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Antimonio

Proprietà e composti dell'antimonio

L'elemento chimico antimonio è poco abbondante in natura (circa 1 ppm nella crosta terrestre), ma distribuito selettivamente in depositi a concentrazioni relativamente elevate.

I minerali più importanti sono il solfuro Sb2S3 (antimonite o stibnite), gli ossidi Sb2O4 (cervantite) e Sb4O6 (valentinite e senarmontite), oltre all'antimonio nativo.

Già conosciuto nel mondo antico (in Egitto veniva usato tra il 2500 e il 2200 a.C. per ricoprire con un sottile strato lavorazioni di rame, mentre oggetti di solo antimonio risalenti al primo millennio sono stati ritrovati in Mesopotamia) l'antimonio fu oggetto di numerosi esperimenti da parte dei praticanti l'alchimia e conobbe vastissima diffusione con Paracelso e la scuola iatrochimica che ne fecero un rimedio di uso universale efficace contro tutte le malattie.

Nella sua forma stabile a temperatura ambiente, l'antimonio grigio o metallico, romboedrico, ha l'aspetto di un metallo bianco argenteo, fragile.

Il suo carattere di semimetallo (data la sua posizione nel sistema periodico) è denunciato dai valori piuttosto bassi della conducibilità elettrica e termica.

L'antimonio esiste in un'altra forma allotropica, l'antimonio giallo a molecola Sb4, stabile solo al di sotto dei -80°C circa, che a temperatura ambiente si trasforma rapidamente nella forma metallica.

antimonio

Antomonio

Il cosiddetto antimonio nero, amorfo, che si trasforma nella forma stabile in modo quasi esplosivo per percussione, non è tuttora classificato con sicurezza come una forma allotropica dell'antimonio.

L'antimonio metallico è abbastanza stabile all'aria (anche umida), ma brucia in essa a temperature elevate formando il triossido; è attaccato facilmente a freddo da energici ossidanti come fluoro, cloro, bromo e acido nitrico e dagli idrossidi alcalini, ma non lo è (almeno a freddo) dagli acidi non ossidanti.

A temperature elevate reagisce con l'acqua, lo zolfo, il fosforo, l'arsenico e con molti metalli; la miscela di antimonio in polvere e nitrati o clorati alcalini esplode per riscaldamento.

Come tale e in tutti i suoi composti, l'antimonio è notevolmente tossico per l'uomo e gli animali.

Nocivi sono i vapori di antimonio, sia inalati sia a contatto con la pelle e specialmente con le mucose.

Antimonio: composti

Esistono tre ossidi dell'antimonio: Sb4O6, Sb4O10 e Sb2O4.

L'Sb4O6, corrispondente allo stato di ossidazione +3, ha comportamento anfotero: infatti si discioglie negli acidi forti formando sali di antimonio (III) (ioni Sb3+, stabili per effetto dell'idrolisi solo in ambiente fortemente acido) e di antimonile [ioni SbO+ o Sb(OH)2+], mentre disciogliendosi nelle basi forti dà luogo a sali di tetraidrossoantimoniato (III) (o antimoniti) contenenti ioni Sb(OH)4-.

Il tetrossido di antimonio Sb2O4, viene considerato un ossido misto, cioè un antimoniato (v) di antimonio (III).

L'ossido di antimonio Sb2O5 o Sb4O10 è un ossidante, solubile nelle basi forti con le quali forma sali di esaidrossoantimoniato (V) contenenti ioni Sb(OH)61-.

Il triidruro di antimonio o stibina SbH3 è un gas volatile, molto velenoso, che può esplodere per riscaldamento. L'SbH3 è estremamente instabile e tende alla decomposizione negli elementi.

Sono noti trialogenuri e pentalogenuri di antimonio, tra cui i più importanti sono i cloruri.

Il tricloruro SbCl3, si idrolizza in acqua, dando l'ossicloruro o cloruro di antimonile (I) SbOCl:

SbCl3 + H2O →  SbOCl + 2 HCl

In eccesso di acido cloridrico può dare gli ioni complessi SbCl41- e SbCl52-.

Il pentacloruro SbCl5, è usato come energico agente clorurante.

L'antimonio può combinarsi facilmente con elementi più elettropositivi appartenenti al III gruppo dando composti binari 1 : 1 chiamati antimoniuri: i più noti e meglio caratterizzati sono gli antimoniuri di alluminio, gallio e indio. L'antimoniuro di indio Sbln, ottenibile molto puro per fusione diretta degli elementi seguita da una ulteriore purificazione per fusione a zone, è un semiconduttore avente particolari proprietà e come tale utilizzato in elettronica.

antomonio nativo

Antimonio nativo

Utilizzo dell'antimonio

L'antimonio viene utilizzato soprattutto in leghe con diversi metalli, poiché ne migliora la durezza e altre proprietà: in lega con il piombo (3-5% di antimonio) è impiegato negli elettrodi delle batterie per auto; le leghe antifrizione usate per i cuscinetti sono leghe stagno-antimonio o piombo-antimonio; l'antimonio ha inoltre avuto, e ha tuttora, notevole impiego in campo bellico nelle granate, in inneschi per munizioni e proiettili traccianti.

Metodo di produzione dell'antimonio

L'antimonio viene generalmente ottenuto per riscaldamento dell'antimonite impura a circa 600°C in recipienti col fondo forato: l'Sb2S3 fonde e si raccoglie dal di sotto (cosiddetta liquazione).

Il trisolfuro arricchito viene poi ridotto in crogiuolo con ferro metallico:

Sb2S3 + 3 Fe → 3 FeS + 2 SbSe

il processo è condotto in due stadi successivi si può ottenere antimonio a una purezza del 99,6% circa.

In un altro processo (a partire sia da solfuri che da ossidi) il minerale viene arrostito con aria; l'ossido Sb4O6 volatilizza e può essere successivamente condensato, mentre le impurezze arseniose (più volatili) vengono facilmente allontanate.

L'ossido di antimonio viene quindi ridotto in altoforno con carbone.

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