• Author / Uploaded
• Jang Fernando Dong Woo

Citation preview

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL JORGE JORGE BASADRE BASADRE GROHMANN GROHMANN FACULTAD FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA ESCUELA ESCUELA ACADEMICA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE DE MINAS MINAS

ANTIMONI O NOMBRE : Escobar Quispe, Félix Fernando CÓDIGO : 2012-36981 DOCENTE : Prof. Lic. Qm. Rudy Escobedo Silva ASIGNATURA : Química II Nº

:

10

DEFINICIÓN El antimonio es  un elemento  químico de número  atómico 51  situado  en  el grupo 15  de  la tabla  periódica  de  los  elementos.  El  antimonio  es  un  metal  quebradizo,  de  color  gris  plateado.  Tiene  la  propiedad  de  expandirse  al  congelarse,  y  su  aplicación  principal  ha  sido  como  constituyente  de  un  tipo  de  metal  (82% de plomo, 15% de antimonio,  3% de estaño)

Características del antimonio Nombre, símbolo, número:

Antimonio

Serie química:

Metaloides

Grupo, período, bloque:

15,5,p

Densidad:

6697 kg/m³

Apariencia:

Gris plateado

Propiedades atómicas Radio medio:

145 pm

Radio atómico(calc):

133 pm(Radio de Bohr)

Radio covalente:

138 pm

Configuración electrónica:

[Kr]4d^105s²5p³

Estado(s) de oxidación:

±3,5

Estructura cristalina:

Romboédrico

Propiedades físicas

 

Estado ordinario:

Sólido

Punto de fusión:

903,78k

Punto de ebullición:

1860k

Entalpía de vaporización:

77,14 KJ/mol

Entalpía de fusión:

19,87 KJ/mol

Presión de vapor:

2,49 × 10^-9 Pa a 6304 K  

ANÁLISIS CUALITATIVO DEL ANTIMONIO

ACCIÓN DE LOS REACTIVOS GENERALES

1.Hidróxidos alcalinos fuertes Precipitado blanco de Sb2o3 hidratado, soluble en exceso de álcali originando anión antimonito, sbo2  2SbO + 2OH- Sb2O3 + H2O Sb2O3+2OH- 2SbO2-+H2O En presencia de abundantes tartratos o fluorosos, no se forma precipitado.

2.   AGUA

  Todas las disoluciones acidas que contienen Sb (III) precipitan una sal blanca del catión antimonilo cuando se las vierte sobre un volumen grande de agua (gotas sobre un tubo de ensayo grande lleno de agua). 2SbO+Cl-+H2OSb2O3+H2O Sb2O3+2OH-2SbO2-+H2O

El precipitado es soluble en tartrato sódico (diferencia de bismuto). SbOCl+C4H4 SbO (C4H4O6)- + Cl-

3.Amoniaco  

Se comporta de la misma manera, si bien el precipitado obtenido no se disuelve en exceso de amoniaco. 4. Carbonato sódico Con una disolución de 0,5 M de Na2CO3 el SbO precipita diversas sales básicas de color blanco que, por ebullición, se transforman en Sb2O3. Una pequeña cantidad puede quedar disuelta en forma de Sb. Abundantes fluoruros y compuestos orgánicos polihidroxiliados impiden la precipitación.

5.  Acido sulfhídrico

Precipitado rojo naranja de Sb 2S3, soluble en ácidos minerales de concentración media. Por consiguiente, la precipitación mejor es la que se verifica en acidez no muy alta, conforme se indica en la marcha analítica clásica. En determinadas circunstancias, el sulfuro de antimonio puede adquirir la forma negra (recuérdese que la estibina es negra); por ejemplo, cuando se precipita en caliente y en acidez grande compatible con su solubilidad, o también cuando el Sb2S3, naranja, se calienta al abrigo del aire (mejor atmosfera de CO2).   El Sb2S3, es insoluble en carbonato amónico y muy poco soluble en amoniaco, soluble en HCL concentrado, en hidróxidos alcalinos, en sulfuros y en polisulfuros alcalinos. Sb2S3 +2OH- Sb + SbSO- +H2O



  Sb2S3+S2-2Sb

Empleando como disolvente el polisulfuro amónico amarillo se obtiene iones tioantimonicos por oxidación: Sb2S3+2Sb+Sb Acidulando estas correspondientes:

tiosales

reprecipitaran

los

sulfuros

Sb+SbSO-+2H+Sb2S3+H2O Sb+Sb+4H+Sb2S5+2H2S Como ya se ha indicado al hablar de la reacción análogo del arsénico, al acidular la mezcla de tiosal y oxitosal hay siempre un ligero desprendimiento de sulfhídrico, por lo que no precipita todo el catión. Cuando se hierve mucho tiempo al aire una solución de tioantimonito, precipita oxisulfro de antimonio de color rojo.

Reactivos específicos: 1. Ácidos fosfomolibdico   Se ha indicado repentinamente que el molibdeno exavalente acrecienta su poder oxidante cuando forma parte de un heteropoliacido de tal manera que especies que en determinados medios no reducen a molibdeno en el ácido molíbdico o en molibdatos, reaccionan inmediatamente con el poliácido, originando “azul del molibdeno”, que es una mezcla de óxidos e hidróxidos de Mo (V) y Mo (VI), en estado coloidal. Entre estas sustancias se encuentra el Sb (III). La reacción es muy útil cuando se trata de reconocer antimonio en el transcurso de la marcha sistemática clásica en el líquido obtenido al disolver los sulfuros de Sb y Sn en HCl; en esta solución existe Sb (III) y Sn (IV), por lo que este último no perturba.  

Procedimiento: A un ml de la solución problema se añade 0,5 ml del reactivo y se calienta suavemente, sin hervir. Color verdoso, que azulea lentamente y que se extrae en alcohol amílico, indica Sb (III). Reacción muy sensible, si bien esta sensibilidad disminuye cuando el reactivo no es de preparación reciente. Interfieren los reductores fuertes, especialmente Sn2+ y Fe2+, que también dan color azul, así como concentraciones grandes de Cu2+ y V (V) que originan precipitados amarillos.   Reactivo: Disolución acuosa reciente de ácido fosfomolíbdico al 5%.

2. Hg   2+ en presencia de AEDT: En medio alcalino fuerte, el Sb (III), que se encuentra en forma de anión Sb, incrementa notablemente su poder reductor. En estas condiciones el Sb (III) reduce al Hg (II), incluso en sus formas complejas más estables (, Hg (CN, HgY 2-, etc.) a mercurio elemental, negro.   HgY2-+ Sb+2OH-+2H2O Hg + Sb+Y4  Procedimiento: A cinco gotas de la disolución problema se añaden varios cristales de sulfito sódico y se hierve, con lo que el posible Sb (V) se reducirá a SB (III). El Sn (IV) no es reducido a Sn (II) por el sulfito. Si se sabe que todo el antimonio tiene el grado de oxidación (III), como ocurre al disolver los sulfuros de antimonio, o al atacar con ácido sulfúrico una aleación de antimonio, se evita la adición de sulfito. Se añaden seis gotas de disolución de AEDT al 5% en agua, dos de HgCl2 0,5 N y una lenteja de NaOH. Agitar suavemente. Un precipitado negro alrededor del hidróxido, que pronto se difunde por todo el líquido, confirma el antimonio. El Sn2+ origina la misma reacción. El ensayo es bueno para reconocer antimonio en presencia de estaño, cuando las especies presentes son Sb (III) y Sn (IV).

3. Rodamina B: Los compuestos de Sb5+ reaccionan con la tetraetilrodamina, o rodamina B, dando compuesto de color violeta de composición no definida. Procedimiento: Sobre placa de ensayo se deposita una gota de problema, otra de ácido clorhídrico y un cristalino de NO 2NA. Se agita hasta que desaparezca vapores nitrosos. Introducir repetidamente un hilo de platino al rojo para ayudar a la expulsión del NO3H, que actúa sobre el reactivo. Una gota de esta mezcla se añade sobre otra de reactivo en una depresión contigua de la placa. En presencia de Sb, el reactivo cambia su color naranja por azul violeta, o bien se produce un precipitado violeta. La reacción, a veces, es lenta y es necesario esperar cierto tiempo a que se produzca. Reacción sensible. Interfieren Hg, Au, Mo, W y V, que dan reacciones análogas.   Reactivo: Solución de rodamina B al 0,05 por 100 en otra de ClK al 15 por 100 en ClH 2N.

Análisis mineralógico del Se presenta 1º nativo, 2º sulfuro, 3º ocsi-sulfuro, 4º ocsido antimonio:   1. Especie 1 (nativo):   Sólido, puro, lustre metálico color blanco de estaño; estructura lamelosa, facetamiento fácil y en fragmentos pequeños octaédricos. Poco duro, lo raya una punta de latón. Puro conserva su lustre y brillo metálico, más si tiene algún arsénico lo pierde poco a poco con el contacto del aire; fractura desigual, mamelonada. Al soplete fusible y se volatiliza sin residuales. En los carbones da vapores blancos. P.E.6, 712.   Análisis. Cuerpo simple Criadero. En los filones metálicos de plomo y plata, acompañado minerales de antimonio, los arseníferos, mas esta especie es rara en la naturaleza.

2.Especie 2 (sulfuro):   Estibina (antimonio sulfurado), solido, metaloide, color gris de plomo, mancha el papel de negro, muy frágil, polvo gris, cristaliza en prisma romboidal; facetamiento muy limpios y netos paralelos. Muy fusible, y tanto que lo es al calor; volátil sin residuo. Atacable por el ácido nítrico y precipitado blanco abundante, soluble en el ácido clorhídrico. Lo separa el agua y los hidro-sulfatos precipitando en amarillo Análisis. Antimonio…72, 78 +

F.A.; Sb, Su3

Azufre……….27, 22 100 Cristaliza en prismas romboidales, tiene cristales prismáticos deformados, cristales delgados. Criadero. No es muy abundante, y se halla en terrenos antiguos y en filones que atraviesan el granito.

3.Especie 3 (oxi-sulfuro):  Kermes (antimonio rojo); antimonio oxi-sulfurado; kermes mineral. Sólido, color rojo pardo, en agujas cristalinas que pasan a prismas romboidales. El color rojo es su carácter distintivo. Muy frágil, tierno, y lo rayan todos los cuerpos. P.E. 4,6. Funde al soplete, dando vapores de antimonio y por sublisnacion en un matraz el oxido de antimonio. P. A. Análisis. Oxido de antimonio

30,64

0,015

1

Sulfuro de antimonio

69,86

0,031

2

100 F.A.; Sb3 + 2Sb Su3  Criadero. Con los minerales arseniferos, y parece deberse a la descomposición de los sulfuros de antimonio, en cuya superficie se hallan siempre (estibina). Puede confundirse con el cobre oxidulado y con el cobalto.  

4.Especie 4 (ocsido): Exitela. Antimonio oxidado; antimonio blanco. Sólido, color blanco nacarado por lo común, cristaliza en masas con facetamiento paralelo a los planos de un prisma romboidal. Fusible al calor de una bugía, pura es completamente volátil en humo blanco; reductible con el carbón, tiñe la llama de verde.   P.A. Análisis. Oxigeno Antimonio

15, 68 84,32

0,157 0,104

3 2

F.A.

Sb   Criadero. Se halla en los filones o criaderos argentíferos en Francia, Sajonia, etc.

Análisis biológico del antimonio: El antimonio inorgánico puede penetrar el organismo por ingestión o por inhalación, si bien la tasa de absorción es desconocida. Los compuestos pentavalentes absorbidos se excretan principalmente por la orina, los compuestos trivalentes por las heces. Es posible la retención de algunos de ellos después de una exposición prolongada. Las concentraciones normales de antimonio en el suero y en la orina probamente sean inferiores a 0,1µg/100ml y 1µg/g de creatinina, respectivamente.   Un estudio preliminar en trabajadores expuestos a antimonio pentavalente índico que una exposición promedio ponderada en el tiempo de hasta 0,5mg/m3 daba lugar a un aumento de la concentración urinaria de antimonio de 35µg/g de creatinina durante el turno.

DETERMINACIO N DEl ANTIMONIO EN UN MINERAL

Primero debemos saber las etapas de un análisis que son: 

Toma de muestra



Preparación de muestra



Pesada



Dilución



Separación de sustancias interferentes



Medición final



Cálculos e interpretación del resultado

OBJETIVO   Poder determinar mediante un método de análisis químico el contenido de antimonio en un mineral.   PARTE EXPERIMENTAL   Reactivo

Materiales

  Sulfato de sodio anhidro

Troceadora

Ácido sulfúrico concentrado

Matraz

Ácido clorhídrico concentrado

Papel filtro

Permanganato 1 N

Agua destilada

Sb metálico de pureza conocida  

Hornilla eléctrica

Guantes, lentes

PROCEDIMIENTO: a) La muestra tomada del mineral debe ser preparada de la siguiente forma: • Obtener una molienda fina, menor a 200 micrones, muestreo por cuarteo, dividir en dos paquetes (1 para análisis y 1 para custodia).

b) Tomar la muestra para análisis, determinar la humedad (secado a 105 ºC a temperatura constante, por 2 horas, enfriar y pesar) c) De la muestra secada, tomar 0.5 g, colocar en un matraz de 300 ml, agregar 2.5 g de sulfato de sodio anhidro + 7 ml de ácido sulfúrico concentrado + 1/8 parte de papel filtro (el papel filtro actúa como catalizador reduciendo el Sb a sal). d) Calentar a temperatura baja, aumentar la temperatura gradualmente hasta 200 ºC, evaporar el ácido, si el carbón no está oxidado, añadir más ácido. Calentar hasta cese de humos blancos, coloración de la disolución café oscura o café claro. Enfriar el matraz.

e) Una vez frío el matraz agregar 25 ml de agua destilada y desionizada, TOMAR PRECAUCIONES PUEDEN EXISTIR PROYECCIONES, TRABAJAR CON MATERIAL DE SEGURIDAD (guantes y lentes). Calentar a ebullición hasta disgregación completa de la masa. Enfriar. f) Una vez frío, añadir 20 ml de ácido clorhídrico concentrado, homogenizar, calentar hasta solubilización de sales; enfriar. g) Diluir a 150 ml con agua destilada y desionizada, titular con permanganato hasta punto rosado, primer viraje y anotar el volumen gastado. Concentración del permanganato 1 N. h) Registrar los datos obtenidos

i) Realizar la normalización del permanganato de la siguiente forma: 

Pesar 0.25 g de patrón de antimonio, Sb metálico de pureza conocida (mayor a 99%); en un matraz de 300 ml, agregar 25 ml de ácido clorhídrico concentrado, calentar hasta disolver la muestra. Enfriar y aforar a 100 ml con agua destilada y desionizada. Realizar un duplicado.



Luego titular con el permanganato, registrar el volumen gastado.



Calcular el factor o la normalización con la fórmula: 0 WSb0 xWSb = Peso del Sb metálico en g

% % = Pureza del Sb metálico F= V = Volumen gastado de KMnO4 --------------x calidad, hacer dos blancos controlV de 100

h) Para de reactivo, un duplicado cada 5 muestras y un MRC (material de referencia certificado).  

CALCULOS Y RESULTADOS. Datos IN

Datos OUT 

Peso de Sb metálico = 0.25 g

F

=

0.0176785

Pureza del Sb met. = 99 % Volumen gastado

= 14 ml

  Peso de la muestra = 0.5 g % Sb = Volumen final

= 150 ml

Volumen gastado

= 5.4 ml

98.21388%

Fórmula V x F

ml

x 100 % Sb = ------------------G

V = Volumen gastado de KMnO4 F = Factor G = Peso de muestra, g

 El mineral es: Estefanita de fórmula Ag3SbS4  Cálculo de porcentajes en peso   P At Ag = 107.88 56.42 P At Sb =121.76  21.23 P At S = 32.06  22.35

 107.88 x 3 = 323.64 121.76 32.06 x 4 = 128.24 573.64

% Ag = % Sb = %S =

Productos mas importantes objeto del análisis:    

El antimonio se encuentra en nativo, si bien el mineral más frecuente e importante de este elemento es la antimonita (Sb2S3). También tiene interés la Kermesita, oxisulfuros de antimonio. Este elemento entra a formar parte de otros minerales sulfurados complejos como la pirargirita (Ag3SbS3).  Forma parte de gran número de aleaciones, pues proporciona dureza a los metales con los que se alea; como metal antifricción (Sn, Sb, Cu y Pb); caracteres de imprenta (Pb, Sn, Sb); metal Britania (Sb, Sn), utilizando en la fabricación de joyas falsas; cubiertas de cables eléctricos (Pb y Sb), etc. Se emplea también en placas de acumuladores.

Utilidades del Antimonio    

 Se usa en semiconductores y en aleaciones como el metal de imprenta.  Sus compuestos se utilizan para floración (SbF3 ), cloración (SbCl5 ) y como retardantes de la llama en plásticos (Sb2O3), un doble tartrato de antimonio y potasio se emplea en medicina, el sulfuro de antimonio rojo, se usa en equipos de seguridad y en el vulcanizado del caucho

 Algunas aplicaciones más específicas:  Baterías y acumuladores  Tipos de imprenta   Recubrimiento de cables  Estas aplicaciones como retardantes de llama comprenden distintos mercados como ropa, juguetes, o cubiertas de asientos

GRACIAS