Òxid d'antimoni(III)

De Viquipèdia
Salta a la navegació Salta a la cerca
Infotaula de compost químicÒxid d'antimoni(III)
Substància químicacompost químic i cancerigen Modifica el valor a Wikidata
Massa molecular291,792774 Da Modifica el valor a Wikidata
Estructura química
Fórmula químicaSb₂O₃ Modifica el valor a Wikidata
Antimony trioxide.svg
SMILES canònic
Model 2D
O=[Sb]O[Sb]=O i Model 2D
[O-2].[O-2].[O-2].[Sb+3].[Sb+3] Modifica el valor a Wikidata
Identificador InChIModel 3D Modifica el valor a Wikidata
NFPA 704.svg
0
2
0
 
Modifica el valor a Wikidata

L'òxid d'antimoni(III), o triòxid de diantimoni, és un compost binari constituït per oxigen i antimoni, és un òxid la qual fórmula química és . Té àmplies aplicacions com a retardant de flama, catalitzador, pigment i desgasador del vidre. És la forma predominant d'antimoni alliberat al medi ambient de les activitats humanes. La relativament baixa toxicitat d'aquest compost es deu a la seva solubilitat extremadament baixa en aigua. Tanmateix es considera possiblement carcinogen per als humans.

Estat natural i obtenció[modifica]

Senarmontita

A la natura hom pot trobar òxid d'antimoni(III) al mineral senarmontita i al mineral valentinita, que presenten estructures cristal·lines diferents, ortoròmbica el primer i cúbica el segon. Aquests minerals es formen per oxidació del mineral estibina, constituït per sulfur d'antimoni(III) i d'altres minerals d'antimoni.[1][2]

La producció mundial el 2005 d'òxid d'antimoni(III) fou de 120 000 tones, amb la Xina com a principal productor (47 %) seguida de Mèxic (22 %), Europa (17 %), el Japó (10 %) i Sud-àfrica (2 %) i altres països (2 %). Els processos d'obtenció industrial són dos:[3]

Volatilització de l'òxid d'antimoni(III) cru[modifica]

En aquest procés es parteix del sulfur d'antimoni(III) que es fa reaccionar amb oxigen en forns a 850 °C–1000 °C:

Després aquest òxid d'antimoni(III) obtingut es vaporitza per a condensar-se a continuació.[3]

Oxidació de l'antimoni[modifica]

Dins forns es produeix l'oxidació de l'antimoni per reacció directa d'oxigen gas sobre l'antimoni metàl·lic:[3]

Propietats[modifica]

L'òxid d'antimoni(III) a temperatura ambient és un sòlid cristal·lí, de cristalls blancs, inodor, de densitat 5,9 g/cm³, punt de fusió 656 °C i punt d'ebullició 1 550 °C. Sublima parcialment abans d'arribar al punt d'ebullició. És insoluble dins d'aigua,[4] i en dissolvents orgànics.

Estructura de l'

La forma cúbica és la fase estable en condicions ambientals de l'òxid d'antimoni(III), mentre que la cúbica s'obté a pressió elevada i temperatura superior a 570 °C. L'estructura ortoròmbica conté unitats , amb els àtoms units mitjançant enllaç covalent . El bloc bàsic d'aquestes unitats és l'estructura piramidal , en què l'antimoni ocupa el centre d'un tetraedre allargat, amb els àtoms d'oxigen situats en tres dels vèrtexs i els electrons del parell solitari de l'antimoni que ocupen el quart. L'estructura consta de quatre d'aquestes piràmides, amb tots els oxígens enllaçats a dos antimonis, formant una estructura semblant a una gàbia tancada. Els angles són de 95,7°.[5]

Estructura de la

L'altra forma, la ortoròmbica també està composta de piràmides , però en lloc de formar una estructura engabiada, formen una doble cadena més connectada, que es transforma en una estructura de doble filferro a pressió. Una diferència notable amb la forma ortoròmbica és la diferència dels angles d'enllaç.[5] Els angles són de 81°, 93° i 99°, i els angles dels enllaços 110° i 132°.

Aplicacions[modifica]

Retardant de flama[modifica]

L'ús més important de l'òxid d'antimoni(III), pel que fa a la quantitat emprada, és com a retardant de flama de plàstics, gomes i teixits.[3] L'òxid d'antimoni(III) en si no té cap funció ignífuga, però, quan s'utilitza juntament amb compostos orgànics halogenats, l'efecte sinèrgic de la barreja crea les propietats ignífugues.

Quan l'oxigen reacciona amb un polímer origina diòxid de carboni, monòxid de carboni i diversos radicals lliures en fase gasosa (, , ) que són els causants de què es mantingui la combustió. Si s'addiciona un compost orgànic clorat o bromat, aquests halògens capturen els radicals lliures, reaccionat amb ells i formant , i . Per reaccionar, els halògens han d'arribar a la flama en fase de gas. L'addició d'òxid d'antimoni(III) permet la formació d'espècies d'antimoni volàtils (, , ) capaços d'interrompre el procés de combustió inhibint els radicals lliures mitjançant una sèrie de reaccions proposades al costat.[6] La formació dels composts ignífugs té lloc segons les reaccions:[7]

Indústria del vidre[modifica]

L'òxid d'antimoni(III) s'utilitza com a agent de depuració o com a desgasador en la fabricació de vidre artístic, òptica i bombetes fluorescents de vidre, i en vidres per a pantalles per a televisió i ordinadors, etc. S'afegeix al vidre durant la fabricació i ajuda a eliminar les bombolles del vidre. El mecanisme implica diversos passos. En el pas final l'òxid d'antimoni(III) s'oxida fins a obtenir l'òxid d'antimoni(V). El contingut total de Sb al vidre acabat se situa normalment al voltant del 0,8 %.[3]

Pigments[modifica]

L'òxid d'antimoni(III) s'empra com a pigment blanc[8] i en la fabricació de pigments de colors inorgànics complexos. Aquests pigments s'utilitzen en indústries posteriors com ara els plàstics (50 %), els recobriments (35 %), esmalts i ceràmica (10 %) i materials de construcció (5 %).[3]

Catalitzador[modifica]

En la producció d'envasos de PET s'empra l'òxid d'antimoni(III) com a catalitzador.[3]

Referències[modifica]

  1. «Valentinite Mineral Data». [Consulta: 26 octubre 2020].
  2. «Senarmontite Mineral Data». [Consulta: 26 octubre 2020].
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 Swedish Chemicals Agency. European Union Risk Assessment Report Diantimony Trioxide, 2008. 
  4. PubChem. «Antimony(III) oxide» (en anglès). [Consulta: 26 octubre 2020].
  5. 5,0 5,1 Kim, Chang-Eun; Skelton, Jonathan M.; Walsh, Aron; Soon, Aloysius «Solid-state chemistry of glassy antimony oxides» (en anglès). Journal of Materials Chemistry C, 3, 43, 29-10-2015, pàg. 11349–11356. DOI: 10.1039/C5TC02191J. ISSN: 2050-7534.
  6. «Flame Retardants for Fire Proof Plastics» (en anglès). SpecialChem. [Consulta: 28 octubre 2020].
  7. Katz, H.S.; Mileski, J.V.. Handbook Of Fillers For Plastics. Springer Science & Business Media, 1987. ISBN 9780442260248. 
  8. Eastaugh, N.; Walsh, V.; Chaplin, T. Pigment Compendium: A Dictionary and Optical Microscopy of Historical Pigments. Routledge, 2008. ISBN 9780750689809.