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Antimon

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Antimon, Sb, 51
Serie Halbmetalle
Gruppe, Periode, Block 15, 5, p
Aussehen silbrig glänzend grau
CAS-Nummer 7440-36-0
Massenanteil an der Erdhülle 7 · 10-5 %
Atomar
Atommasse 121,750 u
Atomradius (berechnet) 145 (133) pm
Kovalenter Radius 138 pm
Elektronenkonfiguration [Kr] 4d105s25p3
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 18, 5
1. Ionisierungsenergie 834 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1594,9 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2440 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 4260 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie 5400 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur rhomboedrisch
Dichte 6,697 g/cm3
Mohshärte 3
Schmelzpunkt 903,78 K (630,63 °C)
Siedepunkt 1860 K (1587 °C)
Molares Volumen 18,19 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 77,14 kJ/mol
Schmelzwärme 19,87 kJ/mol
Dampfdruck 2,49 · 10-9 Pa bei 6304 K
Spezifische Wärmekapazität 210 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 2,88 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 24,3W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände -3, 1(?), 3, 5
Oxide (Basizität) (leicht sauer)
Normalpotential 0,152 V (Sb3+ + 3e- → Sb)
Elektronegativität 2,05 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
119Sb

{syn.}

38,19 h ε 0,594 119Sn
120Sb

{syn.}

5,76 d ε 2,681 120Sn
121Sb

57,36 %

Stabil
122Sb

{syn.}

2,7238 d β 1,979 122Te
ε 1,620 122Sn
123Sb

42,64 %

Stabil
124Sb

{syn.}

60,20 d β 2,905 124Te
125Sb

{syn.}

2,7582 a β 0,767 125Te
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1]
R- und S-Sätze R: 36/37/38
S: 26-37
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Antimon [antiˈmoːn] (von lat. Antimonium, vermutlich von arabisch itmid; Symbol von lateinisch Stibium „Grauspießglanz“) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Sb und der Ordnungszahl 51. In der stabilen Modifikation ist es ein silberglänzendes und sprödes Halbmetall.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Antimon wurde in Form seiner Verbindungen schon in der Bronzezeit als Zuschlag zu Kupfer verwendet, um Bronze herzustellen (Funde von Velem-St. Vid in Ungarn) und auch im Altertum genutzt. Im 17. Jahrhundert ging der Name Antimon als Bezeichnung auf das Metall über. Die koptische Bezeichnung für das Schminkpuder Antimonsulfid ging über das Griechische in das Lateinische stibium über. Die von Jöns Jakob Berzelius benutzte Abkürzung Sb wird noch heute als Elementsymbol genutzt. Ganz sicher ist diese Herleitung nicht. Es gibt auch andere Vermutungen über die Herkunft der Elementbezeichnung. Der ungewöhnliche Name gehe auf das spätgriechische anthemon (deutsch: „Blüte“) zurück. Damit sollen die stengelartigen Kristalle, die büschelförmig angeordnet sind und wie eine Blüte aussehen, beschrieben werden.

Vorkommen

Antimon ist ein selten vorkommendes Element, das auch gediegen gemeinsam mit Arsen als Allemontit vorkommt. Fundorte von gediegenem Antimon sind unter anderem Sankt Andreasberg im Harz, Bieber im Spessart, Sala in Schweden, aber auch Kanada und Mesopotamien. Bekannt sind mehr als hundert Antimon-Mineralien. Industriell genutzt wird überwiegend das Mineral Stibnit Sb2S3 (Antimonglanz, Grauspießglanz, Antimonit), welches vor allem in Bolivien, Mexiko und China vorkommt.

Gewinnung und Darstellung

Antimon-Barren

Technisch wird Antimon aus dem Antimonglanz gewonnen. Ein Verfahren beruht auf dem Abrösten und der Reduktion mit Kohlenstoff (Röstreduktionsverfahren):

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Reduktion mit Eisen durchzuführen (Niederschlagsverfahren):

Weltweit wurden zu Beginn des 21. Jahrhunderts zwischen 110.000 und 160.000 Tonnen pro Jahr an Antimon gefördert. Seit 1900 hat sich damit die Fördermenge mehr als verzehnfacht.

Eigenschaften

Metallisches Antimon ist silberweiß, stark glänzend, blättrig-grobkristallin. Es lässt sich aufgrund seiner Sprödigkeit leicht zerkleinern.
Die elektrische und thermische Leitfähigkeit ist gering. Flüssiges Antimon expandiert als einer von wenigen Stoffen beim Erstarren (Dichteanomalie). Zum Siedepunkt existieren in der Literatur mit 1325 °C, 1587 °C, 1635 °C und 1750 °C unterschiedliche Angaben.
Mit naszierendem Wasserstoff reagiert Antimon zum instabilen Antimonhydrid SbH3. Von Luft und Wasser wird Antimon bei Raumtemperatur nicht angegriffen. Oberhalb des Schmelzpunktes verbrennt es in Luft mit bläulich-weißer Flamme zu Antimon(III)-oxid. In heißen konzentrierten Mineralsäuren löst es sich auf. Mit den Halogenen reagiert es schon bei Raumtemperatur heftig zu den entsprechenden Halogeniden.
In Verbindungen liegt Antimon überwiegend in den Oxidationsstufen +3 und +5 vor. In Metallantimoniden wie Kaliumantimonid K3Sb bildet es Sb3--Ionen.

Isotope

Es existieren zwei stabile Antimon-Isotope: 121-Sb und 123-Sb.

Verwendung

Der überwiegende Teil des hergestellten Antimons wird zu Legierungen verarbeitet und zeigt dabei folgende Eigenschaften:

Wichtige Legierungen:

Weitere Anwendungen:

Medizinische Bedeutung

Antimonpräparate finden Anwendung in der Medizin als Medikation bei einer Leishmaniose.

Sicherheitshinweise

Von den Antimonverbindungen sind seitens der EU Antimonfluorid als giftig (T) und die Chloride als ätzend (C) eingestuft, außerdem als umweltgefährlich (N); alle anderen Antimonverbindungen als gesundheitsschädlich (Xn) und umweltgefährlich (N)[2]. Antimon selbst ist dort nicht aufgeführt, laut Sicherheitsdatenblatt ist es als reizend gekennzeichnet.

Ergebnisse aus Untersuchungen deuten darauf hin, dass Antimonverbindungen Haut und Schleimhäute reizen. Diese Verbindungen lösen sich vermutlich aus Kunststoff und Textilien.

Nachweis

Vorproben:

Flammenfärbung. Flamme fahlblau, wenig charakteristische Phosphorsalzperle: Farblos (gestört durch alle Elemente, die eine farbige Perle erzeugen)

Nachweisreaktion:

Reduktion durch unedle Metalle, wie zum Beispiel Eisen, Zink oder Zinn.

In nicht zu sauren Lösungen reduzieren unedle Metalle Antimon-Kationen Sb(III), Sb(V) und Sb(III)/(V) zu metallischem Antimon:

2 Sb3+ + 3 Fe → 2 Sb + 3 Fe2+

Die auf Antimon zu prüfende Substanz wird in salzsaure Lösung gegeben und mit Eisenpulver versetzt. Es entsteht ein schwarzer flockiger Niederschlag aus metallischem Antimon in der Lösung oder direkt am Eisen. Auch der Nachweis an einem Eisennagel ist möglich. Dabei ist eine schwarze Ablagerung am Nagel ein Nachweis für Antimon, welches sich hier elementar niedergeschlagen hat.

Die Marshsche Probe gestattet einen eindeutigen Nachweis von Antimon. Wenn die pyrolytisch abgeschiedene Substanz (dunkel glänzender Spiegel) sich nicht in ammoniakalischem Wasserstoffperoxid löst, sind Arsen und Germanium als mögliche Alternativen ausgeschlossen.

Die hochempfindliche Bestimmung winziger Antimonspuren erfolgt durch die Hydridtechnik der Atomspektrometrie. Hierbei wird im Prinzip die Marshsche Probe mit der Atomabsorptionsspektrometrie gekoppelt. Die Matrixeffekte der Probelösung lassen sich dadurch sehr wirksam unterdrücken.

Verbindungen

Halogenverbindungen

Sauerstoffverbindungen

Schwefelverbindungen

Sonstige Verbindungen

Einzelnachweise

  1. Sicherheitsdatenblatt (alfa-aesar)
  2. RL 67/548/EWG, Anhang 1
 Wiktionary: Antimon – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik
 Commons: Antimon – Bilder, Videos und Audiodateien