3:
SbCl 3 + 4Zn + 5HCl = 4ZnCl 2 + SbH 3 + H 2
Стибін при нагріванні розкладається на Sb та H 2 . Отримані органічні сполуки сурми, похідні стибіну, наприклад, oриметилстибін Sb(CH 3) 3:
2SbCl 3 + 3Zn(CH 3) 2 = 3ZnCl 2 + 2Sb(CH 3) 3
Застосування
Сурма - компонент сплавів на основі свинцю та олова (для акумуляторних пластин, друкарських шрифтів, підшипників, захисних екранів для роботи з джерелами іонізуючих випромінювань, посуду), на основі міді та цинку (для художнього лиття). Чисту сурму використовують для отримання антимонідів із напівпровідниковими властивостями. Входить до складу складних синтетичних лікарських препаратів. При виготовленні гуми використовують пентасульфід сурми Sb 2 S 5 .
Фізіологічна дія
Сурма відноситься до мікроелементів, вміст в організмі людини 10 -6% за масою. Постійно присутній у живих організмах, фізіологічна та біохімічна роль не з'ясована. Накопичується в щитовидній залозі, пригнічує її функцію і викликає ендемічний зоб. Однак, потрапляючи в травний тракт, сполуки сурми не викликають отруєння, оскільки солі Sb(III) там гідролізуються з утворенням малорозчинних продуктів. Пил і пари Sb викликають носові кровотечі, серйозну «ливарну лихоманку», пневмосклероз, вражають шкіру, порушують статеві функції. Для аерозолів сурми ГДК у повітрі робочої зони 0,5 мг/м 3 в атмосферному повітрі 0,01 мг/м 3 . ГДК у ґрунті 4,5 мг/кг, у воді 0,05 мг/л.
Енциклопедичний словник. 2009 .
Синоніми:Дивитись що таке "сурма" в інших словниках:
Сурма, ви … Російське словесне наголос
- (Перс. Sourme). Метал, що у природі у поєднанні з сіркою; використовується у медицині як блювотне. Словник іншомовних слів, що увійшли до складу російської мови. Чудінов А.М., 1910. Сурма антимоній, метал сірого кольору; уд. в. 6,7; … … Словник іноземних слів російської мови
Сурма, сурми, сурми, сурм, сурмі, сурмам, сурму, сурми, сурмою, сурмою, сурмами, сурмі, сурмах (Джерело: «Повна акцентуйована парадигма за А. А. Залізняком») …
Сурма, напр., Старий. вираз: підсурмила брови (Аввакум 259). З тур., крим. тат. sürmä сурма від sür фарбувати, тат. sørmä сурма (Р. 4, 829 і сл.); див. Мі. ТЕl. 2, 161; Рясянен, Neuphil. Мітт. , 1946, стор 114; Зайончковський, JР 19, 36; Етимологічний словник російської Макса Фасмера
- (Символ Sb), отруйний напівметалевий елемент п'ятої групи періодичної таблиці. Найбільш поширеною рудою є сульфід сурми, Sb2S3. Сурма використовується в деяких сплавах, особливо для надання твердості свинцю, що використовується в матеріалах. Науково-технічний енциклопедичний словник
- (Лат. Stibium) Sb, хімічний елемент V групи періодичної системи, атомний номер 51, атомна маса 121,75. Утворює кілька модифікацій. Звичайна сурма (т. зв. сіра) синювато-білі кристали; щільність 6,69 г/см³, tпл 630,5 .С. На… … Великий Енциклопедичний словник
Сурма, сурми, мн. ні, дружин. (Перс. surma метал). 1. Хімічний елемент твердий і тендітний сріблясто білий метал, упот. у різних сплавах у техніці, у друкарській справі для виготовлення гарту. 2. Те саме, що сурмило. Тлумачний словник… … Тлумачний словник Ушакова
- (Фарба, що використовується в косметиці). Ознака краси. Татарські, тюркські, мусульманські жіночі імена. Словник термінів … Словник особистих імен
Завантаження...