Сурьма это
Сурьма металлическая — это химический элемент с номером 51 в периодической таблице Менделеева, обозначаемый символом Sb. Он является полуметаллом с зернистой структурой и светло-голубовато-серебристым цветом. В свободном состоянии он имеет кристаллическую структуру и металлическую блестящесть.
Физические свойства сурьмы
Это вещество имеет схожий внешний вид с металлом, но обладает меньшей способностью проводить электричество и тепло. Оно характеризуется хрупкостью, без труда размельчается до порошкообразного сосотояния и способно увеличиваться в размерах затвердевая. Этот элемент может находиться в четырех различных формах: кристаллической (или серой), черной (аморфной), взрывчатой (аморфной) и желтой (аморфной).
Кристаллическая сурьма
В основной версии, полуметалл создает звездообразные кристаллы похожие на иголки. Чем более чистый, тем толще становятся кристаллы. При температуре +630,5 0C начинается плавление, а при +1634 0C закипает. Оно обладает диамагнетизмом, то есть намагничивается в противоположном направлении от внутреннего поля.
Его плотность составляет 6,691 г/см3.
Удельная теплоемкость этого металла равна 0,210 кДж/(кг*К) в диапазоне температур от 20 0С до 200 0С.
Молярная теплоемкость составляет 25,2 Дж/(K*моль).
Теплопроводность этого металла равна 17,6 вт/(м*К) при температуре 20 0C.
Молярный объем этого металла равен 18,4 см3/моль.
Удельная теплота плавления этого металла составляет 20,08 кДж/моль.
Удельная теплота испарения этого металла равна 195,2 кДж/моль.
Черная сурьма
Это неупорядоченная форма металла, которая появляется из упорядоченной сурьмы при быстром остывании ее паров. Ее плотность составляет 5,3 г/см3. При нагревании до 400 0С в отсутствии воздуха, данная нестабильная форма переходит в кристаллическую сурьму.
Желтая сурьма
Для получения желтой сурьмы необходимо подвергнуть сниженный стибин SbH3 действию кислорода. Эта форма содержит малое
количество химически связанного водорода. Она нестабильна и на свету или нагревании превращается в черную сурьму.
Взрывчатая сурьма
При проведении электролиза раствора SbCl3 в кислой среде образуется опасная для взрыва сурьма. Ее плотность находится в диапазоне от 5,64 до 5,97 г/см3, а
внешне она похожа на графит. При любом взаимодействии она взрывается и преобразовывается в кристаллическую форму.
Сурьма и человек: историческая справка
С древних времен этот материал использовался. Во время раскопок на территории древнего Вавилона
археологи нашли сосуды из металла сурьмы. Предметы были созданы примерно 3 тысячелетия назад. Также находки из этого металла были обнаружены в Грузии, и их возраст составляет около 1 тысячелетия до нашей эры. В древности металл часто совместно со свинцом, медью или оловом.
В Древнем Египте
и странах Азии (Индия, Междуречье и др.) с XIX века до нашей эпохи широко использовался «сурьмяный блеск» — черный порошок из соединений полуметалла, который применялся для макияжа (главным образом для подчеркивания черных бровей). Появление самого названия до сих пор остается до конца не понятным. В тюркских языках есть слово surme, означающее «грим, мазь». В персидском же «сурме» имеет значение «металл».
Сурьма и организм: несколько слов о биологии
Сурьма является одним из макроэлементов и участвует в обменных процессах многих живых
организмов. В растениях она содержится в среднем в количестве 0,06 мг, в наземных животных — 0,0006 мг, а в морских — 0,02 мг. В человеческом организме ее содержание не превышает 0,00001% по массе.
Сурьма
поступает в организм через воздух, пищу и воду, а также находится в щитовидной железе, эритроцитах, плазме крови, печени, почках, костной ткани и
селезенке. В среднем за сутки организм получает около 50 мкг сурьмы и выводит ее с мочой и фекалиями.
. Еще не изучены функции макроэлемента, поэтому нет точных данных о последствиях его недостатка в организме. Однако известно, что избыток этого вещества может нарушить обмен белков, жиров и углеводов. Если сурьма скапливается в щитовидной железе, она может подавить ее функции и вызвать зоб. При единичном употреблении в пищу вызывает рвоту и полностью выйти из организма. При регулярном употреблении большого количества сурьмы появляются заболевания желудочно-кишечного тракта, включая язвы.
Металлические соединения, которые могут быть вредны для здоровья, могут вызывать повреждения кожи и кровотечения из носа. Люди, которые регулярно контактируют с этим металлом, такие как печатники и эмалировщики, находятся в зоне риска. В медицине этот металл используется в малых дозах в качестве элемента отхаркивающих и рвотных
препаратов.
Сурьма как элемент: химические свойства
Сурьма в металлическом состоянии неактивна и долговечна на открытом воздухе при комнатных температурах. При нагревании до +630 0С начинает происходить окисление, в результате чего появляется оксид сурьмы (Sb2O3). Полуметалл не реагирует с водородом, азотом, кремнием и
бором,сохраняется стабильным в присутствии воды и лишь незначительно растворяется в расплавленном состоянии. При химических реакциях могут образовываться следующие вещества:
Сплавы с другими металлами образуются при контакте с мышьяком, медью, палладием и
некоторыми иными металлами.
Сурьму возможно растворить в хлоре в форме хлорида.
При растворении сурьмы в соляной кислоте образуется сульфат сурьмы.
Из сурьмы может образоваться сурьмяная кислота при взаимодействии с концентрированной
азотной кислотой.
Сурьма как полезное ископаемое: добыча
и производство
В Южно-Африканской Республике,
Китае, Алжире, России, Болгарии, Азербайджане, Киргизии, Сербии, Финляндии, Казахстане и Таджикистане можно найти месторождения сурьмы. В земной коре содержится небольшое количество этого металла — всего 500 мг на тонну. Большая часть сурьмы сосредоточена в осадочных породах, таких как бокситы, фосфориты и глинистые сланцы. Меньше всего этого ископаемого встречается в песчаниках и известняках
Большая часть этого металла выпускается в Китае, а оставшиеся доли делят между собой Россия, Мьянма, Боливия, Таджикистан, ЮАР, Канада, Австралия и другие страны. Китай
также обладает самыми большими запасами этого металла
— более половины от общемировых запасов. Около пятой части запасов находится в России,
16% — в Боливии, 3% — в Таджикистане, 1% — в ЮАР, а остальные доли распределены по различным странам.
Сурьма как ресурс: применение
Металлургия
Так как сурьма является хрупким металлом, ее редко используют отдельно в металлургии.
Однако она имеет использование в сплавах, где увеличивает прочность других металлов и предотвращает их окисление. Сплав сурьмы, олова и свинца, известный как «гарт», применяется уже много времени в типографии для создания шрифтов. Это связано с тем, что сурьма увеличивается в объеме при кристаллизации, что позволяет ей плотно заполнять литейную матрицу и увеличивает стойкость к износу шрифта. Кроме того, гарт применяется для отливки пуль, изготовления кабелей, труб для перекачки
агрессивных жидкостей и других целей.
Сплав из свинца и сурьмы обладает большой прочностью и устойчивостью к повреждениям от воздействия окружающей среды. Он используется в производстве химического оборудования.
Баббиты, которые являются сплавами для подшипников, широко применяется в железнодорожном, автомобильном
транспорте и станкостроении. Они содержат в своем составе сурьму, олово, медь и свинец. Эти сплавы обладают повышенной твердостью, стойкостью к износу и коррозии.
Существует около 200 различных сплавов с сурьмой, которые применяются в различных
металлических изделиях. Она также добавляется к металлам для более хрупкого литья.
Полупроводниковая промышленность
Полуметалл используется вместе с свинцом для создания сплавов, которые используется при выпуске различных компонентов полупроводниковой промышленности, таких как диоды, ИК детекторы, датчики Холла и другие.
Медицина
Стибнит — это естественное соединение сурьмы и сульфита, которое в древности применялось
как средство от паразитов. В некоторых странах его до сих пор добавляют в лекарственные препараты. Соединения этого металла используются для лечения лейшманиозов и глазных заболеваний.
Другие области применения
Сурьма применяется в текстильной промышленности в качестве фиксатора. Она также присутствует во многих эмалях и красках. Пентоксид металла используется при изготовлении стекла, люминесцентных ламп и резины. Триоксид сурьмы входит в состав спичек. Металл применяется в электронике (для некоторых
припоев) и в термоэлектрических сплавах.
