金属锑的性质

金属锑的性质
金属锑的性质

金属锑的性质
元素名称
锑(antimony)的拉丁名称stibium和元素符号Sb均来自辉锑矿的英文名stibnite.这个词的原意是“反对僧侣”,据说在古代西方国家的一些僧侣中,曾有许多人患有癞病,他们试图服用含锑的辉锑矿来治疗.可是许多服用辉锑矿的僧侣不但没有恢复健康,反而病情恶化,一个个地死去.
元素描述
锑在地壳中的含量为0.0001%,主要以单质或辉锑矿、方锑矿、锑华和锑赭石的形式存在,目前已知的含锑矿物多达120种.锑质坚而脆,容易粉碎,有光泽,无延性和展性.锑具有黄锑、灰锑、黑锑三种同素异形体.金属锑呈银白色,性脆,有独特的热缩冷胀性.无定形锑呈灰色,可由卤化锑电解制得.
锑有两种同素异形体：黄色变体仅在-90℃以下才稳定；金属变体是锑的稳定形式.2070℃时锑蒸汽为单原子分子.
金属锑不是一种活泼性很强的元素,它仅在赤热时与水反应放出氢气,在室温中不会被空气氧化,但能与氟、氯、溴化合；加热时才能与碘和其他百金属化合.锑易溶于热硝酸,形成水合的氧化锑.能与热硫反应,生成硫酸锑.锑在高温时可与氧反应,生成三氧化二锑,为两性氧化物,难溶于水,但溶于酸和碱；可与浓硝酸反应.
性质
元素原子量： 121.8
原子序数： 51
元素类型： 金属
密度 6.684克/立方厘米
熔点 630.74℃.
沸点 1750℃.
莫氏硬度：3
比重 4.6
化合价 +3和+5.
电离能 8.641电子伏特.
晶体结构：
晶胞为三斜晶胞.
发现和使用过程
锑的发现,约于公元前18世纪在匈牙利曾发现的小锑块,但在很长时间,人们并未真正地认识这种金属.1556年德国冶金学者阿格里科拉 (G.Agricola)在其著作中叙述了用矿石熔析生产硫化锑的方法,但将硫化锑误认为锑.1604年德国人瓦伦廷 (B.Valentine)记述了锑与硫化锑的提取方法.18世纪已用焙烧还原法炼锑,1896年制出电解锑.1930年以后,锑矿鼓风炉熔炼法成为生产金属锑的重要方法.60～70年代发展了多种挥发熔炼和挥发焙烧法.
中国是世界上发现、利用锑较早的国家之一.据《汉书•食货志》记载：“王莽居摄,变汉制,铸作钱币均用铜,淆以连锡.”《史记》记载：“长沙出连锡”.秦墓出土文物的秦代箭,经光谱分析含锑,由此可知中国对锑的利用很早,当时不叫锑,而称“连锡”.明朝末年(1541年),中国发现了世界最大的锑矿产地——湖南锡矿山,但当时把锑误认为锡,故命名锡矿山,至清光绪16年(1890)经化验始知是锑.光绪23年(1897)创办“积善”厂,为锡矿山最早的锑炼厂,使我国的“连锡”转入锑生产的时代.1908年湖南华昌公司从法国引进挥发焙烧法,开始用此法炼锑.随着机械制造业的兴起,锑的用途和需求量扩大,继开发锡矿山之后又先后开发了湖南桃江板溪、新邵龙山、桃源沃溪等地锑矿,使湖南锑业居全国之首.接着,黔、滇、桂等省区也相继开采一些锑矿.从1908年以后数十年间,中国产锑量常占世界总产量50%以上,仅就锡矿山自1912—1935年间的锑品产量占世界产量的36.6%,占全国的60.9%.1942年中国著名的有色金属冶金学家,世界最早的锑冶金专家之一王宠佑与美国人霍德森 (Hodson)共同取得飘浮熔炼—气态还原熔炼的专利权.
新中国成立之后,对锑矿进行了大规模的地质勘探和开发,并发展了硫化锑精矿鼓风炉挥发熔炼.我国锑矿储量和产量均居世界首位,并大量出口,生产高纯度金属锑(含锑99.999%)及优质特级锑白,代表着世界锑业先进生产水平.
元素用途
锑是电和热的不良导体,在常温下不易氧化,有抗腐蚀性能.因此,锑在合金中的主要作用是增加硬度,常被称为金属或合金的硬化剂.在金属中加入比例不等的锑后,金属的硬度就会加大,可以用来制造军火.锑及锑化合物首先使用于耐磨合金、印刷铅字合金及军火工业,是重要的战略物资.
锑可用作PET生产中的缩聚催化剂.含锑合金及化合物则用途十分广泛,锑化物可阻燃,所以常应用在各式塑料和防火材料中.含锑、铅的合金耐腐蚀,是生产蓄电池极板、化工管道、电缆包皮的首选材料；锑与锡、铅、铜的合金强度高、极耐磨,是制造轴承、齿轮的好材料,高纯度锑及其它金属的复合物 (如银锑、镓锑）是生产半导体和电热装置的理想材料.锑的化合物锑白是优良的白色颜料,常用在陶瓷、橡胶、油漆、玻璃、纺织及化工产业.
随着科学技术的发展,锑现在已被广泛用于生产各种阻燃剂、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、陶瓷、塑料、半导体元件、烟花、医药及化工等部门产品.
锑资源分布
世界目前已探明的锑矿储量为400多万吨,中国占了一半多.中国锑的储量、产量、出口量在世界上均占有重要地位.中国目前有锑产地111处.主要包括贵州万山、务川、丹寨、铜仁、半坡；湖南省新晃等汞矿,湖南省冷水江市锡矿山、板溪；广西壮族自治区南丹县大厂矿山；甘肃省崖湾锑矿、陕西省旬阳汞锑矿.
锑的毒性
锑会刺激人的眼、鼻、喉咙及皮肤,持续接触可破坏心脏及肝脏功能,吸入高含量的锑会导致锑中毒,症状包括呕吐、头痛、呼吸困难,严重者可能死亡.德国音乐神童莫扎特死因不明,有一派说法就说他死于锑中毒.
国际氧化锑工业协会早年运行的试验表明,老鼠若长时间暴露在含锑高浓度空气中,肺部会产生炎症,近而染上肺癌.虽然至今尚未出现因吸入过量锑而染上肺癌的个案,但仍不排除其对人体的潜在危险.2002年9月,世界卫生组织规定,对水中锑含量和日摄入量应小于0.86微克/千克每日.日本限定宝特瓶中的锑含量应小于200ppm,对热灌装用的饮料,则禁用含锑的宝特瓶.欧盟则规定,食品中的锑含量应小于20ppb,环保极PET纤维中的锑含量不得大于260ppm.
元素辅助资料
锑在地壳中含量是比较少的,但它在自然界中有单质状态存在.1777年,德国采矿官员包恩在西班包根（siebenbürgen）发现天然锑.把这种辉锑矿焙烧后,变成氧化物,再用碳还原,就可获得金属锑：
2Sb2S3 + 9O2 → 2Sb2O3 + 6SO2↑
Sb2O3 + 3C → 2Sb + 3CO↑

锑,元素符号Sb，原子序数51，原子量121.75，外围电子排布5s25p3，位于第五周期第ⅤA族。共价半径141皮米，离子半径Sb-3245皮米，Sb+562皮米，第一电离能833.7千焦/摩尔，电负性1.9，主要氧化数(-3)、+3、+5。锑有几种同素异形体。通常最稳定的是灰锑，银白或银灰色菱形晶体，脆而硬，由液态凝固时体积膨胀，即有冷胀性，密度6.68g/cm3，熔点 630.74℃，沸点1...

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锑,元素符号Sb，原子序数51，原子量121.75，外围电子排布5s25p3，位于第五周期第ⅤA族。共价半径141皮米，离子半径Sb-3245皮米，Sb+562皮米，第一电离能833.7千焦/摩尔，电负性1.9，主要氧化数(-3)、+3、+5。锑有几种同素异形体。通常最稳定的是灰锑，银白或银灰色菱形晶体，脆而硬，由液态凝固时体积膨胀，即有冷胀性，密度6.68g/cm3，熔点 630.74℃，沸点1750℃，锑蒸气分子为Sb4，导电性差。此外还有灰色的无定形锑，黄色的黄锑，黑色的黑锑等。锑化学性质不很活动。室温下不能被空气中氧气氧化，但能跟氟、氯、溴化合生成三价或五价卤化物。加热时可跟碘、硫化合。高温时燃烧显蓝色并生成Sb4O6。常温时不跟水反应，红热时跟水反应放出氢气。跟热硝酸反应，生成水合氧化锑：
6Sb+10HNO3+3xH2O=3Sb2O5·xH2O+10NO↑+5H2O
能溶于热的浓盐酸和硫酸生成氯化锑和硫酸锑。与强碱反应生成亚锑酸盐，主要用于制合金如印刷用的活字合金、硬质合金、巴氏合金。还用于制锑盐、医药、颜料及半导体材料等。古代已应用锑及其化合物。在自然界中有游离态和化合态两种形式存在，主要矿物有辉锑矿(Sb2S3)和方锑矿(Sb2O3)。在地壳中的丰度为1.0×10-4％。用辉锑矿跟铁屑共热，或用三氧化二锑与碳共热都可还原出锑。
来自：http://chemyq.com/xz/xz1/685likvv.htm
性质：第15族(VA)主族准金属元素。原子序数51。稳定同位素121，123。密度6.691g/cm3(20℃)。熔点630.76℃(3。沸点1587℃。氧化态0，-3，+3，+5。锑有两种同素异形体：正常稳定的金属锑和非晶态的灰锑。金属锑呈蓝白色，具有金属光泽，质地硬而脆。室温下不与干燥空气作用。受热时燃烧生成三氧化二锑白烟。不与稀酸和碱作用。主要矿物有辉锑矿(主要组分三硫化二锑)、锑硫镍矿(硫化锑镍)和重金属锑化物。将锑矿石焙烧成氧化物，再用铁或碳还原可得金属锑，并经电解精制。在半导体工业中用于制造二极管，红外检测器、合金增硬剂、抗摩擦合金、铅字合金、蓄电池等。锑的氧化物、硫化物和锑酸钠、用于制造阻燃剂、涂料、陶器釉质，玻璃和瓷器等。
来自：http://chemyq.com/xz/xz6/56104nduce.htm
密度：6.684
熔点：630.5℃
沸点：1635℃
性状：有金属变体和黄色变体两种同素异形体，前者有银白色金属光泽，具有鲜明的晶体结构。
溶解情况：不溶于水、盐酸和碱溶液，溶于王水、浓硫酸，以及硝酸和酒石酸的混合液。
用途：主要供制印刷合金、巴比合金、锑盐和颜料、蓄电池、白冰铜、硬质合金、轴承合金。也用于半导体工业。
制备或来源：自然界所产的锑大多数是灰锑矿。可将灰锑矿与铁粉混合共热而取代出锑，或煅烧成氧化物后再与碳共热而使氧化物还原成锑。
来自：http://chemyq.com/xz/xz13/127320ntdph.htm
银白色或深灰色金属粉末;蒸汽压 0.13kPa(886℃);熔点630.5℃;沸点1635℃;溶解性：不溶于水、盐酸、碱液，溶于王水及浓硫酸;密度：相对密度(水=1)6.68;稳定性：稳定;危险标记 15(有害品，远离食品);主要用途 主要用于制造合金，也用于印刷和颜料行业
2.对环境的影响:
一、健康危害
侵入途径：吸入、食入。
健康危害：锑对粘膜有刺激作用，可引起内脏损害。
急性中毒：接触较高浓度引起化学性结膜炎、鼻炎、咽炎、喉炎、支气管炎、肺炎。口服引起急性胃肠炎。全身症状有疲乏无力、头晕、头痛、四肢肌肉酸痛。可引起心、肝、肾损害。
慢性影响：常出现头痛、头晕、易兴奋、失眠、乏力、胃肠功能紊乱、粘膜刺激症状。可引起鼻中隔穿孔；在锑冶炼过程中可引起锑尘肺；对皮肤有明显的刺激作用和致敏作用。
二、毒理学资料及环境行为
急性毒性：LD507000mg/kg(大鼠经口)
锑以+3、+4、+5价化合物存在于环境中，尤以三价化合物为常见，主要的有三硫化二锑、三氧化二锑、三氯化锑等。
迁移转化：天然水中锑的自然含量一般为0.01～5.0ppb，平均为0.5ppb。海水中含锑量为0.18～5.6ppb，平均为0.24ppb。锑在水中的迁移机制，有通过结晶矿物的迁移，有机螯合迁移、被吸附性离子迁移、与氧化物相缔合的迁移，以及可溶性迁移。溶于水中的锑化合物有三氯化锑、硫酸锑、酒石酸锑和五氯化锑。锑在淡水中以五价锑存在。海水中的锑以络合物形式存在，其主要配位体是羟基，下不为例上的形态为Sb(OH)6-或二聚物Sb2O(OH)4。受锑污染的土壤，锑一般富集在表层，主要是土壤表层无机和有机胶体的吸附作用。锑在土壤中是以+3、+5价状态存在。在旱田或干土中，土壤处于氧化状态，此时土壤中的Sb3+可氧化成Sb5+，锑以Sb5+存在居多。水田土壤处于淹没还原状态，土壤中的锑主要以Sb3+存在。
危险特性：遇明火、高热可燃。粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定的浓度时，遇火星会发生爆炸。与硝酸铵、二氟化溴、三氮化溴、氯酸、氧化氯、三氟化氯、硝酸、硝酸钾、高锰酸钾、过氧化钾接触能引起反应。
燃烧(分解)产物：氧化锑。
3.现场应急监测方法:

4.实验室监测方法:
5-Br-PADAP光度法；原子吸收法《水和废水监测分析方法》(第三版)国家环保局编
5-Br-PADAP光度法《空气和废气监测分析方法》国家环保局编
原子吸收法《固体废弃物试验分析评价手册》中国环境监测总站等译
5.环境标准:
前苏联(1975) 车间卫生标准 0.5mg/m3
中国(待颁布) 饮用水源水中有害物质的最高容许浓度 0.05mg/L
欧洲共同体(1980) 饮用水中最高容许浓度 10μg/L
6.应急处理处置方法:
一、泄漏应急处理
隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移回收。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖，减少飞散。然后转移回收。
二、防护措施
呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，应该佩戴自吸过滤式防尘口罩。必要时，佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具。
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。
身体防护：穿透气型防毒服。
手防护：戴防化学品手套。
其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后备用。保持良好的卫生习惯。
三、急救措施
皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：饮足量温水，催吐，洗胃。就医。
灭火方法：灭火剂：干粉、干砂。禁止用二氧化碳和酸碱灭火剂灭火。
来自：http://chemyq.com/xz/xz1/3078iybob.htm

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