Триоксид сурьмы
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Оксид сурьмы(III) | |
| Другие имена | |
| Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) |
|
| ChemSpider |
|
| Информационная карта ECHA | 100.013.796 |
| Номер ЕС |
|
| КЕГГ |
|
CID PubChem |
|
| Номер RTECS |
|
| УНИИ |
|
Панель инструментов CompTox ( EPA ) |
|
| |
| |
| Характеристики | |
| Sb2O3 | |
| Молярная масса | 291,518 г/моль |
| Появление | белое твердое вещество |
| Запах | без запаха |
| Плотность | 5,2 г/см 3 , α-форма 5,67 г/см 3 β-форма |
| Температура плавления | 656 °C (1213 °F; 929 K) |
| Точка кипения | 1425 °C (2597 °F; 1698 K) (возгоняется) |
| 370 ± 37 мкг/л между 20,8 °C и 22,9 °C | |
| Растворимость | растворим в кислоте |
| −69,4 × 10 −6 см 3 /моль | |
Показатель преломления ( nD ) | 2.087, α-форма 2.35, β-форма |
| Структура | |
| кубическая (α) < 570 °C орторомбическая (β) > 570 °C | |
| пирамидальный | |
| ноль | |
| Опасности | |
| Маркировка СГС : | |
 [1] | |
| Предупреждение [1] | |
| H351 [1] | |
| П281 [1] | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Смертельная доза или концентрация (ЛД, ЛК): | |
LD 50 ( средняя доза ) | 7000 мг/кг, перорально (крыса) |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
PEL (допустимый) | TWA 0,5 мг/м 3 (в виде Sb) [2] |
РЕЛ (рекомендуется) | TWA 0,5 мг/м 3 (в виде Sb) [2] |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Трисульфид сурьмы Триселенид сурьмы Теллурид сурьмы |
Другие катионы | Триоксид диазота Триоксид фосфора Триоксид мышьяка Триоксид висмута |
Родственные соединения | Тетраоксид диантимония, пентаоксид сурьмы |
| Страница дополнительных данных | |
| Триоксид сурьмы (страница данных) | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Оксид сурьмы (III) — неорганическое соединение с формулой Sb 2 O 3 . Это самое важное коммерческое соединение сурьмы . В природе он встречается в виде минералов валентинита и сенармонтита. [3] Как и большинство полимерных оксидов , Sb 2 O 3 растворяется в водных растворах с гидролизом . Смешанный оксид мышьяка и сурьмы встречается в природе в виде очень редкого минерала стибиоклодетита. [4] [5]
Производство и свойства
Мировое производство оксида сурьмы (III) в 2012 году составило 130 000 тонн, что выше показателя 112 600 тонн в 2002 году. Китай производит самую большую долю, за ним следуют США/Мексика, Европа, Япония, Южная Африка и другие страны (2%). [6]
По состоянию на 2010 год оксид сурьмы(III) производился на четырех предприятиях в ЕС. Он производится двумя способами: путем повторного испарения сырого оксида сурьмы(III) и путем окисления металлической сурьмы. Окисление металлической сурьмы доминирует в Европе. Несколько процессов производства сырого оксида сурьмы(III) или металлической сурьмы из первичного материала. Выбор процесса зависит от состава руды и других факторов. Типичные этапы включают добычу, дробление и измельчение руды, иногда сопровождаемые пенной флотацией и разделением металла с использованием пирометаллургических процессов (плавка или обжиг) или в некоторых случаях (например, когда руда богата драгоценными металлами) с использованием гидрометаллургических процессов. Эти этапы не происходят в ЕС, а ближе к месту добычи.
Повторное испарение сырого оксида сурьмы (III)
Шаг 1) Сырой стибнит окисляется до сырого оксида сурьмы (III) с использованием печей, работающих при температуре приблизительно от 500 до 1000 ° C. Реакция выглядит следующим образом:
- 2 Сб 2 С 3 + 9 О 2 → 2 Сб 2 О 3 + 6 СО 2
Шаг 2) Неочищенный оксид сурьмы(III) очищают методом сублимации.
Окисление металлической сурьмы
Металлическая сурьма окисляется до оксида сурьмы(III) в печах. Реакция экзотермическая. Оксид сурьмы(III) образуется путем сублимации и извлекается в рукавных фильтрах. Размер образующихся частиц контролируется условиями процесса в печи и потоком газа. Схематически реакцию можно описать следующим образом:
- 4 Sb + 3 O2 → 2 Sb 2 O3
Характеристики
Оксид сурьмы(III) является амфотерным оксидом . Он растворяется в водном растворе гидроксида натрия , образуя мета-антимонит NaSbO 2 , который может быть выделен в виде тригидрата. Оксид сурьмы(III) также растворяется в концентрированных минеральных кислотах, образуя соответствующие соли, которые гидролизуются при разбавлении водой. [7] С азотной кислотой триоксид окисляется до оксида сурьмы(V) . [8]
При нагревании с углеродом оксид восстанавливается до металлической сурьмы . С другими восстановителями, такими как борогидрид натрия или алюмогидрид лития , образуется нестабильный и очень токсичный газ стибин . [ 9 ] При нагревании с битартратом калия образуется сложная соль тартрат сурьмы калия , KSb(OH) 2 ·C4H2O6 . [ 8]
Структура
Структура Sb 2 O 3 зависит от температуры образца. Димерный Sb 4 O 6 является высокотемпературным (1560 °C) газом. [10] Молекулы Sb 4 O 6 представляют собой бициклические клетки, похожие на родственный оксид фосфора(III), триоксид фосфора . [11] Структура клетки сохраняется в твердом теле, которое кристаллизуется в кубической форме. Расстояние Sb–O составляет 197,7 пм, а угол O–Sb–O составляет 95,6°. [12] Эта форма существует в природе как минерал сенармонтит . [11] Выше 606 °C более стабильной формой является орторомбическая , состоящая из пар цепей -Sb-O-Sb-O-, которые связаны оксидными мостиками между центрами Sb. Эта форма существует в природе как минерал валентинит . [11]
 | -oxide-senarmontite-xtal-2004-3D-balls.png/1280px-Antimony(III)-oxide-senarmontite-xtal-2004-3D-balls.png) | -oxide-valentinite-xtal-2004-3D-balls.png/1280px-Antimony(III)-oxide-valentinite-xtal-2004-3D-balls.png) |
| Sb4O6 | сенармонтит | валентинит |
-oxide-senarmontite-xtal-2004-3D-balls.png){kind=link}
-oxide-valentinite-xtal-2004-3D-balls.png){kind=link}
Использует
Годовое потребление оксида сурьмы (III) в США и Европе составляет приблизительно 10 000 и 25 000 тонн соответственно. Основное применение — как синергист антипиренов в сочетании с галогенированными материалами. Сочетание галогенидов и сурьмы является ключом к огнестойкости полимеров, помогая формировать менее горючие угли. Такие антипирены встречаются в электроприборах, текстиле, коже и покрытиях. [13]
Другие приложения:
- Оксид сурьмы (III) является непрозрачным веществом для стекол , керамики и эмалей .
- Некоторые специальные пигменты содержат сурьму.
- Оксид сурьмы (III) является полезным катализатором при производстве полиэтилентерефталата (ПЭТ-пластика) и вулканизации резины.
Безопасность
Оксид сурьмы (III) имеет предполагаемый канцерогенный потенциал для человека. [13] Его ПДК составляет 0,5 мг/м 3 , как и для большинства соединений сурьмы. [14] До 2021 года не было выявлено никаких других опасностей для здоровья человека для оксида сурьмы (III), и не было выявлено никаких рисков для здоровья человека и окружающей среды от производства и использования триоксида сурьмы в повседневной жизни. Однако 15-й отчет о канцерогенах, опубликованный 21 декабря 2021 года Министерством здравоохранения и социальных служб США , классифицировал оксид сурьмы (III) как канцерогенный. [15]
Ссылки
- ^ abcd Запись о триоксиде сурьмы в базе данных веществ GESTIS Института охраны труда и техники безопасности , доступ 23 августа 2017 г.
- ^ ab Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0036". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Гринвуд, НН; и Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.), Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-3365-4 .
- ^ "Стибиоклодетит".
- ^ «Список минералов». 21 марта 2011 г.
- ^ Отчет об оценке рисков Европейского союза: ДИАНТИМОНИЙ ТРИОКСИД (проект) (PDF) (Отчет). Швеция. Ноябрь 2008 г. Номер CAS: 1309-64-4; Номер EINECS: 215-175-0. Архивировано из оригинала (PDF) 06.01.2014.
- ^ Housecroft, CE; Sharpe, AG (2008). "Глава 15: Элементы группы 15". Неорганическая химия (3-е изд.). Pearson. стр. 481. ISBN 978-0-13-175553-6.
- ^ ab Patnaik, P. (2002). Справочник по неорганическим химикатам . McGraw-Hill. стр. 56. ISBN 0-07-049439-8.
- ^ Беллама, Дж. М.; Мак-Диармид, АГ (1968). «Синтез гидридов германия, фосфора, мышьяка и сурьмы твердофазной реакцией соответствующего оксида с алюмогидридом лития». Неорганическая химия . 7 (10): 2070–2072. doi :10.1021/ic50068a024.
- ^ Виберг, Э.; Холлеман, А.Ф. (2001). Неорганическая химия . Эльзевир. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ abc Уэллс, А. Ф. (1984). Структурная неорганическая химия . Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6.
- ^ Свенссон, К. (1975). «Уточнение кристаллической структуры кубического оксида сурьмы (III), Sb 2 O 3 ». Acta Crystallographica B . 31 (8): 2016–2018. doi :10.1107/S0567740875006759.
- ^ аб Грунд, Южная Каролина; Хануш, К.; Бройниг, HJ; Вольф, Х.У. «Сурьма и соединения сурьмы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a03_055.pub2. ISBN 978-3527306732.
- ^ Ньютон, П.Е.; Шредер, Р.Э.; Цвик, Л.; Серекс, Т. (2004). «Исследования токсичности при вдыхании оксида сурьмы (III) (Sb 2 O 3 ) на развитие у крыс». Токсиколог . 78 (1–S): 38.
- ^ "15-й отчет о канцерогенах". Национальная токсикологическая программа . Получено 2023-06-15 .
Дальнейшее чтение
- Национальный институт исследований и безопасности (INRS), Токсикологический справочник № 198: Триоксид диантимоина , 1992.
- Справочник по оксидам, Г. В. Самсонов, 1981, 2-е изд. МФИ/Пленум, ISBN 0-306-65177-7
Внешние ссылки
- Международная Ассоциация Сурьмы
- Международная карта химической безопасности 0012
- Рынок и цена сурьмы
- Société Industrielle et Chimique de l'Aisne
