Сурьма металл для чего используют

Обновлено: 06.07.2024

Сурьмяные подводки для г лаз с допотопных времен применяли в Египте. Причем делали это и женщины, и мужчины, и дети.

Абу-л-Фазл Тифлиси в труде «Описание ремесел» писал:

«Если будут постоянно смазывать веки сурьмой, то глаза будут здоровыми, приобретут блеск и пройдут всякие язвочки на веках».

Он же рекомендовал применять сурьмяные мази при ожогах, язвах матки, «горячих опухолях».

Металл или нет?

История элемента связана с алхимией. Именно она занимала место нынешней химии, пусть в усеченном виде. Алхимики насчитывали семь металлов, каждый был приписан к определенной планете. Сурьме не повезло — ей планеты не досталось. Поэтому этот элемент назвали полуметаллом (она и ковалась хуже, чем золото, например).

Нынешние химики в этом согласны с алхимией. Сурьму нельзя назвать полноценным металлом, зная ее свойства. Отличить этот «металл-неметалл» от полноценных металлов сложно.

Свойства

Химический элемент сурьма (Stibium, в русском произношении стибиум) — полуметалл, номер 51 в таблице Менделеева.

Выглядит сурьма, как металл — блеск, цвет, но… металл может быть хрупким. Стибиум вы растолчете в порошок в обычной ступке пестиком.

Свойства атома
Название, символ, номер	Сурьма́ / Stibium (Sb), 51
Атомная масса (молярная масса)	121,760(1)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10 5s2 5p3
Радиус атома	159 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	140 пм
Радиус иона	(+5e)62 (−3e)245 пм
Электроотрицательность	2,05 [2] (шкала Полинга)
Электродный потенциал
Степени окисления	5, 3, −3
Энергия ионизации (первый электрон)	833,3 (8,64) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	6,691 г/см³
Температура плавления	903,9 K
Температура кипения	1908 K
Уд. теплота плавления	20,08 кДж/моль
Уд. теплота испарения	195,2 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,2[3] Дж/(K·моль)
Молярный объём	18,4 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	тригональная
Параметры решётки	ahex=4,307; chex=11,27[4]
Отношение c/a	2,62
Температура Дебая	200 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 24,43 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-36-0

Интересные свойства этот химический элемент проявляет в своих аллотропных модификациях. Металлических модификаций 4, существуют при разных давлениях.

Кристаллическая модификация самая устойчивая, похожа на синеватый, белый, серебристый металл.

Модификация элемента	Свойства
Жёлтая	При нагреве превращается в черную
Чёрная	Неустойчива; при понижении температуры переходит в кристаллическую
Взрывчатая	При ударе и трении взрывается

У сурьмы в отличие от других металлов низкие тепло- и электропроводность. Расширяется при застывании (это неметаллическое свойство).

В природе состоит из двух изотопов.

Добыча

Существует самородная сурьма, но промышленного интереса она не представляет.

Сурьмяных руд в природе более сотни, но самая богатая антимонит (более 60% рудообразующего элемента).

Страны-обладатели крупнейших сурьмоносных месторождений:

Китай;
Таджикистан;
ЮАР;
Боливия;
Мексика.

У России второе место в мире по добыче и производству сурьмяных концентратов.

Производство

Добыча металла из руд с содержанием менее 10 % экономически невыгодна.

В производстве бедные руды вначале обогащаются. Затем извлекают черновую сурьму пиро- или гидрометаллургическим способом. Для дальнейшего использования извлеченный полуметалл подвергают огневому рафинированию.

Сурьмяные сплавы

Их известно около 200.

С XV века до нынешних дней в типографии используют сплав гарт (свинец+сурьма+олово). Он же применяется в производстве труб для агрессивных (кислоты, щелочи) жидкостей.

Из сплавов AlSb, GaSb, InSb делают полупроводники.

Широко применяются баббиты — подшипниковые антифрикционные сплавы.

Сурьмяные сульфиды идут на вулканизацию каучука, для производства спичек, для изготовления особо прочной (эластичной и термостойкой) красной медицинской резины.

Применение

Большая часть производимой в мире сурьмы идет на производство сплавов для аккумуляторных батарей.

Сурьмовые соединения (оксиды, сульфиды) применяют в:

Пиротехнике (производство трассирующих пуль).
Химической промышленности (оргсинтез, производство неводного растворителя).
Текстильной промышленности.
Производстве жаропрочных эмалей, тканей, стекол, керамики.

Стибиум используют в изготовлении пигментов и красок.

Стибнит, или антимонит (Sb2S3) как издавна, так и сейчас в странах третьего мира применяют в медицине. Соединения сурьмы применяют для лечения лейшманиозов, сонной болезни.

Для женщин: сурьмовую подводку для глаз можно купить в аюрведических лавочках. На Востоке ее используют даже девочки: считается, что подводка приносит пользу при глазных болезнях, стимулирует рост бровей и ресниц.

Однако медики считают, что полуметалл ядовитый, и относят его ко II классу опасности.

Стоимость

Цена килограмма сурьмы в зависимости от ее чистоты колеблется от 2800 до 20000 рублей за килограмм (на 23.07.2020).

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Сурьма — чрезвычайно важное для промышленности вещество

Сурьма — простое химическое вещество, элемент таблицы Менделеева Sb под номером 51. Химики относят его к полуметаллам, металлоидам, то есть к веществам, проявляющим свойства как металлов, так и неметаллов.

Сурьма встречается в природе в самородном виде, но чаще в составе минералов (их известно более сотни); в составе свинцовых, медных и серебряных руд. Промышленное значение имеет только один минерал — антимонит (сульфид сурьмы).

Виды и особенности

Сурьма имеет 4 металлические аллотропные модификации, и 3 аморфные: желтая сурьма, черная, взрывчатая. Металлическая сурьма, она же серая сурьма — похожее на металл серебристое вещество с синеватым отливом, твердое, но хрупкое, его легко растолочь в порошок. Металлическая сурьма очень высокой чистоты пластична. Вещество устойчиво в нормальных условиях, слабо проводит ток и тепло, имеет полупроводниковые свойства. Обладает редким качеством для металла — расширяется при охлаждении, благодаря чему используется для изготовления типографских литер.

Желтая сурьма при нагревании или ярком освещении превращается в черную сурьму с полупроводниковыми свойствами. Взрывчатая сурьма взрывается при трении. При определенных условиях черная и взрывчатая сурьма переходят в металлическую.

Сурьма растворяет многие металлы (образует с ними интерметаллические соединения). В химических реакциях проявляет валентность III и V. Для окисления кислородом требуется нагрев до 600 °С. Вступает в реакции с концентрированной азотной и серной кислотами, с «царской водкой», с галогенами и хлором.

Сурьма, особенно Sb III, а также ее соединения, ядовита, хотя как микроэлемент присутствует в организме человека и животных. В организме хим реактив может накапливаться, вызывая угнетение функции щитовидной железы и половой функции. На производствах, при работе с рудами и выплавке сплавов необходимо использовать индивидуальные средства защиты. Пары и пыль сурьмы вызывают поражение органов дыхания, носовое кровотечение, раздражение кожи и глазные заболевания. Попадание сурьмы через пищевой тракт менее опасно, так как она гидролизуется в процессе пищеварения и выводится из организма.

Сурьма относится к токсичным веществам 2 класса опасности и ее содержание в воздухе, воде, сточных водах и почвах регламентируется санитарными нормами.

Применение

— Сурьма входит в состав почти 200 сплавов. Добавление в сплав сурьмы увеличивает его твердость. Особенно часто применяются сплавы со свинцом, оловом, медью и висмутом для получения легкоплавких, но твердых, износо- и коррозиеустойчивых сплавов для производства подшипников, типографских шрифтов, труб для перекачки агрессивных жидкостей (твердый свинец), пуль и шрапнели.
— Основная часть производимой сурьмы идет на производство твердого свинца (сплав может содержать до 15% Sb) для выпуска пластин аккумуляторов и батарей. Из этого сплава также изготавливают электроды, оболочки кабелей, защитные экраны от излучения.
— Сплавы сурьмы с германием, индием, галлием и алюминием — высококачественные полупроводники. Теллурид сурьмы входит в состав термоэлектрических сплавов.
— Оксид сурьмы (III) — самое востребованное промышленностью соединение сурьмы. Оно отличается высокой термостойкостью, поэтому входит в состав жаростойких красок и эмалей, стекол, керамики, тканей, антипиренов. Краска на его основе используется для окраски кораблей, в том числе их подводной части. Триоксид сурьмы используется для получения Sb высокой чистоты для металлургии и производства полупроводников.
— Сульфиды сурьмы III и V используются в пиротехнике, в производстве трассирующих пуль, в составе спичечных головок, для вулканизации каучука, в составе особо эластичной и термостойкой резины для медицинских изделий (резина красных оттенков).
— Треххлористая сурьма применяется в химической промышленности для получения сурьмы высокой чистоты, в органическом синтезе, для получения жидкого неводного растворителя. Используется в аналитической химии; в текстильной промышленности в качестве протравы.
— Сурьма входит в состав многих красок и пигментов для стекольной, фарфоровой и керамической индустрии, в состав масляных красок для живописи. Мелкодисперсионный порошок чистой сурьмы является основой краски «железная чернь».
— Кроме того, сурьма применяется в люминесцентных лампах; в лекарственных препаратах; как источник γ-излучения и нейтронов, в бессвинцовом припое.

Магазин химических реактивов, лабораторного оборудования и средств защиты предлагает хим реактивы в широком ассортименте, среди которого имеется Сурьма (III) окись ч и Сурьма треххлористая хч.

Сурьма: история, польза, применение

Сурьма металлическая — 51-й химический элемент в периодической таблице Менделеева, обозначается символом Sb. Это полуметалл с зернистым строением и светлым голубовато-серебристым оттенком. В свободном состоянии представляет собой кристаллы с металлическим блеском.

Сурьма как вещество: физические свойства

Внешне вещество похоже на металл, однако характеризуется меньшей электро- и теплопроводностью. Оно отличается хрупкостью (легко растирается в порошок) и способностью расширяться при застывании.

Элемент существует в четырех модификациях:

Кристаллическая, или серая (основная модификация).
Черная (аморфная).
Взрывчатая (аморфная).
Желтая (аморфная).

Кристаллическая сурьма

В основной модификации полуметалл образует игольчатые кристаллы в форме звезд. Чем меньше примесей, тем толще кристаллы. Вещество начинает плавиться при температуре +630,5 ⁰C, закипает — при +1634 ⁰C. Обладает диамагнитностью, т.е. намагничивается против направления внутреннего поля.

Основные свойства вещества:

Плотность при стандартных условиях — 6,691 г/см 3 .
Удельная теплоемкость — 0,210 кДж/(кг*К) при температурах от 20 ⁰С до 200 ⁰С.
Молярная теплоемкость — 25,2 Дж/(K*моль).
Теплопроводность — 17,6 вт/(м*К) при температуре 20 ⁰C.
Молярный объем — 18,4 см 3 /моль.
Удельная теплота плавления — 20,08 кДж/моль.
Удельная теплота испарения — 195,2 кДж/моль.

В основной модификации металл устойчив при стандартных условиях. Он имеет слоистую структуру.

Черная сурьма

Это аморфная металлическая модификация, которая образуется из кристаллической сурьмы при резком охлаждении паров вещества. Она имеет плотность 5,3 г/см 3 . Данная неустойчивая модификация в безвоздушном пространстве при нагреве до 400 ⁰С переходит в кристаллическую сурьму.

Желтая сурьма

Чтобы получилась желтая сурьма, требуется воздействие кислорода на сниженный стибин SbH3. Эта модификация содержит небольшой процент химически связанного водорода. Является неустойчивой: переходит в черную сурьму при освещении или нагревании.

Взрывчатая сурьма

Электролиз раствора SbCl3 в соляно-кислой среде приводит к образованию взрывчатой сурьмы. Она имеет плотность от 5,64 до 5,97 г/см 3 , внешне напоминает графит. При любом прикосновении взрывается и превращается в кристаллическую сурьму.

Сурьма и человек: историческая справка

Этот металл применялся с доисторических времен. При раскопках на территории древнего Вавилона археологи обнаружили сосуды из металлической сурьмы. Изделия датируются 3 тысячелетием до н.э.

Предметы из этого металла также были найдены в Грузии: находки относятся к 1 тысячелетию до н.э. В древности металл использовался в сплаве со свинцом, медью или оловом.

С XIX в. до н.э. в Древнем Египте и странах Азии (Индия, Междуречье и др.) повсеместно применялся «сурьмяный блеск» — черный порошок из соединений полуметалла, который использовался для грима (в основном для чернения бровей).

До конца неизвестно происхождение самого названия. В тюркских языках существует слово surme, которое обозначает «грим, мазь». В персидском «сурме» значит «металл».

Сурьма и организм: несколько слов о биологии

Сурьма относится к макроэлементам и участвует в обменных процессах многих живых организмов. Среднее количество элемента в растениях — 0, 06 мг, в наземных животных — 0,0006 мг, в морских животных — 0,02 мг. В организме человека содержится не более 0,00001% сурьмы по массе. Она поступает с воздухом, пищей и водой, содержится в щитовидной железе, эритроцитах и плазме крови, печени, почках, костной ткани, селезенке. В среднем за сутки поступает около 50 мкг и выводится мочой и фекалиями.

До конца не изучены физиологическая и биохимическая функции макроэлемента, поэтому нет достоверных данных о возможных последствиях ее дефицита в организме. При этом установлено, что избыток вещества препятствует белковому, жировому и углеводному обменам. Если сурьма накапливается в щитовидной железе, она угнетает ее работу и вызывает эндемический зоб. При одноразовом попадании в пищеварительный тракт вызывает рефлекторную рвоту и полностью выводится. При регулярных поступлениях избыточного количество сурьмы в пищевод возможны заболевания желудочно-кишечного тракта, в том числе язвы.

Токсичные пары металла могут вызвать поражения кожи и носовые кровотечения. В зоне риска — люди, которые работают с этим металлом постоянно: печатники, эмалировщики и др.

В малых дозах макроэлемент применяется в медицине — в основном, в составе отхаркивающих и рвотных средств.

Сурьма как элемент: химические свойства

Металлическая сурьма малоактивна и устойчива на открытом воздухе при нормальных температурах. Начинает окислятся при +630 ⁰С, в результате чего образуется соединение Sb2O3 — оксид сурьмы. Полуметалл не вступает в реакции с водородом, азотом, кремнием и бором, остается устойчивым к воде, а в расплавленном виде незначительно растворяет углерод.

В результате возможных химических реакций образуются следующие вещества:

Сульфид сурьмы — при сплавлении с серой.
Интерметаллические соединения (антимониды) — при взаимодействии с мышьяком, медью, палладием и некоторыми другими металлами.
Хлорид сурьмы — при растворении в хлоре.
Сульфат сурьмы — при растворении в соляной кислоте.
Сурьмяная кислота — в результате реакции с концентрированной азотной кислотой.

Полуметалл растворяется в «царской водке» — смеси винной и азотной кислот.

Сурьма как полезное ископаемое: добыча и производство

Месторождения металлической сурьмы находятся в ЮАР, Китае, Алжире, России, Болгарии, Азербайджане, Киргизии, Сербии, Финляндии, Казахстане, Таджикистане. Содержание элемента в земной коре невелико — 500 мг/т. Большая часть вещества сконцентрирована в осадочных породах — бокситах, фосфоритах, глинистых сланцах. Меньше всего ископаемого содержится в песчаниках и известняках.

Более 70% этого металла производится в Китае, а остальные 30% делят Россия, Мьянма, Боливия, Таджикистан, ЮАР, Канада, Австралия и некоторые другие страны.

На территории Китая также находятся самые крупные резервы — более 50% мировых запасов. Около 20% расположено в России, 16% — в Боливии, 3% — в Таджикистане, 1% — в ЮАР, менее 10% рассредоточено по разным странам.

Сурьма как ресурс: применение

Металлургия

Поскольку сурьма — хрупкий металл, в металлургической промышленности она практически не применяется отдельно. Зато в сплавах она повышает прочность других металлов и препятствует окислению.

Сплав сурьмы, олова и свинца называется «гарт» (в переводе с украинского — «зеркала»). Он на протяжении многих веков используется в типографии для изготовления шрифтов. В основу положено свойство сурьмы расширяться при затвердевании: благодаря этому сплав более плотно заполняет литейную матрицу. Помимо этого, сурьма повышает износостойкость шрифта. Гарт также используется для отливки пуль, изготовления кабелей, труб для протока агрессивных жидкостей и др.

Сплав свинца и сурьмы отличается твердостью и устойчивостью к коррозии. Он применяется в химическом машиностроении.

Баббиты (подшипниковые сплавы) широко используются в железнодорожном, автомобильном транспорте и станкостроении. Они содержат сурьму, олово, медь и свинец. Имеют высокую твердость, стойкость к истиранию и коррозии.

Всего существует порядка 200 сплавов различных металлов с сурьмой. В том числе она добавляется к металлам для хрупкой отливки.

Полупроводниковая промышленность

Полуметалл входит в свинцовые сплавы, используется при производстве диодов, ИК детекторов, датчиков Холла и других элементов в полупроводниковой промышленности.

Медицина

Стибнит, природный сульфит сурьмы, в древности применялся в качестве лекарства от паразитов. В некоторых странах его до сих пор добавляют в препараты. Соединения металла применяются для лечения лейшманиозов и глазных заболеваний.

Другие области применения

Оксид сурьмы используют в текстильной промышленности как закрепитель. Он также входит в состав многих эмалей и красок. Пятиокись металла применяется при изготовлении стекла, люминесцентных ламп, резины. Трехсернистая сурьма входит в состав спичек. Металла находит применение в электронике (для некоторых припоев) и в термоэлектрический сплавах.

Что такое Сурьма — особенности, характеристики, где используется

Издавна известная человеку сурьма – это металл, занимающий 51 место в таблице химических элементов. Она обладает зернистой структурой, цветом напоминает серебро с голубоватым отливом. Sb – металл, не входящий в категорию цветных, в быту он встречается крайне редко. В свободном виде материал внешне очень похож на кристаллы, обладающие характерным для металла отливом.

Физические свойства

Сурьма известна как чрезвычайно хрупкое вещество. Она легко истирается до состояния порошка, заметно расширяется, когда полностью застывает, плохо проводит электрический ток и тепло.

Примечательно, что Surma имеет несколько модификаций. Основной принято считать серую сурьму (кристаллическую). Помимо этого, возможны три аморфных состояния элемента: взрывчатая сурьма, желтая, а также черная.

В основной кристаллической модификации для вещества характерна структура в виде игл или звездочек. Чем чище материал, тем толще отдельные фрагменты. В стандартных условиях слоистая кристаллическая структура достаточно устойчива. Плавление этого вещества начинается при 630,5 градусах, а кипение произойдет при нагреве до 1634 градусов.
Черная сурьма образуется в результате резкого охлаждения кристаллического вещества. Структура неустойчива, при росте температуры до 400 градусов без доступа воздуха вещество снова приобретает форму кристаллов.
Желтую сурьму получают при воздействии кислорода на сжиженный SbH3. В ее составе имеется невысокое содержание водорода с прочными химическим связями. На свету или нагреве быстро трансформируется в сурьму черную.
Взрывчатая «вресия» очень похожа на графит. Она является продуктом электролиза раствора SbCl3 в кисло-соляной рабочей среде. Взрывается от любого прикосновения, превращаясь в кристаллическую модификацию.

Химические свойства материала

Сурьма металлическая не относится к химически активным веществам. Реакция окисления начнется при нагреве до 630 градусов. При этом сформируется оксид сурьмы Sb2O3.

Металл не способен реагировать на водород, кремний, азот и бром, водой не растворяется. Углерод частично сможет растворить сурьму только в виде расплава.

При соединении с серой образуется сульфид сурьмы. После растворения в хлоре получают хлорид. Сульфаты являются продуктом растворения вещества в обычной соляной кислоте, а сурьмяную кислоту получают в результате взаимодействия с концентратом азотной кислоты.

Сплав свинца с сурьмой является самым известным соединением данного вещества. Необходимо отметить, что вещество опасно для человеческого организма в распыленном виде. Оно отрицательно воздействует на глаза, органы дыхания, может спровоцировать аллергические проявления на кожных покровах, повредить пищеварительной системе. Государственные стандарты относят аэрозоль сурьмы к веществам второго класса опасности.

В природе сурьму можно обнаружить в разных видах:

самородки;
в составе руды (меди, серебра, свинца);
в качестве компонента разных минералов (всего насчитывают около сотни видов).

Из руд самой богатой сурьмой (до 60%) является аммонит.

Этот металл один из наиболее распространенных элементов, имеющихся в земной коре. Ее мировые запасы оцениваются в пределах 1,83 млн тонн. При этом 50% находится в распоряжении Китая. По объему производства мировой рынок также возглавляет Китай, поставляющий около 70% сурьмы. Из руд самой богатой сурьмой (до 60%) является аммонит. Наша страна находится на втором месте по добыче и производству данного металла.

С экономической точки зрения рациональна добыча металла из руд с содержанием свыше 10% сурьмы. В зависимости от типа исходного сырья используют разные производственные технологии. Руда с низким содержанием металла подвергается обогащению. Для дальнейшей добычи чернового вещества применяют пиро или гидрометаллургическую технологию. Следующим технологическим шагом служит способ огневого рафинирования.

Сплавы сурьмы

Поскольку сурьма представляет собой хрупкий материал, ее чаще применяют в виде различных сплавов. Их насчитывают около двух сотен. С середины XV века и по сей день соединение сурьмы с оловом и свинцом (гарт) востребовано в типографском деле. В современных условиях из этого сплава изготавливают и трубы для химической промышленности. Они устойчивы к воздействию щелочей и кислот.

Сплавы применяют при производстве полупроводников. Баббиты предназначены для подшипниковой продукции, поскольку отличаются они низким коэффициентом трения.

Для выпуска специализированной медицинской (красной) резины, каучука, спичек применяют сурьмяные сульфиды.

Применение в разных сферах

Наиболее востребована сурьма в процессе изготовления аккумуляторных батарей. Говоря о том, где используется сурьма, необходимо предполагать применение различных ее соединений.

В пиротехнике сплавы необходимы при изготовлении трассирующих пуль.
Соединение сурьмы со свинцом устойчиво к коррозии, и обладает хорошим показателем твердости. Этот материал активно используют в химическом машиностроении.
В химической промышленности элемент необходим в качестве компонента для реакции органического синтеза, при выпуске неводных растворителей.
Сурьма необходима для производства жаропрочных стекол, эмалей, тканей и керамики. Текстильщики применяют красители, в которых данный элемент выполняет роль закрепителя.
В качестве красящего пигмента сурьма известна давно. В настоящее время она входит в состав многих красителей, в том числе и краски для художников (железная чернь).
Элемент до сих пор используют в фармакологии как компонент лекарственных средств от болезней органов зрения и лейшманиозов.

Нюансы сдачи сурьмяного лома

Поскольку материал входит в категорию опасных отходов, не все приемные пункты готовы работать с ним. При этом лом сурьмы сдают не так часто, что гарантирует высокую приемную цену за кг, около 450 рублей и выше, в зависимости от марки.

В больших городах сдать сурьму несложно. Учитывая ее специфические особенности, лом рекомендуется держать в плотно закрытой таре. Особенно это правило касается вещества в чистом виде.

Примечательно, что в качестве вторичного сырья можно сдать даже краски, в составе которых присутствует данный металл.

Сурьма ― что это такое и где применяется, как токсичный металл стал лучшей подводкой для глаз

История этого элемента связана с алхимией, наука заняла место сегодняшней химии, хотя и в усеченном виде. Алхимики в свое время насчитали семь металлов, каждый из которых был символом и знаком определенной планеты. Сурьме не повезло, для нее в средние века не нашлось не то что планеты, а крохотной звезды, поэтому алхимики назвали сурьму полуметаллом. И не ошиблись.

Современные химики согласны с алхимией в этом вопросе, сурьму нельзя назвать полноценным металлом, но зная ее свойства, трудно отличить этот «неметалл» от полноценных металлов, итак сурьма ― что это такое и где используют, что имеют ввиду когда говорят сурьма для глаз, и безопасен ли металл для человека, обо всем в материале нашего автора Евгения.

Сурьма ― что это за химический элемент

Сурьма ― элемент периодической таблицы Менделеева с номером 51. Международное название — Stibium (Sb). Металлическая порода непрозрачная, серебристо-белая с голубоватым оттенком, крупнозернистая и блестящая. Твердость по шкале Мооса — 3-3,5.

Существуют разновидности сурьмы двух видов.

Аллотропные (металлы) – четыре варианта.
Аморфные — три (сурьма черная, взрывчатая, желтая).

Сурьма классифицируется как металлоид (полуметалл или квазиметалл), поскольку сочетает в себе характеристики обеих групп. Некоторые люди относят сурьму к металлам. По своему составу сурьма представляет собой конгломерат двух изотопов.

История сурьмы ― только ли красота?

История этого металла начинается на Древнем Востоке: за две тысячи лет до нашей эры египетские модницы и щеголихи чернили брови и очерчивали веки сурьмой.

Происхождение русского термина «сурьма» двояко, значение является сборным от персидского «сурм» и турецкого «сурьм».

Старинная чаша из сурьмы для приготовления лечебного снадобья

В Османской империи так называли металлический порошок галенит, которым турки чернили свои брови. Персы обозначали каждый металл словом «сурм».

Термин сурьма использовался еще в Средние века, а в конце XVIII века Антуан Лавуазье, «светило» европейской науки, ввел его в научный оборот и в список известных химических элементов.

Однако первым европейцем, экспериментировавшим с сурьмой, за двести лет до этого был известный немецкий алхимик Базиль Валентин. Он описал свойства и методы получения этого вещества.

Физические и химические свойства сурьмы

Природная металлическая (серая) сурьма сочетает в себе свойства металла и неметалла.

Самородок серой сурьмы твердый и блестящий, как металл.
Однако это хрупкий металл, и его можно легко растолочь в ступке и обычном строительном растворе.
Вещество является электрическим и тепловым проводником малой мощности.
При охлаждении сурьма расширяется.
Интересны модификационные свойства этого вещества:
Желтая сурьма при нагревании или под ярким солнечным светом становится полупроводником.
Взрывчатка детонирует при воздействии тепла или трения.
В стандартных условиях вещество химически стабильно, окисляется при 600 °С.
Реагирует с концентрированной азотной и серной кислотой, галогенами; сурьма растворяется в «aqua regia».

Месторождения сурьмы в России и мире

Сегодня геология насчитывает 75 минералов, содержащих сурьму, из которых антимонит является самым распространенным в первичных рудах.

Месторождения делятся на 4 типа в зависимости от содержания минерала сурьмы:

Уникальный, более 100 000 тонн.
Большой ― 30-100 тыс. тонн.
Средний ―10-30 тыс. тонн.
Небольшой ьассейн ― до 10 тысяч тонн.

Значительные месторождения этого минерала имеют: Китай (Сингуаньшань — уникальный), Россия (Сарылах и Сентачан в Якутии, Раздольнинское и Удерейское в Красноярском крае), Боливия (Чилкобия), Кыргызстан (Кадамжай, Хайдаркан) Мексика (Сан-Хосе), ЮАР (Гравелот — уникальный), Таджикистан (Анзоб) и Таиланд (Бонсонг).

Сурьма ― где применяется

Львиная доля продукции из сурьмы используется в промышленности и оборонном секторе. Сегодня известно более двухсот сплавов в составе которых присутствует сурьма

С 15 века и по сей день, самый знаменитый сплав Гарта (свинец + сурьма + олово) используется в полиграфии. Он также используется в производстве труб для агрессивных (кислоты, щелочи) жидкостей.

Сульфиды сурьмы используются для вулканизации резины, изготовления спичек и производства очень прочной (гибкой и термостойкой) красной медицинской резины.

Электроника

Почти все полученное сырье (до 15% Sb в сплаве) собирают производители батарей и аккумуляторов. Металл используется для изготовления оплеток для кабелей, электродов и поверхностей, экранирующих излучение.

Сегодня без полупроводников не работают ни электроника, ни компьютеры, ни «умная» автомобильная техника, ни оборудование для горнодобывающих ферм. Во всех полупроводниках используются сплавы сурьмы с алюминием, редкоземельными и другими подобными металлами (германий, индий, галлий). Сульфиды сурьмы используются в химической и других отраслях промышленности:

вулканизация резины;
люминесцентные лампы;
медицина (термостойкая эластичная резина, лекарства);
раствор для производства текстиля.

Сурьма содержится в бенгальских лампах, фейерверках, другой пиротехнике и спичках.

Мелкий порошок сурьмы является основой красок («железная чернь»), используемых художниками.

Извлечение сурьмы из раствора

Для извлечения сурьмы из полученного раствора используется метод сульфидного электролиза, который проводится в стальных ваннах с анодами и катодами из гладких пластин, также изготовленных из стали.

Микродозы вещества (0,00001% по весу) присутствуют в живых организмах, но сам элемент, особенно трехвалентный и его производные, ядовит.

Сурьма может накапливаться в организме, подавляя работу щитовидной железы (появляется зоб) и половой сферы. Сурьма и ее соединения классифицируются как химически опасные вещества класса 2.

Содержание вещества в окружающей атмосфере регулируется санитарными нормами. Предельно допустимые концентрации (мг):

Воздух — 0,01 (м³);
Почва — 4,5 (кг);
Питьевая вода — 0,005 (л);
Природная вода — 0,05 (л);
Промышленные сточные воды — 0,2 (л).

Работники горнодобывающих и металлургических компаний находятся в группе риска; сурьмяная «литейная лихорадка» является основным профессиональным заболеванием среди работников металлургической промышленности, которые могут отравиться парами и пылью сурьмы.

Симптомы поражения: раздражение дыхательной системы, глаз, кожи, кровотечение из носа.

Попадая в пищеварительный тракт, сурьма становится менее вредным металлом, поскольку в процессе пищеварения проходит стадию гидролиза, после чего выводится из организма.

Зачем нам нужна сурьма?

Металлическая сурьма из-за своей хрупкости используется редко, но поскольку сурьма повышает твердость других металлов (олова, свинца) и не окисляется в обычных условиях, металлурги часто вводят ее в различные сплавы. Число сплавов, в которые входит элемент № 51, составляет около двухсот; наиболее известные сплавы сурьмы — твердый свинец (или хартблей), типографский металл, подшипниковые металлы.

Несущими металлами являются сплавы сурьмы с оловом, свинцом и медью, к которым иногда добавляют цинк и висмут. Эти сплавы относительно легко плавятся и используются для литья вкладышей подшипников. Наиболее распространенные сплавы этой группы, баббиты, содержат от 4 до 15 процентов сурьмы. Баббиты используются в машиностроении и инструментальном производстве, железнодорожном и автомобильном транспорте, подшипниковые металлы обладают достаточной твердостью, высокой износостойкостью, высокой коррозионной стойкостью.

В серной головке спички присутсвует сурьма

Сурьма — один из немногих металлов, которые расширяются при застывании, и благодаря этому свойству сурьмы металл типа (сплав свинца (82%), олова (3%) и сурьмы (15%)) хорошо заполняет формы для письма, а линии, отлитые из этого металла, дают хорошо очерченные штрихи. Сурьма придает металлу твердость, ударопрочность 11 стойкость к истиранию.

Свинец, легированный сурьмой (от 5 до 15%), известен как гартлей, или твердый свинец. Добавление всего 1% Sb к свинцу сильно повышает его твердость, твердый свинец используется в химическом машиностроении и для изготовления труб, по которым транспортируются агрессивные жидкости. Он также используется для изготовления оболочек телеграфных, телефонных и электрических кабелей, электродов и пластин аккумуляторов. Последнее, кстати, является одним из основных применений элемента 51. Сурьму также добавляют в свинец, который используется при изготовлении шрапнели и снарядов.

Химический хищник

В средневековых книгах сурьма обозначалась фигурой волка с открытой пастью, вероятно, такой «хищный» символ для этого металла, поскольку сурьма растворяет («пожирает») почти все другие металлы. На сохранившейся средневековой картине изображен волк, пожирающий короля. Зная алхимический символизм, эту картину следует понимать как сплав золота и сурьмы.

Лечение сурьмой

XV и XVI вв. некоторые препараты сурьмы часто использовались в качестве лекарств, в основном для вызывания отхаркивания и рвоты. Чтобы вызвать рвоту, пациенту давали вино, выдержанное в сосуде с сурьмой. Одно из соединений сурьмы, KC4H4O4(SbO) — H20, представляет собой так называемый рвотный камень.

Соединения сурьмы сегодня используются в медицине для лечения некоторых инфекционных заболеваний у людей и животных. В частности, они используются при лечении комы.

Везде, где есть солнце

Хотя содержание сурьмы в земной коре очень мало, ее следы встречаются во многих минералах. Иногда сурьма встречается в метеоритах, морской воде, некоторые реки и ручьи также содержат сурьму, а в спектре Солнца линии сурьмы не обнаружены.

Сурьма и краски, многие соединения сурьмы могут служить пигментами в красках, так, сурьмяно-щелочной калий (K20 — 2Sb205) широко используется в производстве керамики. Сульфат натрия-стибия (NaSb03), называемый лейконином, используется для покрытия кухонной посуды, а также в производстве эмали и белого молочного стекла.

Слиток сурьмы

Знаменитая краска «неаполитанский желтый» — это не что иное, как оксид сурьмы-свинца. Используется в живописи в качестве масляной краски, а также для керамики и фарфора. Даже металлическая сурьма, в виде очень мелкого порошка, используется в качестве краски. Этот порошок является основой знаменитой железно-желтой краски.

«В 1974 году Н.Н.Ляликова, советский микробиолог, обнаружила ранее неизвестную сурьмяную бактерию, которая питается исключительно триоксидом сурьмы Sb203. Она окисляет трехвалентную сурьму до пятивалентной, и считается, что многие природные соединения пятивалентной сурьмы были образованы «сурьмяными» бактериями.

Биологическая роль сурьмы и влияние на организм

Сурьма токсична, относится к ядовитым биологическим микроэлементам, ее содержание в организме человека составляет 1-6%. Сурьма в соединениях постоянно присутствует в живых организмах, физиологическая и биохимическая роль такого опасного элемента ученым до сих пор не понятна.

Сурьма проявляет раздражающее и кумулятивное действие, она накапливается в щитовидной железе, подавляет ее функцию и вызывает эндемический зоб, однако, попадая в желудочно-кишечный тракт, соединения сурьмы не вызывают отравления, поскольку соли Sb (III) гидролизуются там с образованием нерастворимых в воде продуктов.

В то же время, соединения сурьмы (III) более токсичны, чем соединения сурьмы (V). Пыль и испарения Sb вызывают носовые кровотечения, сурьмяную «литиевую лихорадку», атеросклероз легких, поражают кожу, нарушают половую функцию. Порог вкуса в воде — 0,5 мг/л, Смертельная доза для взрослых — 100 мг, для детей — 49 мг, для аэрозолей сурьмы ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м3, в окружающем воздухе 0,01 мг/м3.

Сурьма в косметике

Состав натуральной сурьмы в косметических красках всегда разный в зависимости от страны-производителя. Но большинство брендов не используют металл вовсе, заменяя черную сурьму природными красителями иссиня-черного цвета.

Сурьму готовили дома, обмакивая кусочки муслина (тонкой ткани) в сандаловую пасту. Затем ткань сушили в течение суток и сжигали в лампе с касторовым маслом. Затем в смесь вливалось касторовое масло до консистенции кашицы.

В Бенгалии листья кактуса используют для получения сурьмы; они покрыты маслянистой пленкой, которая при сжигании превращается в липкую и маслянистую сажу. Этот вид кахаля можно использовать для лечения глазных болезней у детей. Женщины Южной Азии используют это средство для бровей и ресниц.

В Северной Африке сурьму добывают из измельченного галенита, это вещество довольно токсично и может вызывать тяжелые аллергические реакции и отравления. Это единственное место, где модницы использовали настоящий полуметалл.

Индийская сурьма состоит из исмида, касторового масла, капур качари и вазелина.

Читайте также: