Для чего нужна сурьма
Сурьма металл. Свойства сурьмы. Применение сурьмы
Описание и свойства сурьмы
Впервые человечество начало использовать сурьму еще задолго до нашей эры. Ведь до сих пор археологи находят фрагменты или изделия из металлической сурьмы на местах древнего Вавилона, что соответствует началу ІІІ столетия до нашей эры. Как самостоятельный металл, сурьму редко применяют в производстве, а в основном в соединениях с другими элементами. Самое популярное применение, которое дошло и до наших времен – это использование минерала «сурьмяный блеск» в косметологии в качестве карандаша для век или краски для ресниц и бровей.
Кроме стандартной кристаллической формы, в природе существуют еще три аморфных состояния сурьмы:
Взрывчатая сурьма – образуется при электролизе соединения SbCI3 в соляно кислой среде и при ударе или прикосновении взрывается, тем самым переходит в обычное состояние.
Желтая сурьма – получается при воздействии молекул кислорода О2 на соединение водорода с сурьмой SbH3.
Черная сурьма – образовывается при резком охлаждении паров желтой сурьмы.
В обычных условиях сурьма свойства свои не меняет, в воде не растворяется. Хорошо взаимодействует в виде сплава сурьмы с другими металлами, так как основное ее достоинство – это увеличение твердости металлов, например, соединение свинец — сурьма (от 5–15%) известно как гарбтлей. Даже если добавить к свинцу 1% сурьмы его прочность уже значительно увеличится.
Месторождение и добыча сурьмы
Содержание сурьмы в земной коре приблизительно оценивается в 6 млн тонн. Основным месторождением является Китай, на его территорию приходится до 52% мирового запаса этого элемента, остальные 48% распределены между странами, такими как Россия, Чехия, Словакия, Боливия, Мексика, Япония.
Сурьма – элемент, который добывается из руд. Сурьмяными рудами называют минеральные образования с содержанием сурьмы в таких количествах, чтобы при извлечении чистого металла, получить максимальный экономический и промышленный эффект. По своему содержанию главного элемента – сурьмы, руды классифицируются:
— Очень богатые, Sb – в пределах 50%.
— Богатые, Sb – не более 12%.
— Обыкновенные, Sb – от 2 до 6%.
— Бедные, Sb – максимум 2%.
К пирометаллургическим методам относятся осадительный и восстановительный плавильный процесс. В осадительном процессе плавки, главным сырьем служит сульфидные руды. Принцип плавки таков, при температуре 1300–1400 °С из сульфида сурьмы с помощью железа извлекается чистая сурьма, формула этого процесса –Sb2S3+3Fe=>2Sb+3FeS. Восстановительная плавка заключается в восстановлении из оксидов сурьмы до металла с помощью древесного угля или коксовой пылью. Гидрометаллургический метод извлечения сурьмы состоит из двух стадий – обработка руды с переводом ее в состояние раствора и извлечение металла из раствора.
Применение сурьмы
В чистом виде сурьма считается одним из самых хрупких металлов, но при сплаве с другими металлами она увеличивает их твердость и не происходит процесс окисления при обычных условиях. Эти достоинства заслуженно оценили в промышленной сфере, и теперь сурьма добавляется во многие сплавы, более 200.
Сплавы для подшипникового производства. В эту группу входят такие соединения, как олово – сурьма, свинец – сурьма, сурьма – медь, так как эти сплавы легко плавятся и очень удобно выливать в формы для вкладышей подшипников. Содержание сурьмы обычно составляет от 4 до 15%, но ни в коем случае, нельзя превышать эту норму, потому что избыток сурьмы придет к разламыванию металла. Свое применение такие сплавы нашли в танкостроении, авто и железнодорожном транспорте.
Одно из самых важных особенностей сурьмы является способность расширяться при затвердении. На основе этой характеристики и был создан сплав – свинец (82%), сурьма (15%), олово (3%), еще его называют «типографский сплав», ведь он прекрасно наполняет формы для разных видов шрифтов и делает четкие оттиски. В этом случае, сурьма добавила металлу ударную стойкость и износостойкость.
Свинец легированный сурьмой, используется в машиностроении, с него делают пластины для аккумуляторов также используется при производстве труб, желобов по которым будет происходить транспортировка агрессивных жидкостей. Сплав цинк – сурьма (антимонид цинка) считается неорганическим соединением. Благодаря своему свойству полупроводника, используется при изготовлении транзисторов, тепловизоров и инфракрасных детекторах.
Помимо промышленного использования сурьма нашла свое широкое применение в косметологии и медицине. С древних времен и по сегодняшний день используется сурьма для глаз, в качестве лечебного средства и краски для бровей и ресниц. Многие знают лечебные свойства сурьмы и при конъюнктивитах и прочих инфекциях глаз сразу применяют сурьму.
По своему виду и способу нанесения различают разные виды сурьмы – порошок, с помощью деревянной палочки он легко наносится на область века, но прежде необходимо смокнуть в любом масле; карандаш – идеально четко рисует стрелки на веке, карандаш эта тот же порошок сурьмы, только спрессованный в форму.
Если в древние времена краска из сурьмы была экологической чистой и приносила действительно лечебный эффект, то в наше время нужно быть предельно осторожным и внимательно читать состав перед покупкой. Все связано с тем, что сейчас недобросовестные производители некачественно извлекают чистую сурьму из руды и остаются примеси тяжелых металлов, таких как мышьяк. Трудно представить принесенный вред, организму человека от соединения мышьяк-сурьма.
Цена сурьмы
В связи, с нестабильной ситуацией на мировом рынке, нет однозначной стоимости на металл сурьма. Цена его колеблется в пределах от 6300$ до 8300$/тонну, за последние два месяца наблюдается отрицательная динамика роста цены, это напрямую связано с основным производителем – Китаем и его внешнеэкономическими отношениями.
А вот политические и экономические перипетии никак не повлияли на сурьму для глаз. Сейчас в моде восточная культура и прочие принадлежности, в том числе и сурьма. Купить ее труда не составит, так как есть огромный выбор в восточных лавках или же можно оформить заказ в интернет-магазине.
Новости
Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.
Музей «Лунариум» временно закрыт
+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1
Элементы: ядовитый полуметалл – сурьма
Первые производства сурьмы появились на древнем Востоке 5 тысяч лет назад. Сурьмяная бронза (сплав меди и олова с добавлением сурьмы) использовалась в период Вавилонского царства во втором тысячелетии до н.э. Исторически сложилось так, что в русской химической терминологии у этого элемента три названия. Химический элемент называется «сурьма», в формулах произносится «стибиум», а соединения сурьмы с металлами называются антимонидами». В 1789 г. Лавуазье включил сурьму в список простых веществ, дав ей название antimoine от лат. «antimonium». Оно и сейчас остается французским названием элемента № 51. Другое латинское название элемента, «stibium», встречается в сочинениях Плиния Старшего в первом веке н. э. и стало международным. Русское слово «сурьма» родом из турецкого языка. Так и сейчас на Востоке называется порошок для чернения бровей. По другим данным, «сурьма» — от персидского «сурме» — металл. Итак, сурьма (символ — Sb) имеет атомный номер 51 в Таблице Менделеева с атомной массой 121, 760 а.е.м. и относится к группе полуметаллов.
Сурьма в Таблице Менделеева.
Кристаллическая сурьма.
Антимонит Sb2S3, кристаллы до 5 см. Месторождение Кадамджай, Киргизия.
Мировая добыча сурьмы по итогам 2015 года составила около 145 тысяч тонн. Основные объемы добычи приходятся на Китай (47%), Россию (17%), Боливию (15%) и Таджикистан (12%).
Мировая добыча сурьмы, 2015 г.
Сурьма применяется при производстве диодов и инфракрасных детекторов. Является компонентом свинцовых сплавов, увеличивающим их твёрдость и механическую прочность.
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 ― 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.
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.
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:
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:
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.
Содержание вещества в окружающей атмосфере регулируется санитарными нормами. Предельно допустимые концентрации (мг):
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.
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.