Сурьма применение: Сурьма — чрезвычайно важное для промышленности вещество

Содержание

Сурьма

Сурьма́ (лат. Stibium; обозначается символом Sb) — элемент главной подгруппы пятой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 51. Простое вещество сурьма (CAS-номер: 7440-36-0) — металл (полуметалл) серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, грубозернистого строения. Известны четыре металлических аллотропных модификаций сурьмы, существующих при различных давлениях, и три аморфные модификации (взрывчатая, чёрная и жёлтая сурьма).

История

Сурьма известна с глубокой древности. В странах Востока она употреблялась примерно за 3000 лет до н. э. для изготовления сосудов. В Древнем Египте уже в 19 в. до н. э. порошок сурьмяного блеска (природный Sb₂S₃) под названием mesten или stem применялся для чернения бровей. В Древней Греции он был известен как stími и stíbi, отсюда латинский stibium. Около 12—14 вв. н. э. появилось название antimonium. В 1789 А. Лавуазье включил сурьму в список химических элементов под названием antimoine (современный английский antimony, испанский и итальянский antimonio, немецкий Antimon). Русская «сурьма» произошло от турецкого sürme; им обозначался порошок свинцового блеска PbS, также служивший для чернения бровей (по другим данным, «сурьма» — от персидского «сурме» — металл). Подробное описание свойств и способов получения сурьмы и её соединений впервые дано алхимиком Василием Валентином (Германия) в 1604.

Её соединения — Антимониды.

Применение

Сурьма всё больше применяется в полупроводниковой промышленности при производстве диодов, инфракрасных детекторов, устройств с эффектом Холла. Является компонентом свинцовых сплавов, увеличивающим их твёрдость и механическую прочность. Область применения включает:

— батареи
— антифрикционные сплавы
— типографские сплавы
— стрелковое оружие и трассирующие пули
— оболочки кабелей
— спички
— лекарства, противопротозойные средства
— пайка — некоторые бессвинцовые припои содержат 5 % Sb
— использование в линотипных печатных машинах

Вместе с оловом и медью сурьма образует металлический сплав — баббит, обладающий антифрикционными свойствами и использующийся в подшипниках скольжения. Также Sb добавляется к металлам, предназначенным для тонких отливок.

Соединения сурьмы в форме оксидов, сульфидов, антимоната натрия и трихлорида сурьмы, применяются в производстве огнеупорных соединений, керамических эмалей, стекла, красок и керамических изделий. Триоксид сурьмы является наиболее важным из соединений сурьмы и главным образом используется в огнестойких композициях. Сульфид сурьмы является одним из ингредиентов в спичечных головках.

Природный сульфид сурьмы, стибнит, использовали в библейские времена в медицине и косметике. Стибнит до сих пор используется в некоторых развивающихся странах в качестве лекарства.

Соединения сурьмы, например, меглюмина антимониат (глюкантим) и натрия стибоглюконат (пентостам), применяются в лечении лейшманиоза.

Источник: Википедия

Другие заметки по химии

Записки археолога — Томский областной краеведческий музей

Сурьма (лат. stibium; анг. antimony – порошок из сурьмы) – химический элемент Sb представляет собой полуметалл, имеющий серебристо-белый окрас с синеватым оттенком. В периодической системе химических элементов сурьме присвоен 51-й номер. Стоит отметить, что сегодня известно существование четырёх металлических аллотропных модификаций сурьмы, зависящих от давления. Кроме этого, в природе сурьма может встречаться, кроме стандартной кристаллической формы, ещё в трёх аморфных модификациях:

— взрывчатая сурьма, образование которой происходит в результате электролиза соединения SbCI3 в соляно-кислой среде. Однако, во время удара или прикосновения происходит взрыв, который возвращает вещество в его обычное состояние;

— жёлтая сурьма образуется в результате реакции молекул кислорода с одной стороны и соединения водорода и сурьмы (Sbh4) с другой;

— чёрная сурьма. Получить данное вещество можно, если пары жёлтой сурьмы подвергнуть резкому охлаждению.

А если рассмотреть этот элемент не как источник производства, а как источник красоты?

Турецкое слово сурьма sürme означает «намазывание, размазывание, применение».

Также сурьмой называют чёрный камень, растолчённый в порошок и разведённый обычно касторовым маслом.

Одним из древнейших косметических средств для глаз была и остаётся сурьма. Это чёрное вещество, которое женщины Аравийского полуострова и восточных стран используют для макияжа в качестве краски для век и для подведения знаменитых восточных стрелок.

Но сурьма не только придаёт выразительность глазам и подчёркивает их красоту: она к тому же полезна для зрения и поддержания гигиены глаз. Ею подводят глаза даже грудным детям, чтобы укрепить зрение, а также в качестве защиты от «злого глаза». В Индии и на Среднем Востоке сурьма используется при лечении конъюнктивитов и других глазных заболеваний, снимает раздражение слизистых оболочек глаза, в ряде случаев применяется как противоаллергенное средство. В условиях пустыни чёрный цвет помогает бороться с ослепительным солнцем, поэтому сурьмой на Востоке пользуются не только женщины, но и мужчины.

Цвет порошка арабской сурьмы колеблется от угольно-чёрного, глубокого фиолетового и даже до голубовато-белого цвета. Сурьма бывает сухая, жидкая с добавлением различных масел, чаще всего миндального, и полугустая – на основе бараньего жира.

В исламских источниках есть упоминания о том, что Пророк Мухаммед придавал важное значение подводке сурьмой для здоровья глаз. Из предания Ибн Аббаса известно, что Пророк советовал: «Подводите глаза сурьмой. Потому что сурьма придает глазам блеск и ресницы густеют». Ибн Аббас говорил: «У Пророка имелась коробочка для сурьмы, и он каждый раз перед сном подводил глаза сурьмой, сначала три раза на правый глаз, затем три раза на левый». В другом достоверном хадисе говорится: «Используйте как сурьму исмид, он улучшает зрение и способствует росту волос».

Много лет назад сурьма для глаз считалась средством исключительно для богатых и влиятельных женщин – такой подарок был пределом мечтаний. Купить сурьму также было непросто, ведь привозили её из других стран, и стоила она очень больших денег.

Сурьма — что это за металл

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/см³.

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 см³/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/см³. 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 Sbh4. 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/см³, 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.

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.

Существуют четыре аллотропные разновидности сурьмы: кристаллическая, взрывчатая, чёрная и жёлтая. Наиболее устойчивая, и поэтому самая распространённая – кристаллическая сурьма. Взрывчатая — взрывается при любом соприкосновении. Чёрная и жёлтая — неустойчивы и при пониженных температурах переходят в кристаллическую.

Кристаллическая сурьма по внешнему виду напоминает металл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, довольно хрупкий (легко истирается в порошок).

Кристаллическая сурьма.

Cурьма токсична и относится к ядовитым веществам. Пыль и пары этого элемента вызывают носовое кровотечение, сурьмяную лихорадку. Французский термин сурьмы «antimoine»
переводится буквально: «против монахов». Такое название, возможно, возникло из легенды 15 века, в которой настоятель одного мужского монастыря заметил, что свиньи быстро жиреют, потребляя сурьму. Решив, что этот рецепт набора веса сгодится и для людей, он добавил в кашу истощённой братии монастыря сурьму. На следующий день все кто ел — были мертвы. Эту легенду подробно описал Ярослав Гашек в рассказе «Камень жизни» в 1910 году. Отсюда происходит и русское название главного рудного минерала – антимонит с формулой Sb₂S₃, где содержание сурьмы составляет 72 %. Антимонитовые руды являются основным источником для получения сурьмы и её соединений.

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.

В Китае основная добыча ведется в провинции Хунань, где расположено крупнейшее в мире сурьмяное месторождение Сикуаньшань. В России главный регион по добыче антимонитовых руд — Республика Саха (Якутия), где расположены крупные месторождения Сарылах и Сентачан.

Сурьма применяется при производстве диодов и инфракрасных детекторов. Является компонентом свинцовых сплавов, увеличивающим их твёрдость и механическую прочность.

Сурьма: польза и применение

Содержание:

История применения сурьмы

Состав косметики на основе сурьмы

Полезные свойства сурьмы

Известные косметические формы с сурьмой

Правила выбора косметического средства

История применения сурьмы

Данное вещество известно человечеству уже очень давно. Родиной сурьмы принято считать Египет. Ведь именно египетские царицы наносили это средство на глаза и веки. Первоначально это делалось с лечебной целью. Ведь египтяне верили, что так они избавляются от болезней глаз.

Позднее сурьма приобрела декоративное значение и стала использоваться как косметическое средство.

Состав косметики на основе сурьмы

В зависимости от страны-производителя состав всегда разный.

На родине сурьму готовили путем погружения отрезков муслина (тонкой ткани) в пасту из сандалового дерева. После этого полотно сушили целые сутки и в последствии сжигали в лампе с касторовым маслом. В полученную смесь вводили касторовое масло до получения каши.

В Бенгалии для производства сурьмы применяют листья кактуса. Они покрыты маслянистой пленкой, которая при сгорании превращается в липкую и жирную сажу. Этот тип каджала можно использовать для лечения болезней глаз у детей. Женщины южной Азии применяют средство для ухода за бровями и ресницами.

В странах Северной Африки сурьму изготавливают из растертого галенита. Это вещество достаточно токсично и может вызвать тяжелые аллергические реакции и отравления.

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

Полезные свойства

Помимо выразительного декоративного эффекта, сурьма обладает и лечебными свойствами, а именно:

Выступает как антиаллергенное средство;

Снимает воспаление и отечность;

Улучшает рост ресниц и бровей;

Заживляет и регенерирует мелкие трещины и царапины.

Однако далеко не всем можно применять сурьму, если Вам недавно сделали операцию на глаза или Вы носите контактные линзы, то лучше не оказывать дополнительную нагрузку на органы зрения путем нанесения сурьмы. Тоже самое касательно детей младше шести месяцев и людей с индивидуальной непереносимостью этого компонента.

Известные косметические формы

Здесь женщина может выбрать для себя наиболее оптимальный способ нанесения сурьмы. Часто встречается порошок сурьмы, который наносится с помощью палочки/спонжа. Цвет может быть либо черным, либо серым или зеленым. Также порошок поможет сделать линию бровей выразительнее. Если необходимо нарисовать ровные и аккуратные стрелки, то лучше использовать специальный карандаш для глаз. Индийская подводка для глаз каджал представляет собой порошок, растворенный в маслах и воде, делает взгляд более необычным. Девушки со светлыми глазами при помощи такой подводки сделают их выразительными, а кареглазые красавицы придадут взгляду глубину, а вот сурьма в прямоугольнике с басмой и миндальным маслом напоминает Ленинградскую тушь. Обычно применяют для вечернего макияжа. Даже после смывания на глазах остается немного средства, что подчеркивает их природную красоту. Сурьма с кистью с камфорой и растительными экстрактами производится для укрепления ресниц и бровей. Вещество при помощи кисти наносят на волоски. На ночь средство обычно не смывают. Благоприятно сказывается на здоровье глаз, склонных к покраснению и усталости.

Правила выбора косметического средства

Необходимо всегда читать состав средства, чтобы предугадать развитие нежелательных аллергических реакций. Также обращайте внимание на фирму-производителя. Лучше доверять зарекомендовавшим себя брендам. Не стоит покупать косметику в обычных ларьках и палатках. Лучше обращаться в специализированные магазины косметики.

Также будет интересно

В статье использовались следующие категории

Статьи

СУРЬМА: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Сурьма как вещество: физические свойства

Элемент существует в четырех модификациях:

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

Кристаллическая сурьма

Основные свойства вещества:

Плотность при стандартных условиях — 6,691 г/см3.
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 см3/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/см3. Данная неустойчивая модификация в безвоздушном пространстве при нагреве до 400 ⁰С переходит в кристаллическую сурьму.

Желтая сурьма

Взрывчатая сурьма

Электролиз раствора SbCl3 в соляно-кислой среде приводит к образованию взрывчатой сурьмы. Она имеет плотность от 5,64 до 5,97 г/см3, внешне напоминает графит. При любом прикосновении взрывается и превращается в кристаллическую сурьму.

Сурьма и человек: историческая справка

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).

Сурьма и организм: несколько слов о биологии

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.

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.

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

Сурьма как элемент: химические свойства

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

Сурьма как ресурс: применение

Металлургия

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.

Полупроводниковая промышленность

Медицина

Другие области применения

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.

В периодической системе Д. И. Менделеева сурьма – химический элемент, который относится к V группе, его символ – Sb. Атомный номер 51, атомная масса 121,75, плотность составляет 6620 кг/м3.

Свойства сурьмы – окрас серебристо-белый с синеватым оттенком. По своему строению, металл крупнозернистый и очень хрупкий, его легко можно вручную измельчить до состояния порошка в фарфоровой ступке и не поддается ковки.

Температура плавления металла составляет 630,5 ⁰С, температура кипения — 1634 °C.

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 Sbh4.
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%.

Согласно своего состава вышеприведенные руды делятся на сульфидные (до 70% общей массы составляет антимонит Sb2S3), сульфидно-оксидные (до 50% Sb в оксидных соединениях), и оксидные (более 50% всей массы руды в соединениях оксида сурьмы).

Очень богатые руды нет необходимости обогащать, из них сразу получают концентрат сурьмы и отправляют в плавильную печь. Добыча сурьмы из рядовых и бедных руд экономически нецелесообразна. Такие руды приходится обогащать до концентрата с содержанием сурьмы до 50%.

Следующий шаг – это переработка концентрата пирометаллургическим и гидрометаллургическим способом.

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.

Сурьма: свойства, способы добычи и применение

Сурьма представляет собой серебристо-белого цвета полуметалл, отличающийся зернистым строением. В природе она встречается в виде кристаллов, отливающих металлическим блеском с примесью синевы.

Свойства и особенности

Основные физические свойства сурьмы:

твёрдость
хрупкость,
увеличение размеров при застывании,
низкая тепло- и электропроводность,
4 аллотропных модификации, возникающие при различном уровне давления,
3 аморфные модификации: взрывчатая, жёлтая, чёрная.

Химические свойства:

Устойчивость по отношению к воде, водороду, азоту, бору и кремнию.
Взаимодействием с кислородом воздуха при температурах более 6000 по Цельсию. С углеродом – при нахождении самой сурьмы в состоянии расплава. В таком же состоянии она взаимодействует с серой, мышьяком и фосфором.
Растворяется в азотной и горячей концентрированной серной кислоте.
Образовывает множество соединений с металлами – антимонитов.

Среди особенностей этого химического элемента можно отметить существование более 200 сплавов разнообразного применения, а также специфический травяной запах.

Способы добычи

Так как основным источником получения сурьмы являются соответствующие руды, то способ добычи зависит от глубины их залегания. По степени концентрации искомого минерала, сурьмяные руды подразделяются:

на бедные,
обыкновенные,
богатые,
очень богатые.

В соответствии со своим химическим составом эти руды бывают:

Оксидные. Содержащие внутри себя более половины оксидов сурьмы.
Сульфидно-оксидные. В их составе присутствует не более 50% сурьмы в виде оксидов.
Сульфидные. Представляют собой руды насыщенные антимонитами на 70%.

Именно содержание сурьмы в руде определяет эффективность освоения месторождения. Бывает и так, что освоив верхние слои открытым методом, приходится извлекать на поверхность нижние пласты, прибегая к закрытому способу. В целом такой метод добычи, объединяющий в себе организацию карьера с последующим строительством шахты, носит название комбинированного способа освоения полезных ископаемых.

Открытый

Открытый способ применим в том случае, если месторождение представлено залежами, расположенными на незначительной глубине. В таких местах грунт вскрывают, затем снимают полезный слой, отправляя его на переработку.

Процесс требует значительных затрат – особенно на первоначальном этапе освоения запасов руды.

После чего в дело вступают экскаваторы, другая землеройная техника и автотранспорт (иногда вместо него применяется железнодорожный вид транспорта или конвейеры).

Закрытый

Наиболее эффективный способ, приносящий значительное количество сурьмяных руд, но требующий глубокого проникновения в толщь земли и организации проходческих работ с извлечением добытых материалов на поверхность.

Положение усугубляется своеобразием морфологии рудных тел, неоднозначностью размещения залежей, подвижностью и неустойчивостью горных пород внутри шахты.

Всё это приводит к значительным потерям искомого минерала и сильно осложняет процесс добычи полезного ископаемого.

Способы переработки

Концентрация сурьмы в руде определяет последующую технологию: или подвергнуть её обогащению, или направить добытую массу на непосредственную переработку. Для обогащения комплексных и сульфидных руд применяют флотацию, для сульфидно-окисленных – комбинированные методы. Затем получаемый концентрат перерабатывают пирометаллургическим или гидрометаллургическим способом.

Черновую сурьму, полученную путём пирометаллургического воздействия, в дальнейшем подвергают электролитическому рафинированию с целью очистки от посторонних примесей. «Гидрометаллургическую» сурьму рафинируют огневым способом – то есть плавят, добавляя связующие вещества для удаления в шлак железа, мышьяка и серы.

Плавка в шахтных печах

Осадительная

Суть её основана на вытеснении сурьмы железом из сульфидного концентрата. Плавку производят в отражательных или коротких вращающихся барабанных печах; с добавлением туда стальной или чугунной стружки и средств поддержания восстановительных процессов: мелкофракционного каменного угля, коксика, угля, полученного из древесины.

На выходе из печей (количество перерабатываемого за один раз сырья в которых составляет 15-18 тонн), из руды извлекается порядка 90% сурьмы, остальные 10% уходят в составе шихты или отвала.

Восстановительная

Восстановительная плавка сурьмы производится в отражательных или коротких барабанных печах по достижении температуры в 10000 С.

Суть процесса заключена в избавлении концентрата от кислорода, то есть превращения окислов в чистый металл, с помощью углерода и удаления пустой породы.

При высокопроцентном извлечении металла (до 90%) после восстановительной плавки, чистота сурьмы достигает 99%.

Прямая

В случае использования окисленных и сульфидных руд в ход идёт прямая плавка. За счёт добавления кокса достигается высокая температура, происходит прямое восстановление металла и осуществляются химические реакции, сопровождающиеся постоянным удалением оксида серы. Что, в конце концов, приводит к стеканию металла и шлака в нижнюю часть печи.

Гидрометаллургический

Металлургами взят на вооружение и гидрометаллургический способ получения сурьмы. Его несомненными достоинствами являются: возможность использование бедного сырья и попутное извлечение из руды примесей ряда достаточного ценных металлов.

Перевод материала в раствор

Прежде всего, сурьмяную руду нужно растворить. Однако для этого подходят лишь такие растворители как едкий и сернистый натрий. В результате чего получаются сульфасоли и соли сурьмяных кислот, подвергаемые в дальнейшем электролизу.

Процесс сульфидно-щелочного выщелачивания протекает наиболее оптимально при температуре порядка 1000C.

Выделение сурьмы из раствора

Для выделения сурьмы из полученного раствора применяют сульфидный способ электролиза, осуществляемый в стальных ваннах с анодами и гладкими пластинчатыми катодами, также изготовленными из стали.

Хранение и транспортировка

Для транспортировки слитки сурьмы упаковывают в полиэтиленовые пакеты, которые затем складывают в коробки с уплотнителями. Коробки размещают в контейнеры или деревянные ящики.

Пластинчатую сурьму также складывают в мешки из полиэтилена, но затем на эти мешки одевают мешки из полипропилена. Общий вес такой, упакованной в двойную тару сурьмы не должен превышать 50 кг.

Для транспортировки этого минерала подходит любой вид транспорта. Главное условие – чтобы она была соответствующим образом упакована для погрузки в вагоны или складирования в контейнеры.

Сфера применения

Существует целый класс марок сурьмы (ГОСТ 1089-82), в зависимости от областей её применения, а также использования в процессе изготовления разнообразных изделий:

Су00000 – электроника и полупроводники.
Су0000П – полупроводниковая техника.
Су0000 – электроника.
Су000 – припои и сырьё для изготовления Су0000П.
Су00 – эмали, керамика, оловянно-свинцовые припои.
Су0 – антифрикционные аккумуляторы, типографские сплавы, соединения для кабельных оболочек, припои.
Су1 – аналогично Су0.
Су2 – сплавы и сурьмянистый свинец.

Разумеется, что данным перечнем все области потребления сурьмы не ограничены. Этот полуметалл всегда находил и продолжает иметь широкую сферу использования: начиная с древнейшей косметики – вплоть до современной военной автотранспортной техники.

Медицина

История использования сурьмы в качестве лекарственных средств насчитывает много столетий. Ещё на заре цивилизации природное соединение сурьмы с серой – стибнит, был взят на вооружение лекарями того времени. В ряде развивающих стран эта практика имеет место и поныне.

Во времена Средневековья с помощью этого минерала провоцировали рвоту и отхаркивание среди пациентов. Иногда им давали вино, выдержанное в ёмкости, изготовленной из сурьмы.

Современная фармакология изготавливает лекарства на основе сурьмы, применяемые для лечения сонной болезни, лешайманиоза, а также целого ряда инфекционных заболеваний, поражающих людей и животных.

Металлургия

Благодаря своим особым свойствам, минерал широко востребован в металлургии для изготовления металлических сплавов. Введение в их состав сурьмы в значительной степени повышает твёрдость, а её стойкость к процессу окисления защищает полученные материалы от коррозии.

Существует более 200 сплавов этого химического элемента, которые находят широкое применение в машиностроении, типографском деле, электротехнике, производстве оружия.

Химическое машиностроение

Химически стойкие сплавы свинца и сурьмы используются для изготовления труб и арматуры, обладающих высокой антикоррозионной стойкостью. Также этими материалами облицовывают ванны для кислот и иные ёмкости.

Месторождения в России и мире

Геология насчитывает сегодня 75 минералов, содержащих в своём составе сурьму. Наиболее распространённых из них в первичных рудах является антимонит.

По количеству содержания полезного ископаемого – сурьмы, месторождения классифицируются на 4 вида:

Уникальные. Свыше 100 тыс. тонн.
Крупные. 30-100 тыс. тонн.
Средние. 10-30 тыс. тонн.
Мелкие. До 10 тыс. тонн.

Значительными месторождениями этого минерала располагают: Китай (Сингуаньшань – уникальное), Россия (Сарылах и Сентачан в Якутии, Раздольнинское и Удерейское на территории Красноярского края), Боливия (Чилкобия), Киргизия (Кадамджай, Хайдаркан) Мексика (Сан-Хозе), ЮАР (Гравеллот – уникальное), Таджикистан (Анзоб) и Тайланд (Бонсонг).

Мировые запасы

Дать точную оценку запасов любого природного ископаемого не представляется возможным, ни при каком виде исследований. Однако некоторые приблизительные цифры всё же имеются. Так, согласно данным Геологической службы США (2016 год), крупнейшими запасами сурьмы располагают:

Китай – 530 тыс. тонн.
Россия – 350 тыс. тонн.
Боливия – 310 тыс. тонн.

Страны, добывающие сурьму

Мировыми лидерами по производству сурьмы выступают:

Китай – более 100 тыс. тонн ежегодно.
Россия – 9 тыс. тонн в год.
Таджикистан – 8 тыс. тонн каждый год.
Боливия – 4 тыс. тонн ежегодной добычи.

Вполне естественно, что крупнейшими потребителями столь ценного минерального ресурса, каким является сурьма, выступают ведущие мировые экономические державы: Китай, США, страны ЕЭС, Япония.

Сурьма металл или неметалл

Сурьма известна с глубокой древности. В странах Востока она использовалась примерно за 3000 лет до н. э. для изготовления сосудов. В Древнем Египте уже в XIX в. до н. э. порошок сурьмяного блеска (природный Sb2S3) под названием mesten или stem применялся для чернения бровей. В Древней Греции он был известен как στίμμι и στίβι, отсюда лат. stibium. Около XII—XIV вв. н. э. появилось название antimonium.

Подробное описание свойств и способов получения сурьмы и её соединений впервые дано алхимиком Василием Валентином (Германия) в 1604 году. В 1789 году А. Лавуазье включил сурьму в список химических элементов под названием antimoine (современный английский antimony, испанский и итальянский antimonio, немецкий Antimon).

Русское слово «сурьма» произошло от турецкого и крымско-татарского sürmä; им обозначался порошок свинцового блеска PbS, также служивший для чернения бровей (по другим данным, «сурьма» — от персидского «сурме» — металл).

Кларк сурьмы — 500 мг/т. Её содержание в изверженных породах в общем ниже, чем в осадочных.

Из осадочных пород наиболее высокие концентрации сурьмы отмечаются в глинистых сланцах (1,2 г/т), бокситах и фосфоритах (2 г/т) и самые низкие в известняках и песчаниках (0,3 г/т).

Повышенные количества сурьмы установлены в золе углей. Сурьма, с одной стороны, в природных соединениях имеет свойства металла и является типичным халькофильным элементом, образуя антимонит.

С другой стороны она обладает свойствами металлоида, проявляющимися в образовании различных сульфосолей — бурнонита, буланжерита, тетраэдрита, джемсонита, пираргирита и др. С такими металлами, как медь, мышьяк и палладий, сурьма может давать интерметаллические соединения.

Ионный радиус сурьмы Sb3+ наиболее близок к ионным радиусам мышьяка и висмута, благодаря чему наблюдается изоморфное замещение сурьмы и мышьяка в блёклых рудах и геокроните Pb5(Sb, As)2S8 и сурьмы и висмута в кобеллите Pb6FeBi4Sb2S16 и др. Сурьма в небольших количествах (граммы, десятки, редко сотни г/т) отмечается в галенитах, сфалеритах, висмутинах, реальгарах и других сульфидах. Летучесть сурьмы в ряде её соединений сравнительно невысокая.

Наиболее высокой летучестью обладают галогениды сурьмы SbCl3. В гипергенных условиях (в приповерхностных слоях и на поверхности) антимонит подвергается окислению примерно по следующей схеме: Sb2S3 + 6O2 = Sb2(SO4)3. Возникающий при этом сульфат окиси сурьмы очень неустойчив и быстро гидролизирует, переходя в сурьмяные охры — сервантит Sb2O4, стибиоконит Sb2O4 • nh3O, валентинит Sb2O3 и др.

Растворимость в воде довольно низкая (1,3 мг/л), но она значительно возрастает в растворах щелочей и сернистых металлов с образованием тиокислоты типа Na3SbS3. в морской воде — 0,5 мкг/л. Главное промышленное значение имеет антимонит Sb2S3 (71,7 % Sb). Сульфосоли тетраэдрит Cu12Sb4S13, бурнонит PbCuSbS3, буланжерит Pb5Sb4S11 и джемсонит Pb4FeSb6S14 имеют небольшое значение.

Генетические группы и промышленные типы месторождений

В низко- и среднетемпературных гидротермальных жилах с рудами серебра, кобальта и никеля, также в сульфидных рудах сложного состава.

Месторождения

Месторождения сурьмы известны в ЮАР, Алжире, Азербайджане, Таджикистане, Болгарии, России, Финляндии, Казахстане, Сербии, Китае, Киргизии.

По данным исследовательской компании Roskill, в 2010 году 76,75 % мирового первичного производства сурьмы приходилось на Китай (120 462 т, включая официальное и неофициальное производство), второе место по объёмам производства занимала Россия (4,14 %; 6500 т), третье — Мьянма (3,76 %; 5897 т). Среди других крупных производителей — Канада (3,61 %; 5660 т), Таджикистан (3,42 %; 5370 т) и Боливия (3,17 %; 4980 т). Всего в 2010 году в мире было произведено 196 484 тонн сурьмы (из которых вторичное производство составляло 39 540 тонн).

В 2010 году официальное производство сурьмы в Китае снизилось по сравнению с 2006—2009 годами и в ближайшее время вряд ли увеличится, говорится в отчёте Roskill.

В России крупнейший производитель сурьмы — это холдинг GeoProMining (6500 тонн в 2010 г.), который занимается добычей и обработкой сурьмы на принадлежащих ему производственных комплексах «Сарылах-Сурьма» и «Звезда» в Республике Саха (Якутия).

Металл р6м5 характеристики

Резервы

Согласно статистическим данным Геологической службы США:

Мировые резервы сурьмы в 2010 году (содержание сурьмы в тоннах)
Всего в мире1 831 000100,0СтранаРезервы%

Китай	950 000	51,88
Россия	350 000	19,12
Боливия	310 000	16,93
Таджикистан	50 000	2,73
ЮАР	21 000	1,15
Другие (Канада/Австралия)	150 000	8,19

Изотопы

Основная статья: Изотопы сурьмы

Природная сурьма является смесью двух изотопов: 121Sb (изотопная распространённость 57,36 %) и 123Sb (42,64 %). Единственный долгоживущий радионуклид — 125Sb с периодом полураспада 2,76 года, все остальные изотопы и изомеры сурьмы имеют период полураспада, не превышающий двух месяцев.

Пороговая энергия для реакций с высвобождением нейтрона (первого):

121Sb — 9,248 МэВ,
123Sb — 8,977 МэВ,
125Sb — 8,730 МэВ.

Физические свойства

Сурьма в свободном состоянии образует серебристо-белые кристаллы с металлическим блеском, плотность — 6,68 г/см³. Напоминая внешним видом металл, кристаллическая сурьма обладает большей хрупкостью и меньшей тепло- и электропроводностью. В отличие от большинства других металлов, при застывании расширяется.

Примесь сурьмы понижает точки плавления и кристаллизации свинца, а сам сплав при отвердении несколько расширяется в объёме.

В сравнении со своими гомологами по группе — мышьяком и висмутом, для которых тоже характерно наличие как металлических так и неметаллических свойств, металлические свойства сурьмы слегка преобладают над неметаллическими, у мышьяка свойства металла, у висмута — напротив свойства неметалла — выражены слабо.

Получение

Основной способ получения — обжиг сульфидных руд с последующим восстановлением оксида углём:

2Sb2S3 + 9O2 →toC 6SO2↑ + 2Sb2O3 Sb2O3 + 3C →toC 2Sb + 3CO↑

Химические свойства

Со многими металлами образует интерметаллические соединения — антимониды. Основные валентные состояния в соединениях: III и V.

Окисляющие концентрированные кислоты активно взаимодействуют с сурьмой.

серная кислота превращает сурьму в сульфат сурьмы (III) с выделением сернистого газа:

2Sb + 6h3SO4 ⟶ Sb2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6h3O Sb + 5HNO3 ⟶ h4SbO4 + 5NO2↑ + h3O
Сурьма растворима в «Царской водке»:
3Sb + 18HCl + 5HNO3 ⟶ 3H[SbCl6] + 5NO↑ + 10h3O
Сурьма легко реагирует с галогенами:

с йодом в инертной атмосфере при незначительном нагревании:

2Sb + 3I2 ⟶ 2SbI3

с хлором реагирует по-разному, в зависимости от температуры:

2Sb + 3Cl2 →20oC 2SbCl3 2Sb + 5Cl2 →80oC 2SbCl5

Применение

батареи;
антифрикционные сплавы;
типографские сплавы;
стрелковое оружие и трассирующие пули;
оболочки кабелей;
спички;
лекарства, противопротозойные средства;
пайка — некоторые бессвинцовые припои содержат 5 % Sb;
использование в линотипных печатных машинах.

Как очистить металл от окисления?

Природный сульфид сурьмы, стибнит, использовали в библейские времена в медицине и косметике. Стибнит до сих пор используется в некоторых развивающихся странах в качестве лекарства.

Электроника

Входит в состав некоторых припоев. Также может использоваться в качестве легирующей примеси к полупроводникам (донор электронов для кремния и германия).

Термоэлектрические материалы

Теллурид сурьмы применяется как компонент термоэлектрических сплавов (термо-ЭДС 150—220 мкВ/К) с теллуридом висмута.

Биологическая роль и воздействие на организм

Сурьма токсична. Относится к микроэлементам. Её содержание в организме человека составляет 10−6 % по массе. Постоянно присутствует в живых организмах, физиологическая и биохимическая роль не выяснена. Сурьма проявляет раздражающее и кумулятивное действие. Накапливается в щитовидной железе, угнетает её функцию и вызывает эндемический зоб.

Однако, попадая в желудочно-кишечный тракт, соединения сурьмы не вызывают отравления, так как соли Sb(III) там гидролизуются с образованием малорастворимых продуктов.

При этом соединения сурьмы (III) более токсичны, чем сурьмы (V). Пыль и пары Sb вызывают носовые кровотечения, сурьмяную «литейную лихорадку», пневмосклероз, поражают кожу, нарушают половые функции.

Порог восприятия привкуса в воде — 0,5 мг/л.

Смертельная доза для взрослого человека — 100 мг, для детей — 49 мг. Для аэрозолей сурьмы ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м³, в атмосферном воздухе 0,01 мг/м³. ПДК в почве 4,5 мг/кг.

В питьевой воде сурьма относится ко 2 классу опасности, имеет ПДК 0,005 мг/л, установленную по санитарно-токсикологическому лимитирующему признаку вредности.

В природных водах норматив содержания составляет 0,05 мг/л.

Источник: https://chem.ru/surma.html

Сурьма как вещество: физические свойства

Элемент существует в четырех модификациях:

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

Кристаллическая сурьма

Основные свойства вещества:

Плотность при стандартных условиях — 6,691 г/см3.
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 см3/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

Нагартованный металл это

Желтая сурьма

Взрывчатая сурьма

Сурьма и человек: историческая справка

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).

Сурьма и организм: несколько слов о биологии

В среднем за сутки поступает около 50 мкг и выводится мочой и фекалиями.

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.

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

Сурьма как элемент: химические свойства

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.

Источник: https://masakarton.com/surma-metall-ili-nemetall/

Сурьма металлическая в чушке | ООО Урал-Олово

Сурьма металлическая в чушке

ГОСТ 1089-82

Марка: Су0, Су1, Су2

Форма выпуска: чушка, слиток

Вес: 15-25кг.

Применение: Сурьма используется в качестве легирующей добавки, основы для легкоплавких сплавов и припоев, а также в оборонной промышленности. Кроме того, она является компонентом свинцовых сплавов и входит в состав антифрикционных сплавов баббит. Сурьма придает прочность сплавам, а так же улучшает жидкотекучие свойства металла и поэтому широко используется для создания микро-отливок, микро штамповок и иных деталей с мелким рельефом. Последнее время сурьма всё больше применяется в полупроводниковой промышленности при производстве диодов, инфракрасных детекторов, устройств с эффектом Холла.

Область применения включает:

— аккумуляторные батареи

— антифрикционные сплавы

— типографские сплавы

— стрелковое оружие и трассирующие пули

— оболочки кабелей

— спички

— лекарства, противопротозойные средства

— пайка – в составе некоторых бессвинцовых припоев содержится сурьма

— использование в линотипных печатных машинах

Химический состав сурьмы по ГОСТ 1089-82

Марка	Химический состав, %					Область применения
	Sb, не менее	Примеси, не более
	Sb, не менее	Pb	As	Fe	Sn
Су0	99,6	0,2	0,02	0,02	0,02	Изготовление аккумуляторных и типографских сплавов, припоев на оловянно-свинцовой основе и сплавов оболочек кабеля, эмалей и керамических красителей.
Су1	99,4	0,1	0,1	0,1	0,08
Су2	98,8	0,6	0,2	0,1	0,1	Изготовление сурьмянистого свинца, антифрикционных сплавов, сплавов для оболочек кабелей и аккумуляторных батарей общего назначения.

Урал Олово

Сурьма — информация об элементе, свойства и использование

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

Здравствуйте, на этой неделе мы встречаемся с химическим веществом, которое искалечили и убили, но часто из лучших побуждений. Чтобы рассказать историю элемента, который не может решить, металл это или нет, вот Фил Болл.

Фил Болл

Многие войны велись из-за территории, некоторые из-за гордости, любви или денег.Но в 1600-х годах из-за сурьмы велась долгая и жестокая война.

Что, спросите вы, есть за что бороться в этом внешне ничем не примечательном элементе, мягком сероватом металле, который даже недостаточно хорошо проводит электричество, чтобы считаться настоящим металлом? У него есть свои применения, но они повседневные: в качестве компонента сплава аккумуляторных электродов и олова, а также в качестве антипирена.

Но в основе войны с сурьмой, которая бушевала во Франции и Германии на протяжении большей части семнадцатого века, было более маловероятное использование сурьмы.Некоторые врачи того возраста считали, что это жизненно важный ингредиент в медицине. Сторонники и противники этой точки зрения на самом деле не брались за оружие: они дрались пером в руке, иногда осуждая друг друга в выражениях, гораздо более яростных, чем мы находим в современной академической литературе.

Очень любопытно, что предметом спора должна быть сурьма, потому что этот элемент на самом деле довольно токсичен, вызывая поражение печени в достаточно больших дозах. Но фармацевтическое использование сурьмы имеет долгую историю.В древнем мире он был известен прежде всего как черная сульфидная руда, называемая стибнитом, которую греческий врач Диоскорид рекомендовал при кожных заболеваниях в первом веке нашей эры. Тем временем египтяне использовали стибнит в качестве косметического средства, применяя его в качестве туши для ресниц. Они назвали его kuhl , что означает «краска для глаз», и для более поздних исламских врачей-алхимиков это стало al-kohl . Исходя из своего первоначального значения порошкового стибнита, этот термин стал обозначать любой порошок, а затем мощный экстракт любого вещества.В начале шестнадцатого века швейцарский врач-алхимик Парацельс назвал дистиллированный винный экстракт alcool vini , откуда мы и получили современное слово алкоголь: долгий и странный путь от макияжа глаз до опьяняющего напитка.

Парацельс особенно любил соединения сурьмы в качестве лекарств. После его смерти многие врачи в Европе, особенно во Франции, отстаивали химическую медицину Парацельса, и некоторые из них сделали сурьму своим самым ценным средством. Один из них, немецкий соледователь, писавший под вымышленным лицом монаха пятнадцатого века по имени Василий Валентин, в 1604 году опубликовал целую книгу, рекламирующую сурьмяные средства, под названием Триумфальная колесница сурьмы .Валентин признал, что сурьма ядовита — на самом деле он дал апокрифическое объяснение названию, сказав, что оно происходит от anti-monachos , что означает «антимонах» на латыни, потому что однажды он случайно отравил нескольких своих собратьев-монахов, добавив это тайно к их пище в попытке улучшить свое здоровье. Но он утверждал, что алхимию можно использовать, чтобы освободить металл от его токсических эффектов и сделать его «самым полезным лекарством».

Парацельсовским врачам-химикам противостояли традиционалисты, которые предпочитали медицинские теории древних врачей, таких как Гиппократ, основанные на идее, что наше здоровье контролируется балансом четырех юморов.Отчасти это была битва за академическую власть, но соперничающие лагеря также разделились по религиозным и политическим мотивам. Таким образом, борьба была очень важна, и какое-то время она кристаллизовалась вокруг медицинской ценности сурьмы.

Токсичность сурьмы может вызвать рвоту, но ее сторонники сочли это хорошим. Они вводили солевой тартрат сурьмы как так называемое рвотное средство, вызывающее рвоту, которое, как полагали, очищало организм от других вредных веществ.

Некоторые врачи продолжали беспрепятственно прописывать сурьму после безрезультатной войны с сурьмой, и было высказано предположение, что именно любовь к сурьмянистым препаратам на самом деле убила Моцарта в 1791 г.К девятнадцатому веку он стал излюбленным медленным ядом убийц, стремящихся скрыть свои преступления — химический злодей, почти столь же известный, как свинец.

Крис Смит

Но был бы Моцарт таким маэстро, каким он был, без помощи сурьмы? Думаю, мы никогда не узнаем. Большое спасибо писателю и писателю Филу Боллу. На следующей неделе мы расскажем об элементе, который когда-то буквально поддерживал мир, но не совсем так, как вы могли бы подумать.

Джон Эмсли

Летом 1618 года Англию охватила засуха, но когда Генри Уикер шел по Эпсом-Коммон, он наткнулся на лужу с водой, из которой жаждущий скот отказывался пить. Он обнаружил, что вода горькая на вкус и при испарении выделяется соль, оказывающая замечательное действие: она действует как слабительное. Это стало знаменитой английской солью (сульфат магния, MgSO ₄) и использовалось для лечения запора на следующие 350 лет.

Крис Смит

350 лет, безусловно, звучит как тяжелый случай запора.К счастью, Джон Эмсли будет гладко проходить через элемент с атомным номером 12, и это магний в химии на следующей неделе в его элементе, я надеюсь, вы сможете присоединиться к нам. Я Крис Смит, спасибо за внимание, увидимся в следующий раз.

(Promo)

(End Promo)

Химия: свойства и применение Sb-сурьмы | Сэйбл Мак’Онил | Советы для писателей Sable University

Abstract

Сурьма — это полуметаллический химический элемент в периоде 5 и группе 15 Периодической таблицы химических элементов.Поскольку он полуметаллический, он существует как в виде металла, так и в неметалле. Металлическая форма — серебристая, яркая, хрупкая и твердая, а неметаллическая форма — сероватый порошок. Как и многие элементы в своей группе, сурьма плохо проводит тепло и электричество. О существовании сурьмы известно с древних времен, и древние алхимики использовали ее для изготовления других металлов, косметических средств и лечебных смесей. Сурьма встречается в природе в следовых количествах, но в основном ее получают из минеральных руд, таких как валентин (Sb2O3) и антимонит (Sb2S3).Чистая очищенная сурьма используется для изготовления полупроводниковых устройств, таких как инфракрасные детекторы и диоды. Он также легирован свинцом, чтобы сделать последний более прочным.

Введение

Сурьма — это блестящий серебристо-белый элемент. Его поверхность чешуйчатая, хрупкая и твердая, как неметалл. Как металлоид, он проявляет характеристики как металлов, так и неметаллов. Соединения сурьмы использовались людьми с древних времен. В Древнем Египте женщины использовали стибик (сульфид сурьмы) в качестве макияжа для глаз.Камень стибик также использовался для изготовления стеклянной посуды и глазури для бус (Randich et al, 2002). Химическое название сурьмы (стибий) произошло от древнеегипетского названия этого элемента. Считается, что сурьма была названа римским ученым Плинием (23–79 гг. Н. Э.), Который назвал ее стибием. Арабский алхимик Абу Муса Джабир ибн Хайян (721–815 гг. Н.э.), вероятно, первым назвал это сурьмой — «анти», что означает «нет», и «монос», что означает одно, потому что элемент не встречается в природе один (Shotyk, Krachler & Chen, 2006).

Хотя сурьма использовалась долгое время, только в 17 веке сурьма была признана химическим элементом. Первые современные подробные сведения о сурьме были опубликованы в 18 веке, когда французский химик Николя Лемери написал Трактат по сурьме (Krebs, 2006) . Сурьма состоит из двух природных изотопов: сурьмы-121 и сурьмы-123. Изотопия возникает, когда две или более формы элемента отличаются друг от друга по массовым числам.Кроме того, известно около двадцати различных радиоактивных изотопов сурьмы. Эти изотопы испускают некоторую форму излучения. Два из этих радиоактивных изотопов (сурьма-124 и сурьма-125) используются в коммерческих целях в качестве индикаторов (Emsley, 2011).

Общие свойства и реакции

Химические и физические свойства сурьмы приведены в таблице 1 ниже. Металлическая сурьма обычно стабильна при нормальных условиях и не вступает в реакцию с воздухом или водой. Также он плохо проводит электричество и тепло.В электрохимическом ряду сурьма стоит после водорода, что означает, что она не может вытеснять ионы водорода из разбавленных кислот. Простые катионы сурьмы (Sb + 3 и Sb + 5) встречаются не в растворах, а в гидролизованной форме, такой как Sb (OH) 6¯ (Randich et al., 2002). Преобладающими видами катионов в диапазоне pH, уникальном для природных сред, являются Sb (OH) 3 и Sb (OH) 6 ¯ для трехвалентной сурьмы и пятивалентной сурьмы соответственно. В окислительной среде Sb (OH) 3 является доминирующим видом в относительно восстановительных условиях, тогда как Sb (OH) 6¯ имеет тенденцию быть доминирующим при значениях pH выше 3 (Schmitt, 1960).

В природной воде концентрация сурьмы оказалась слишком низкой для осаждения пятиокиси сурьмы (Sb2O5) или триоксида сурьмы (Sb2O3). Триоксид сурьмы проявляет диморфные свойства, существуя как ромбическая форма (валентинит) или как кубическая форма (сенармонтит). Последняя форма устойчива при температуре ниже 570 ° C. Кроме того, триоксид сурьмы является амфотерным, что означает, что он растворим в соляной кислоте, основаниях и некоторых органических кислотах, но не в разбавленной азотной или серной кислоте.Сильные окислители, такие как азотная кислота, превращают триоксид сурьмы в пятиокись сурьмы, которая имеет сильную кислотность (Schmitt, 1960).

Еще одним важным свойством сурьмы является то, что она образует комплексные ионы как с органическими, так и с неорганическими кислотами, наиболее известной из которых является тартрат. Стибин (SBh4) — одно из немногих газообразных соединений сурьмы. В этом соединении сурьма находится в состоянии -3 валентности (Shotyk, Krachler & Chen, 2006). Соединение образуется в результате реактивного действия кислот на сплавы сурьмы или антимонидов металлов, электролиза основных или кислотных растворов, в которых сурьма используется в качестве катода, или восстановления соединений сурьмы.Это означает, что существует опасность осаждения стибина из свинцовых аккумуляторных батарей, где сурьма сплавлена со свинцом. Со временем стибин разлагается на водород и металлическую сурьму. При нормальных условиях он легко окисляется воздухом с образованием воды и триоксида сурьмы (Krebs, 2006).

Электролитическое осаждение сурьмы приводит к образованию нестабильной аморфной формы элемента, называемого взрывчатой сурьмой. При царапании или изгибе взрывоопасная сурьма мягко и очень взрывоопасно превращается в стабильную металлическую форму.Существует также желтая форма сурьмы, возникающая в результате мягкого температурного окисления стибина, и аморфная черная форма, возникающая в результате внезапного гашения пара. Металлическая сурьма не реагирует с влагой или воздухом при обычных условиях, но легко превращается в оксид, если воздух влажный. Галогены и сера могут легко окислять сурьму при нагревании (Emsley, 2011).

Электронная структура сурьмы тесно связана со структурой мышьяка и состоит из трех наполовину заполненных орбиталей в последней оболочке.Таким образом, он способен образовывать ковалентные связи и проявляет степени окисления -3 и +3 (Haynes, 2015). Сурьма действует как окислитель и легко вступает в реакцию со многими металлами с образованием антимонидов. Все антимониды в целом напоминают фосфиды, нитриды и арсениды, но в некотором роде более металлические. В целях аналитической химии сурьму можно легко взвесить и выделить для анализа в виде сульфида сурьмы (Sb2S3). В альтернативном процессе сульфид превращают в оксид, а затем взвешивают как Sb4O6.Кроме того, существует широкий спектр волюметрических методов, таких как окисление сурьмы перманганатом калия, йодом или бромированным калием. Модифицированный метод Gutzeit можно использовать для определения небольших количеств сурьмы (Harder, 2002).

Сводные физические свойства сурьмы

Химический символ

Атомный номер

Атомный вес

121,760

Точка плавления

903,78 K ((630,63 ° C)13 ° F))

Температура кипения

1860 K (1587 ° C или 2889 ° F)

Состояние при комнатной температуре

Твердое вещество

Классификация элементов

Полиметалл

Период

Группа

Название группы

Пниктоген

Плотность

6,684 г / см3

Энергия ионизации

8,64 эВ

Состояния окисления

+5, +3, -3

Электронная конфигурация с 22 p 63 с 23 p 63 d 104 с 24 p 64 d 105 с 25 p 3

Встречаемость

Сурьма вряд ли находится в исходном состоянии (как элемент).Вместо этого он входит в состав более чем 100 различных минералов. Наиболее распространенными минералами, содержащими сурьму, являются антимонит, бурнонит, тетраэдрит, джамесонит и буланжерит. В большинстве этих минералов сурьма встречается в сочетании с серой с образованием сульфида сурьмы (Sb2S3). Другими крупными промышленными минералами сурьмы являются сервантит, стибконтит, кермасит, валентинит и сенармонтит. Сложные руды, такие как ливингстонит, также являются основным источником сурьмы. Содержание сурьмы в земной коре оценивается в 0.2 части на миллион, что делает его одним из самых редких химических элементов, обнаруженных в земной коре. Китай, Россия, Кыргызстан и Южная Африка являются крупнейшими производителями сурьмы в мире. Соединенные Штаты производят значительные количества сурьмы в качестве побочного продукта на серебряном руднике в Айдахо (Haynes, 2015).

Использование и применение сурьмы

Сурьма в основном используется в металлургии в качестве добавки, поскольку ее физические свойства не подходят для инженерии.Безусловно, его наиболее важное коммерческое использование — это легирующий компонент для свинца и некоторых сплавов на его основе для улучшения коррозионной стойкости и придания сплаву твердости и жесткости. Сурьма также используется в качестве легирующего компонента в олове для производства баббитов на основе олова и олова для использования в металлических подшипниках. Также элемент широко используется при изготовлении отливок, материалов для строительства и изоляции кабелей. Некоторые сплавы свинца и сурьмы используются в производстве металлов с низким коэффициентом трения, батарей и типовых металлов, а также других коммерческих продуктов.Другие соединения сурьмы используются для производства красок, огнезащитных материалов, стекла, керамических эмалей и керамики (Harder, 2002).

Основные области применения со всеми структурными и функциональными деталями

Структурные свойства сурьмы и ее соединений делают ее пригодной для использования во множестве других промышленных и коммерческих приложений. Наиболее распространенный состав — сульфид сурьмы — используется для вулканизации резины. Его уникальные химические свойства делают его идеальным для использования в качестве ярко-красного пигмента и некоторых других оттенков пигмента, таких как оранжевый и желтый, которые образуются в результате медленного окисления сульфида.В меньшей степени сульфид сурьмы используется в фейерверках, гоночных пулях и капсюлях боеприпасов. Чистая сурьма (степень чистоты более 99,999%) применяется в полупроводниковой технике. Такие высокие уровни чистоты могут быть получены путем восстановления соединений высокой чистоты, таких как хлорид и триоксид, водородом. Важные соединения сурьмы со степенью окисления групп III или V, такие как (AlSb, GaSb и InSb), широко используются в качестве диодов, инфракрасных детекторов и устройств на эффекте Холла (Robert, 2006).

Сурьма и ее соединения также используются в области медицинских наук.Триоксид сурьмы используется при приготовлении некоторых лекарств, называемых сурьмой, которые используются в качестве рвотного средства. Избранные соединения сурьмы используются при лечении простейших. Рвотное средство Tarter (антимонил тартрат калия) когда-то использовалось в качестве ведущего противошистосомного препарата, но его заменили празиквантелом. Сурьма и некоторые из ее соединений используются для приготовления ветеринарных лекарств, таких как тиомалат сурьмы лития, который применяется для жвачных животных в качестве кондиционера для кожи. У других животных сурьма используется из-за ее ороговевших тканей.Сурьма может быть токсичной в зависимости от ее химического состояния. Обычно металлическая сурьма инертна, но стибунит очень токсичен. При обращении с сурьмой и ее соединениями следует использовать надлежащую вентиляцию, чтобы избежать загрязнения. Сообщалось о заметных случаях дерматита и других кожных заболеваний в учреждениях, обрабатывающих сурьму (Haynes, 2015).

Степени окисления сурьмы

Оболочки

2,8,18,18,5

Электронная конфигурация

[Kr] 4d10 5s2 5p3

Минимальная степень окисления

Максимальная степень окисления 5

Минимальное общее число окисления

Максимальное общее число окисления

Электроотрицательность (шкала Полинга)

2.05

Объем поляризуемости

6,6 Å3

Структура и координатная геометрия

Координатная геометрия сурьмы состоит из трех ковалентных связей и одной неподеленной пары электронов. Нежелание этого элемента участвовать в гибридизации приводит к типичным валентным углам, приближающимся к 90 градусам. Было показано, что последующие стерические взаимодействия и хелатные структуры усиливают другие геометрические формы. Тетракоординатная тетраэдрическая геометрия, показанная на рисунке 1 ниже, является общей для сурьмы и других элементов.Вычислительные исследования потенциальных механизмов связывания сурьмы предполагают минимальное участие d-орбиты. Таким образом, структура двойной связи сурьмы описывается как односвязная с локализованными отрицательными зарядами (Harder, 2002).

Рисунок 1: Модель связи для координатной геометрии сурьмы

Заключение

Сурьма и ее минеральные соединения были известны с древних времен. Сурьма — один из многочисленных элементов, встречающихся в природе в окружающей среде, хотя она встречается в основном в сложной форме.Он также проникает в окружающую среду благодаря многочисленным применениям человека. Сурьма была обнаружена как элемент в 17 веке, хотя использовалась несколько веков назад. Древние египтяне и римские алхимики использовали сурьму для приготовления косметических средств и лекарств. В мировой экономике сурьма является важным коммерческим элементом. Он используется в производстве различных промышленных продуктов и в качестве сплава для упрочнения других металлов, таких как свинец и олово. Россия и Китай — ведущие производители сурьмы.

Сурьма, являясь редким элементом, в основном встречается в естественной форме сульфидного антимонита. Сурьма в очень чистой форме используется для изготовления различных типов полупроводниковых устройств, таких как инфракрасные детекторы и диоды. Сплавы сурьмы и свинца используются для производства батарей, оболочек кабелей, пуль и других продуктов, таких как стекло и краски. Сурьма также широко используется в производстве огнестойких материалов. Примерно половина всех сплавов сурьмы идет на это использование. И сурьма, и ее соединения очень токсичны и поэтому опасны для здоровья человека.Даже в небольших количествах он может вызвать раздражение легких и глаз. Он также может вызвать боль в животе, рвоту и язвы. В более высоких дозах загрязнение сурьмой может вызвать тяжелую органную недостаточность и даже смерть.

Ссылки

Эмсли, Дж. (2011). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я . Издательство Оксфордского университета: Нью-Йорк.

Хардер А. (2002). Химиотерапевтические подходы к шистосомам: современные знания и перспективы.Паразитологические исследования 88 (5): 395–7.

Хейнс, В. (2015). CRC Справочник по химии и физике . CRC Press / Тейлор и Фрэнсис, Бока-Ратон.

Кребс Р. Э. (2006). История и использование химических элементов нашей Земли: справочник . Бостон: Издательская группа Гринвуд.

Randich, E. et al. (2002). Металлургический обзор интерпретации анализа состава пулевого свинца. Международная криминалистическая экспертиза 127 (3): 174–91.

Шмитт, Х.(1960). Определение энергии сурьмяно-бериллиевых фотонейтронов. Nuclear Physics 20: 220.

Shotyk, W., Krachler, M. & Chen, B. (2006). Загрязнение канадской и европейской бутилированной воды сурьмой из ПЭТ-тары. Журнал экологического мониторинга 8 (2): 288–92.

Сурьма (Sb) — химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Сурьма

Сурьма — это полуметаллический химический элемент, который может существовать в двух формах: металлическая форма — яркая, серебристая, твердая и хрупкая; неметаллическая форма — серый порошок.Сурьма плохо проводит тепло и электричество, она устойчива в сухом воздухе и не подвергается воздействию разбавленных кислот или щелочей. Сурьма и некоторые ее сплавы расширяются при охлаждении.

Сурьма известна с древних времен. Иногда он встречается в природе в свободном виде, но обычно его получают из руд антимонита (Sb ₂ S ₃) и валентинита (Sb ₂ O ₃). Николя Лемери, французский химик, был первым человеком, который провел научные исследования сурьмы и ее соединений.Он опубликовал свои открытия в 1707 году. Сурьма составляет около 0,00002% земной коры.

Применения

Очень чистая сурьма используется для изготовления определенных типов полупроводниковых устройств, таких как диоды и инфракрасные детекторы. Сурьма легирована свинцом для увеличения прочности свинца. Сплавы сурьмы также используются в батареях, металлах с низким коэффициентом трения, типовых металлах и оболочках кабелей, среди других продуктов. Соединения сурьмы используются для изготовления огнезащитных материалов, красок, керамических эмалей, стекла и керамики.Древние египтяне использовали сурьму в форме стибнита для макияжа глаз при синяках.

Сурьма в окружающей среде

Сурьма встречается в окружающей среде естественным образом. Но он также попадает в окружающую среду через несколько приложений человека. Сурьма — важный металл в мировой экономике. Годовое производство составляет около 50 000 тонн в год, при этом первичные материалы поступают в основном из Китая, России, Боливии и Южной Африки. Мировые запасы превышают 5 миллионов тонн.В Финляндии есть месторождение элементарной сурьмы.

Воздействие сурьмы на здоровье

Люди, которые работают с сурьмой, могут пострадать от воздействия при вдыхании пыли сурьмы. Воздействие сурьмы на человека может происходить при вдыхании воздуха, питье воды и употреблении в пищу продуктов, содержащих ее, а также при контакте кожи с почвой, водой и другими веществами, которые ее содержат. Вдыхание сурьмы, которая связана с водородом в газовой фазе, в основном вызывает последствия для здоровья.
Воздействие относительно высоких концентраций сурьмы (9 мг / м ³ воздуха) в течение длительного периода времени может вызвать раздражение глаз, кожи и легких.
По мере продолжения воздействия могут возникнуть более серьезные последствия для здоровья, такие как болезни легких, проблемы с сердцем, диарея, сильная рвота и язва желудка.
Неизвестно, может ли сурьма вызывать рак или репродуктивную недостаточность.
Сурьма используется в качестве лекарства от паразитарных инфекций, но люди, которые принимали слишком много лекарства или были чувствительны к нему, в прошлом испытывали последствия для здоровья.Эти последствия для здоровья заставили нас больше узнать об опасностях воздействия сурьмы.

Воздействие сурьмы на окружающую среду

Сурьма содержится в почвах, водах и воздухе в очень небольших количествах. Сурьма в основном загрязняет почвы. Через грунтовые воды он может перемещаться на большие расстояния к другим местам и поверхностным водам.
Лабораторные испытания на крысах, кроликах и морских свинках показали, что относительно высокие уровни сурьмы могут убить мелких животных.Перед смертью крысы могут испытывать поражение легких, сердца, печени и почек.
Животные, которые долгое время вдыхают низкий уровень сурьмы, могут испытывать раздражение глаз, выпадение волос и повреждение легких. У собак могут возникнуть проблемы с сердцем, даже если они подвергаются воздействию низких уровней сурьмы. Животные, которые вдыхали низкий уровень сурьмы в течение нескольких месяцев, также могут испытывать проблемы с фертильностью.
Может ли сурьма вызывать рак, еще полностью не определено.

Источники таблицы Менделеева.

Вернуться к периодической таблице элементов .

Сурьма всевозможная | Химия природы

Клэр Ханселл изучает использование сурьмы в прошлом и настоящем, включая необычный метод ее «переработки».

В периодической таблице есть несколько элементов, химические символы которых не являются производными от их полного (английского) названия.Большинство из них происходит из горстки металлов, известных с древности. В то время как железо, золото или серебро могут сразу прийти в голову, сурьма также является частью этого почтенного «старого мира» элементов. Его символ Sb происходит от латинского stibnum , которое также дает свое название минералу, в котором чаще всего встречается сурьма: стибнит (Sb ₂ S ₃), который древние египтяне использовали в качестве косметического средства для глаз из-за его насыщенный черный цвет.

Древнегреческие и латинские авторы называли его, используя варианты названия stibium , так откуда же взялось слово «сурьма», средневековый термин, сохранившийся до наших дней? Популярная, но, скорее всего, фантастическая этимология состоит в том, что она происходит от французского antimoine , что означает антимонах.Многие ранние алхимики были монахами, которые верили, что можно превратить сурьму в золото, но, к сожалению, не подозревали о ее токсичности и проводили алхимические эксперименты без лабораторного халата или защитных очков. Однако более вероятно, что название происходит от греческого ἀντίμόνος ( antimonos ), что означает «против одиночества», что отражает тот факт, что элемент 51 редко встречается в естественном металлическом состоянии.

Апельсиновые месторождения пентасульфида сурьмы (Sb ₂ S ₅) в бассейне Шампань, Роторуа, Новая Зеландия.Предоставлено: © Robert Harding World Imagery / Alamy

Металлоид, а не настоящий металл, сурьма существует в четырех аллотропах: самый стабильный — металлический и серый; также известны неметаллический желтый, черный и взрывоопасный белый цвета. Необычно, что металлическая сурьма слегка расширяется при замерзании, это один из четырех известных элементов. Обычно он образует соединения в трех- и пятивалентном состоянии. Одним из примеров является мощная кислота Льюиса SbF ₅, которая в сочетании с HF образует фторантимоновую кислоту ([H ₂ F] [SbHF ₆]), самую сильную из известных суперкислот (pH -31.3), который даже способен протонировать углеводороды с образованием карбокатионов и молекулярного водорода.

Сурьма ядовита при вдыхании и проглатывании, также было обнаружено, что она канцерогена ¹, хотя точные механизмы ее токсичности до сих пор не ясны. Это, однако, не помешало элементу 51 найти свою роль в медицине на протяжении всей истории. Помимо макияжа глаз, в Древней Греции стибнит использовался как лекарство для кожи. В средние века была широко распространена практика проглатывания гранул сурьмы целиком, чтобы вызвать рвоту и в качестве слабительного средства; это соответствовало медицинским представлениям того времени о том, что «плохое настроение» необходимо изгнать из тела.Это был дорогой металл, поэтому гранулы часто извлекались для повторного использования и даже передавались из поколения в поколение — хотя это и не лучшее лекарство, это, безусловно, был инновационный метод переработки! Более изысканной альтернативой, которая обычно использовалась в 1600-х годах после того, как гранулы были объявлены вне закона, было пить вино, которое оставалось стоять в чашке с сурьмой на ночь.

Было высказано предположение ², что чрезмерное употребление сурьмы могло способствовать ранней смерти Моцарта в возрасте всего 35 лет, отнюдь не являясь эффективным лечением.Сегодня некоторые соединения пятивалентной сурьмы нашли надлежащее медицинское применение для лечения лейшманиоза ³, паразитарного заболевания, чаще всего встречающегося в развивающихся странах.

Одним из основных современных применений элемента 51 является введение триоксида сурьмы в качестве антипирена в пластмассы и другие материалы ⁴. Легирование сурьмы другими металлами также давно используется в качестве тактики повышения твердости и прочности на разрыв; когда Гутенберг изобрел печатный станок в 1400-х годах, металлические блоки были сделаны из сплава свинца, олова и сурьмы.Сегодня аналогичные сплавы используются для изготовления пластин свинцово-кислотных аккумуляторов. Элементарная сурьма также считается перспективным анодным материалом для литий-ионных батарей с высокой плотностью энергии из-за ее высокой теоретической емкости при литировании до Li ₃ Sb.

В связи с постоянно растущим интересом к более эффективным полупроводниковым материалам для дальнейшей миниатюризации транзисторов в интегральных схемах легирование неметаллов сурьмой также нашло применение. Было показано, что легированный оксид цинка действует как полупроводник p-типа (электронно-проводящий), и при определенных условиях окисления может также привести к керамике с переменным сопротивлением.Легирование кремния для повышения его дырочных свойств (как полупроводник n-типа) также исследуется ⁵.

С древних времен и до наших дней, от использования как основного металла, так и антимонита до осторожного включения небольших количеств в сплавы и керамику, сурьма находила самые разные применения. Дальнейшие разработки в области электроники вполне могут зависеть от точного расположения и окружения атомов сурьмы, организованных с такой же тщательностью, как древнеегипетские царицы, наносящие макияж на основе стибнита.

Ссылки

1
Beyersmann, D. & Hartwig, A. Arch. Toxicol. 82 , 493–512 (2008).
CAS
Статья
Google Scholar
2
Guillery, E. N., J. Am. Soc. Нефрол. 2 , 1671–1676 (1992).
CAS
PubMed
Google Scholar
3
Мюррей, Х.В., Берман, Дж. Д., Дэвис, К. Р. и Саравиа, Н. Г. Ланцет 366 , 1561–1577 (2005).
CAS
Статья
Google Scholar
4
Грунд, С. К., Хануш, К., Брейниг, Х. Дж. И Вольф, Х. У. Сурьма и соединения сурьмы . (Энциклопедия промышленной химии Ульмана, Wiley, 2006).
Забронировать
Google Scholar
5
Войлс, П.М., Мюллер, Д. А., Грацул, Дж. Л., Цитрин, П. Х. и Госсманн, Х.-Ж. L. Nature 416 , 826–829 (2002).
CAS
Статья
Google Scholar

Скачать ссылки

Информация об авторе

Принадлежность

Клэр Ханселл — редактор журнала Nature
Клэр Ханселл

Автор, отвечающий за переписку

Клэр Ханселл.

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Hansell, C. Все виды сурьмы.
Nature Chem 7, 88 (2015). https://doi.org/10.1038/nchem.2134

Ссылка для скачивания

Дополнительная литература

Магнитное упорядочение при комнатной температуре в очень разбавленном железе, легированном селеном и без него, в матрице сурьмы
- Митеш Саркар
- и Ситара Менон
Сверхтонкое взаимодействие
(2021 год)

Сурьма

P
S Analytical являются экспертами в области определения и видообразования.
сурьмы, мышьяка, ртути, селена и других гидридообразующих элементов.

ср
поставка специализированных систем анализаторов для определения сурьмы, а также оказание контрактных аналитических услуг
клиентам
по всему миру.

Сурьма

Сурьма содержится во многих продуктах, таких как батареи, припой, олово и антипирены.

Посетите нашу страницу «Все о сурьме», чтобы получить общую информацию о сурьме, ее свойствах и влиянии на окружающую среду.

Сурьма в воде, почвах и других средах

Millennium Excalibur регулярно используется лабораториями по всему миру для определения сурьмы в различных образцах, от экологических до промышленных.

Для
информация о нашей системе Millennium Excalibur для Sb в
твердые, жидкие и газообразные образцы, пожалуйста, нажмите
здесь

Для получения дополнительной информации посетите нашу страницу примечаний к приложениям для просмотра списка опубликованных приложений. Если вам нужна дополнительная информация или информация по конкретным приложениям, заполните нашу форму запроса информации.

Виды сурьмы

Видообразование важно контролировать
уровни отдельных видов как токсичность определенных элементов
очень сильно зависит от их физико-химической формы.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о составе сурьмы

Консультации / Анализ контрактов

P S Analytical являются экспертами в области определения и классификации ртути и элементов, образующих гидриды. Мы проводим специализированный контрактный анализ проб, содержащих As, Se, Sb, Te, Bi и Hg, с измерением общих количеств и видов. Для получения дополнительной информации посетите наши страницы с консультациями.

Для
по любым другим вопросам, пожалуйста, посетите наш сайт
карта для дополнительной помощи — просто нажмите на компас
для направления.

Анализ мирового рынка сурьмы до 2026 г.

ДУБЛИН, 7 июля 2021 г. / PRNewswire / — В предложение ResearchAndMarkets.com был добавлен отчет «Рынок сурьмы: тенденции в мировой отрасли, доля, размер, рост, возможности и прогноз на 2021-2026 годы».

Мировой рынок сурьмы достиг 1 доллара США.92 миллиарда в 2020 году. Сурьма относится к блестящему серому химическому элементу, который существует как в металлической, так и в неметаллической формах. Металлическая форма имеет твердый, хрупкий и яркий серебристо-голубоватый цвет, тогда как неметаллическая форма доступна в виде сероватого порошка. Он извлекается из руд, таких как антимонит и валентинит, и считается стабильным элементом в сухом воздухе и статическим по отношению к щелочам и кислотам. Сурьма также плохо проводит тепло и электричество, из-за чего она обычно используется в производстве полупроводниковых устройств, в том числе инфракрасных детекторов и диодов, батарей, металлов с низким коэффициентом трения, огнестойких материалов, керамических эмалей и красок.

Мировой рынок сурьмы в основном определяется растущим спросом на триоксид сурьмы (ATO) для производства антипиренов и добавок для пластмасс. ATO — это неорганический элемент, который широко используется с галогенированными соединениями для создания синергетического эффекта с огнезащитными свойствами. Растущее внедрение продукции для производства свинцово-кислотных аккумуляторов, припоев, труб, отливок и подшипников для транзисторов, которые составляют важную часть различной бытовой электроники, такой как компьютеры, калькуляторы, портативные стереосистемы и игровые устройства, также способствует развитию рост рынка.

Кроме того, растущий спрос на композиты из стекловолокна на основе сурьмы с химическими и термостойкими свойствами также оказывает положительное влияние на рост рынка. Другие факторы, включая быструю индустриализацию и растущий спрос на упаковку из полиэтилентерефталата (ПЭТ), которая производится с использованием сурьмы в качестве ключевого ингредиента, по прогнозам, будут стимулировать рынок в ближайшие годы. Заглядывая вперед, издатель ожидает, что мировой рынок сурьмы будет демонстрировать умеренный рост в течение следующих пяти лет.

Конкурентная среда:

В отчете также проанализирована конкурентная среда на рынке с некоторыми ключевыми игроками, такими как AMG Advanced Metallurgical Group, BASF SE, Campine, Huachang Antimony Industry, Hunan Chenzhou Mining Group Co. Ltd., Корея Zinc Co. Ltd, Lambert Metals International, Mandalay Resources Ltd, Nihon Seiko Co., Ltd., NYACOL Nano Technologies, Inc., Recylex, Suzuhiro Chemical, Tri-Star Resources, United States Antimony, Village Main Reef Ltd., Yunnan Muli Antimony Industry Co. Ltd. и т. Д.

Ключевые вопросы, ответы на которые в этом отчете:

Как обстоят дела на мировом рынке сурьмы до сих пор и как он будет работать в ближайшие годы?
Какие основные региональные рынки?
Какое влияние COVID-19 оказал на мировой рынок сурьмы?
Что такое разделение рынка в зависимости от типа продукта?
Что такое разбивка маркета по заявке?
Что такое разделение рынка на отрасль конечного использования?
Каковы различные этапы цепочки создания стоимости в отрасли?
Каковы основные движущие факторы и проблемы отрасли?
Какова структура мирового рынка сурьмы и кто его основные игроки?
Какова степень конкуренции в отрасли?

Ключевые темы:

1 Предисловие

2 Объем и методология

3 Краткое содержание

4 Введение
4.1 Обзор
4.2 Ключевые отраслевые тенденции

5 Мировой рынок сурьмы
5.1 Обзор рынка
5.2 Рыночные показатели
5.3 Влияние COVID-19
5.4 Прогноз рынка

6 Разделение рынка по типу продукта
6.1 Трехокись сурьмы
6.1 .1 Тенденции рынка
6.1.2 Прогноз рынка
6.2 Пятиокись сурьмы
6.2.1 Тенденции рынка
6.2.2 Прогноз рынка
6.3 Сплавы
6.3.1 Тенденции рынка
6.3.2 Прогноз рынка
6.4 Металлические слитки
6.4.1 Тенденции рынка
6.4.2 Прогноз рынка
6.5 Прочие
6.5.1 Тенденции рынка
6.5.2 Прогноз рынка

7 Распределение рынка по приложениям
7.1 Огнезащитные составы
7.1.1 Тенденции рынка
7.1.2 Прогноз рынка
7.2 Свинцово-кислотные батареи
7.2.1 Тенденции рынка
7.2.2 Прогноз рынка
7.3 Пластиковые добавки
7.3.1 Тенденции рынка
7.3.2 Основные типы
7.3.2.1 Стабилизаторы
7.3.2.2 Катализаторы
7.3.3 Прогноз рынка
7.4 Стекло и керамика
7.4.1 Тенденции рынка
7.4.2 Прогноз рынка
7.5 Прочие
7.5.1 Тенденции рынка
7.5.2 Прогноз рынка

8 Разделение рынка по отраслям конечного потребления
8.1 Химическая промышленность
8.1.1 Тенденции рынка
8.1.2 Прогноз рынка
8.2 Автомобильная промышленность
8.2.1 Тенденции рынка
8.2.2 Прогноз рынка
8.3 Электротехника и электроника
8.3.1 Тенденции рынка
8.3.2 Прогноз рынка
8.4 Прочие
8.4.1 Тенденции рынка
8.4.2 Прогноз рынка

9 Распределение рынка по регионам
9.1 Северная Америка
9.1.1 США
9.1.1.1 Тенденции рынка
9.1.1.2 Прогноз рынка
9.1.2 Канада
9.1.2.1 Рынок Тенденции
9.1.2.2 Прогноз рынка
9.2 Азиатско-Тихоокеанский регион
9.2.1 Китай
9.2.1.1 Тенденции рынка
9.2.1.2 Прогноз рынка
9.2.2 Япония
9.2.2.1 Тенденции рынка
9.2.2.2 Прогноз рынка
9.2.3 Индия
9.2.3.1 Тенденции рынка
9.2.3.2 Прогноз рынка
9.2.4 Южная Корея
9.2.4.1 Тенденции рынка
9.2.4.2 Прогноз рынка
9.2.5 Австралия
9.2.5.1 Тенденции рынка
9.2.5.2 Прогноз рынка
9.2.6 Индонезия
9.2.6.1 Рынок Тенденции
9.2.6.2 Прогноз рынка
9.2.7 Прочее
9.2.7.1 Тенденции рынка
9.2.7.2 Прогноз рынка
9,3 Европа
9.3.1 Германия
9.3.1.1 Тенденции рынка
9.3.1.2 Прогноз рынка
9.3.2 Франция
9.3.2.1 Тенденции рынка
9.3.2.2 Прогноз рынка
9.3.3 Соединенное Королевство
9.3.3.1 Тенденции рынка
9.3.3.2 Прогноз рынка
9.3.4 Италия
9.3.4.1 Тенденции рынка
9.3.4.2 Прогноз рынка
9.3.5 Испания
9.3.5.1 Тенденции рынка
9.3.5.2 Прогноз рынка
9.3.6 Россия
9.3.6.1 Тенденции рынка
9.3.6.2 Прогноз рынка
9.3.7 Другие
9.3.7.1 Тенденции рынка
9.3.7.2 Прогноз рынка
9,4 Латинская Америка
9.4.1 Бразилия
9.4.1.1 Тенденции рынка
9,4 .1.2 Прогноз рынка
9.4.2 Мексика
9.4.2.1 Тенденции рынка
9.4.2.2 Прогноз рынка
9.4.3 Прочее
9.4.3.1 Тенденции рынка
9.4.3.2 Прогноз рынка
9,5 Ближний Восток и Африка
9.5.1 Тенденции рынка
9.5.2 Распределение рынка по странам
9,5 .3 Прогноз рынка

10 SWOT-анализ

11 Анализ цепочки создания стоимости

12 Анализ пяти сил Портера

13 Ценовые индикаторы

14 Конкурентная среда
14.1 Структура рынка
14.2 Ключевые игроки
14.3 Профили ключевых игроков
14.3.1 AMG Advanced Metallurgical Group
14.3.1.1 Обзор компании
14.3.1.2 Портфель продуктов
14.3.2 BASF SE
14.3.2.1 Обзор компании
14.3.2.2 Продукт Портфель
14.3.3 Campine
14.3.3.1 Обзор компании
14.3.3.2 Портфель продуктов
14.3.4 Huachang Antimony Industry
14.3.4.1 Обзор компании
14.3.4.2 Портфель продуктов
14.3.5 Hunan Chenzhou Mining Group Co.Ltd.
14.3.5.1 Обзор компании
14.3.5.2 Портфель продуктов
14.3.6 Korea Zinc Co. Ltd.
14.3.6.1 Обзор компании
14.3.6.2 Портфель продуктов
14.3.7 Lambert Metals International
14.3.7.1 Обзор компании
14.3.7.2 Портфель продуктов
14.3.8 Mandalay Resources Ltd.
14.3.8.1 Обзор компании
14.3.8.2 Портфель продуктов
14.3.9 Nihon Seiko Co. Ltd.
14.3.9.1 Обзор компании
14.3.9.2 Портфель продуктов
14.3. 10 NYACOL Nano Technologies Inc.
14.3.10.1 Обзор компании
14.3.10.2 Портфель продуктов
14.3.11 Recylex
14.3.11.1 Обзор компании
14.3.11.2 Портфель продуктов
14.3.12 Suzuhiro Chemical
14.3.12.1 Обзор компании
14.3.12.2 Портфель продуктов
14.3. 13 Tri-Star Resources
14.3.13.1 Обзор компании
14.3.13.2 Портфель продуктов
14.3.14 США Antimony
14.3.14.1 Обзор компании
14.3.14.2 Портфель продуктов
14.3.15 Village Main Reef Ltd
14.3.15.1 Обзор компании
14.3.15.2 Портфель продуктов
14.3.16 Yunnan Muli Antimony Industry Co. Ltd.
14.3.16.1 Обзор компании
14.3.16.2 Портфель продуктов

Для получения дополнительной информации об этом отчете посетите https://www.researchandmarkets.com/r/ez21mk

Контактное лицо для СМИ:

Research and Markets
Лаура Вуд, старший менеджер
[электронная почта защищена]

Для работы в офисе EST звоните + 1-917-300-0470
Для бесплатного звонка в США / Канаде + 1-800-526-8630
для офиса GMT Часы работы Звоните + 353-1-416-8900

U.S. Факс: 646-607-1904
Факс (за пределами США): + 353-1-481-1716

ИСТОЧНИКИ Исследования и рынки

Ссылки по теме

http://www.researchandmarkets.com

Сурьма

около

Antimony — это инструмент автоматизированного проектирования (САПР) из параллельной вселенной.
в котором программное обеспечение САПР развилось из машин на Лиспе, а не на чертежных столах.

демо

фундаментов

Сурьма построена по трем в основном ортогональным осям:

Платформа для отслеживания информационного потока через ориентированные ациклические графы
Двигатель геометрии для выполнения CSG
Стандартная библиотека форм и преобразований

Графический движок

Твердотельное моделирование в Antimony выполняется путем соединения узлов в графике:

Каждый узел определяется настраиваемым сценарием.Antimony использует Python 3.x плюс несколько дополнительных волшебных ключевых слов.

Вот как выглядит круговой узел наверху:

  импорт fab.shapes

# Определить набор входных портов
# (и вставляем переменные в локальное пространство имен)
input ('x', с плавающей точкой)
input ('y', с плавающей точкой)
input ('r', с плавающей точкой)

# Вызов функции 'circle' в библиотеке стандартных форм
# используя переменные, поступающие из входных портов
c = fab.shapes.circle (x, y, r)

# Создайте выходной порт, который создает форму круга
output ('форма', c)

Узлы обычно представляют собой примитивную форму или преобразование.Ссылки отслеживаются, и изменения автоматически распространяются ниже по течению.

Графический движок масштабируется до сложных сборок, состоящих из нескольких частей.

Двигатель геометрии

Геометрический двигатель

Antimony использует
функциональные представления
для твердотельного моделирования.
Это представление особенно подходит для моделирования с помощью логических операций.
(объединение / пересечение / различие).

В приложении геометрический движок визуализирует формы как закрашенные растровые изображения.Затем они переносятся в трехмерное окно просмотра.

Antimony может экспортировать карты высот для процессов 2.5D и файлов .stl
для 3D-производства. Экспорт .stl включает обнаружение функций
чтобы углы и края оставались острыми.

Стандартная библиотека

Antimony определяет множество форм и преобразований,
от простых (поворот, масштабирование, логические операции) до необычных
(притягивать, отталкивать, изгибать).

Эти формы используются в определениях узлов, которые обычно добавляют входные данные.
и порты вывода и может дополнительно определять функции пользовательского интерфейса.

Вот пример узла, определяющего функции пользовательского интерфейса:

  импортная фабрика

title ('Прямоугольник')

ввод ('xmin', с плавающей точкой)
input ('ymin', с плавающей точкой)
input ('xmax', с плавающей точкой, 1)
input ('ymax', с плавающей запятой, 1)

output ('shape', fab.shapes.rectangle (xmin, xmax, ymin, ymax))

# UI
sb.ui.wireframe ([(xmin, ymin, 0), (xmax, ymin, 0),
                 (xmax, ymax, 0), (xmin, ymax, 0)], close = True)
sb.ui.point (xmin, ymin, 0)
sb.ui.point (xmax, ymax, 0)

В окне 3D-просмотра функции пользовательского интерфейса, определенные в нижней части скрипта.
рисуются поверх визуализации прямоугольника.

Эти функции пользовательского интерфейса снова привязаны к графику: перетаскивание
точки в углах прямоугольника подталкивают изменения к
узел графа.

Помимо : большинство пользователей будут удовлетворены встроенными формами,
но также можно определить пользовательские формы.

Фигуры представлены синтаксисом строки префикса, который легко
разобрать, но немного загадочно, чтобы расшифровать. Вот определение
форма круга, использованная выше:

  def круг (x0, y0, r):
    вернуть форму (
            '-r + q-Xf% gq-Yf% gf% g'% (x0, y0, r), # математическая строка
            x0 - r, y0 - r, x0 + r, y0 + r) # границы

Распаковка и иерархический отступ строки префикса дает

  -
  р
    +
      q
        -
          Икс
          f% g
      q
        -
          Y
          f% g
  f% g
% (х, у, г)

Кодирует представление поля расстояний двумерного круга:

  f (x, y) = sqrt (pow (x - x0, 2) + pow (y - y0, 2)) - r

, где x0 , y0 и r — центр и радиус окружности.
(указывается при вызове круга ).

Точное отображение префиксных строк в инфиксные функции оставлено как
упражнение для читателя (или его можно найти в Приложении А к
мой тезис).

скачать

Готовое приложение для Mac можно загрузить со страницы выпусков Github.

Исходный код

Antimony доступен на Github,
вместе с инструкциями по его сборке
на Mac и Linux.

разработка

Сурьма — это долгосрочный проект, находящийся в активной разработке.

Он находится на бета-уровне стабильности: надежен, но не рекомендуется для критически важного использования.

Если вы заинтересованы в участии, есть довольно низкая планка для входа.
Имея базовые знания Python, вы можете приступить к созданию
настраиваемые узлы (например, этот цветовой узел HSB
предоставлено RobotGrrl или
множество узлов, внесенных
Нил).

Для более амбициозных людей с опытом работы с C ++ существует целый ряд
улучшения, которые можно было сделать, от ускорения рендеринга до очистки
вверх по пользовательскому интерфейсу и оптимизации оценки графиков. Напишите мне, если это
вызывает у вас интерес.

история

Сурьма выросла из моей работы над мощными персональными рабочими процессами CAD / CAM
в Центре битов и атомов Массачусетского технологического института.

Это последний инструмент в линейке программного обеспечения, которое включает
cad_ui и kokopelli, а также
черпает вдохновение в fabserver.

Для исторической перспективы, есть ряд более ранних описаний сурьмы:

Начало 2014 г. (разработано как демонстрация для Всемирного экономического форума)
Осень 2014 г. (обновлено для использования в разделе «Как сделать почти все»)

Это обновление совпадает с выпуском Fab Academy 2015 года;
использовать этот поисковый запрос
чтобы увидеть, как люди его используют.