Сурьма ― что это такое и где применяется, как токсичный металл стал лучшей подводкой для глаз

История этого элемента связана с алхимией, наука заняла место сегодняшней химии, хотя и в усеченном виде. Алхимики в свое время насчитали семь металлов, каждый из которых был символом и знаком определенной планеты. Сурьме не повезло, для нее  в средние века не нашлось не то что планеты, а крохотной звезды, поэтому алхимики назвали сурьму полуметаллом. И не ошиблись.

Современные химики согласны с алхимией в этом вопросе, сурьму нельзя назвать полноценным металлом, но зная ее свойства, трудно отличить этот «неметалл» от полноценных металлов, итак сурьма ― что это такое и где используют, что имеют ввиду когда говорят сурьма для глаз, и безопасен ли металл для человека, обо всем в материале нашего автора Евгения.

сурьма что это

Сурьма ― что это за химический элемент

Сурьма ― элемент периодической таблицы Менделеева с номером 51. Международное название — Stibium (Sb). Металлическая порода непрозрачная, серебристо-белая с голубоватым оттенком, крупнозернистая и блестящая. Твердость по шкале Мооса — 3-3,5.

Существуют разновидности сурьмы двух видов.

  1. Аллотропные (металлы) – четыре варианта.
  2. Аморфные — три (сурьма черная, взрывчатая, желтая).

Сурьма классифицируется как металлоид (полуметалл или квазиметалл), поскольку сочетает в себе характеристики обеих групп. Некоторые люди относят сурьму к металлам. По своему составу сурьма  представляет собой конгломерат двух изотопов.

История сурьмы ― только ли красота?

История этого металла начинается на Древнем Востоке: за две тысячи лет до нашей эры египетские модницы и щеголихи чернили брови и очерчивали веки сурьмой.

Происхождение русского термина «сурьма» двояко, значение является сборным от персидского «сурм» и турецкого «сурьм».

2
Старинная чаша из сурьмы для приготовления лечебного снадобья

В Османской империи так называли металлический порошок галенит, которым турки чернили свои брови. Персы обозначали каждый металл словом «сурм».

Термин сурьма использовался еще в Средние века, а в конце XVIII века Антуан Лавуазье, «светило» европейской науки, ввел его в научный оборот и в список известных химических элементов.

Однако первым европейцем, экспериментировавшим с сурьмой, за двести лет до этого был известный немецкий алхимик Базиль Валентин. Он описал свойства и методы получения этого вещества.

Физические и химические свойства сурьмы

Природная металлическая (серая) сурьма сочетает в себе свойства металла и неметалла.

  1. Самородок серой сурьмы твердый и блестящий, как металл.
  2. Однако это хрупкий металл, и его можно легко растолочь в ступке и обычном строительном растворе.
  3. Вещество является электрическим и тепловым проводником малой мощности.
  4. При охлаждении сурьма расширяется.
  5. Интересны модификационные свойства этого вещества:
  6. Желтая сурьма при нагревании или под ярким солнечным светом становится полупроводником.
  7. Взрывчатка детонирует при воздействии тепла или трения.
  8. В стандартных условиях вещество химически стабильно, окисляется при 600 °С.
  9. Реагирует с концентрированной азотной и серной кислотой, галогенами; сурьма растворяется в «aqua regia».

сурьма что это

Месторождения сурьмы в России и мире

Сегодня геология насчитывает 75 минералов, содержащих сурьму, из которых антимонит является самым распространенным в первичных рудах.

Месторождения делятся на 4 типа в зависимости от содержания минерала сурьмы:

  1. Уникальный, более 100 000 тонн.
  2. Большой ― 30-100 тыс. тонн.
  3. Средний ―10-30 тыс. тонн.
  4. Небольшой ьассейн ― до 10 тысяч тонн.

Значительные месторождения этого минерала имеют: Китай (Сингуаньшань — уникальный), Россия (Сарылах и Сентачан в Якутии, Раздольнинское и Удерейское в Красноярском крае), Боливия (Чилкобия), Кыргызстан (Кадамжай, Хайдаркан) Мексика (Сан-Хосе), ЮАР (Гравелот — уникальный), Таджикистан (Анзоб) и Таиланд (Бонсонг).

сурьма что это

Сурьма ― где применяется

Львиная доля продукции из сурьмы используется в промышленности и оборонном секторе. Сегодня известно более двухсот сплавов в составе которых присутствует сурьма

С 15 века и по сей день, самый знаменитый сплав Гарта (свинец + сурьма + олово) используется в полиграфии. Он также используется в производстве труб для агрессивных (кислоты, щелочи) жидкостей.

Сульфиды сурьмы используются для вулканизации резины, изготовления спичек и производства очень прочной (гибкой и термостойкой) красной медицинской резины.

Электроника

Почти все полученное сырье (до 15% Sb в сплаве) собирают производители батарей и аккумуляторов. Металл используется для изготовления оплеток для кабелей, электродов и поверхностей, экранирующих излучение.

1

Сегодня без полупроводников не работают ни электроника, ни компьютеры, ни «умная» автомобильная техника, ни оборудование для горнодобывающих ферм. Во всех полупроводниках используются  сплавы сурьмы с алюминием, редкоземельными и другими подобными металлами (германий, индий, галлий). Сульфиды сурьмы используются в химической и других отраслях промышленности:

  • вулканизация резины;
  • люминесцентные лампы;
  • медицина (термостойкая эластичная резина, лекарства);
  • раствор для производства текстиля.

Сурьма содержится в бенгальских лампах, фейерверках, другой пиротехнике и спичках.

Мелкий порошок сурьмы является основой красок («железная чернь»), используемых художниками.

Извлечение сурьмы из раствора

Для извлечения сурьмы из полученного раствора используется метод сульфидного электролиза, который проводится в стальных ваннах с анодами и катодами из гладких пластин, также изготовленных из стали.

Микродозы вещества (0,00001% по весу) присутствуют в живых организмах, но сам элемент, особенно трехвалентный и его производные, ядовит.

Сурьма может накапливаться в организме, подавляя работу щитовидной железы (появляется зоб) и половой сферы. Сурьма и ее соединения классифицируются как химически опасные вещества класса 2.

сурьма что это

Содержание вещества в окружающей атмосфере регулируется санитарными нормами. Предельно допустимые концентрации (мг):

  1. Воздух — 0,01 (м³);
  2. Почва — 4,5 (кг);
  3. Питьевая вода — 0,005 (л);
  4. Природная вода — 0,05 (л);
  5. Промышленные сточные воды — 0,2 (л).

Работники горнодобывающих и металлургических компаний находятся в группе риска; сурьмяная «литейная лихорадка» является основным профессиональным заболеванием среди работников металлургической промышленности, которые могут отравиться парами и пылью сурьмы.

Симптомы поражения: раздражение дыхательной системы, глаз, кожи, кровотечение из носа.

Попадая в пищеварительный тракт, сурьма становится менее вредным металлом, поскольку в процессе пищеварения проходит стадию гидролиза, после чего выводится из организма.

Смертельная доза сурьмы составляет 100 мг для взрослого человека и вдвое меньше для ребенка.

Зачем нам нужна сурьма?

Металлическая сурьма из-за своей хрупкости используется редко, но поскольку сурьма повышает твердость других металлов (олова, свинца) и не окисляется в обычных условиях, металлурги часто вводят ее в различные сплавы. Число сплавов, в которые входит элемент № 51, составляет около двухсот; наиболее известные сплавы сурьмы — твердый свинец (или хартблей), типографский металл, подшипниковые металлы.

Несущими металлами являются сплавы сурьмы с оловом, свинцом и медью, к которым иногда добавляют цинк и висмут. Эти сплавы относительно легко плавятся и используются для литья вкладышей подшипников. Наиболее распространенные сплавы этой группы, баббиты, содержат от 4 до 15 процентов сурьмы. Баббиты используются в машиностроении и инструментальном производстве, железнодорожном и автомобильном транспорте, подшипниковые металлы обладают достаточной твердостью, высокой износостойкостью, высокой коррозионной стойкостью.

р
В серной головке спички присутсвует сурьма

Сурьма — один из немногих металлов, которые расширяются при застывании, и благодаря этому свойству сурьмы металл типа (сплав свинца (82%), олова (3%) и сурьмы (15%)) хорошо заполняет формы для письма, а линии, отлитые из этого металла, дают хорошо очерченные штрихи. Сурьма придает металлу твердость, ударопрочность 11 стойкость к истиранию.

Свинец, легированный сурьмой (от 5 до 15%), известен как гартлей, или твердый свинец. Добавление всего 1% Sb к свинцу сильно повышает его твердость, твердый свинец используется в химическом машиностроении и для изготовления труб, по которым транспортируются агрессивные жидкости. Он также используется для изготовления оболочек телеграфных, телефонных и электрических кабелей, электродов и пластин аккумуляторов. Последнее, кстати, является одним из основных применений элемента 51. Сурьму также добавляют в свинец, который используется при изготовлении шрапнели и снарядов.

Химический хищник

сурьма что этоВ средневековых книгах сурьма обозначалась фигурой волка с открытой пастью, вероятно, такой «хищный» символ для этого металла, поскольку сурьма растворяет («пожирает») почти все другие металлы. На сохранившейся средневековой картине изображен волк, пожирающий короля. Зная алхимический символизм, эту картину следует понимать как сплав золота и сурьмы.

Лечение сурьмой

XV и XVI вв. некоторые препараты сурьмы часто использовались в качестве лекарств, в основном для вызывания отхаркивания и рвоты. Чтобы вызвать рвоту, пациенту давали вино, выдержанное в сосуде с сурьмой. Одно из соединений сурьмы, KC4H4O4(SbO) — H20, представляет собой так называемый рвотный камень.

Соединения сурьмы сегодня используются в медицине для лечения некоторых инфекционных заболеваний у людей и животных. В частности, они используются при лечении комы.

Везде, где есть солнце

Хотя содержание сурьмы в земной коре очень мало, ее следы встречаются во многих минералах. Иногда сурьма встречается в метеоритах, морской воде, некоторые реки и ручьи также содержат сурьму, а в спектре Солнца линии сурьмы не обнаружены.

Сурьма и краски, многие соединения сурьмы могут служить пигментами в красках, так, сурьмяно-щелочной калий (K20 — 2Sb205) широко используется в производстве керамики. Сульфат натрия-стибия (NaSb03), называемый лейконином, используется для покрытия кухонной посуды, а также в производстве эмали и белого молочного стекла.

сурьма что это
Слиток сурьмы

Знаменитая краска «неаполитанский желтый» — это не что иное, как оксид сурьмы-свинца. Используется в живописи в качестве масляной краски, а также для керамики и фарфора. Даже металлическая сурьма, в виде очень мелкого порошка, используется в качестве краски. Этот порошок является основой знаменитой железно-желтой краски.

«В 1974 году Н.Н.Ляликова, советский микробиолог, обнаружила ранее неизвестную сурьмяную бактерию, которая питается исключительно триоксидом сурьмы Sb203. Она окисляет трехвалентную сурьму до пятивалентной, и считается, что многие природные соединения пятивалентной сурьмы были образованы «сурьмяными» бактериями.

Биологическая роль сурьмы и влияние на организм

Сурьма токсична, относится к ядовитым биологическим микроэлементам, ее содержание в организме человека составляет 1-6%. Сурьма в соединениях постоянно присутствует в живых организмах, физиологическая и биохимическая роль такого опасного элемента ученым до сих пор не понятна.

сурьма что это

Сурьма проявляет раздражающее и кумулятивное действие, она накапливается в щитовидной железе, подавляет ее функцию и вызывает эндемический зоб, однако, попадая в желудочно-кишечный тракт, соединения сурьмы не вызывают отравления, поскольку соли Sb (III) гидролизуются там с образованием нерастворимых в воде продуктов.

В то же время, соединения сурьмы (III) более токсичны, чем соединения сурьмы (V). Пыль и испарения Sb вызывают носовые кровотечения, сурьмяную «литиевую лихорадку», атеросклероз легких, поражают кожу, нарушают половую функцию. Порог вкуса в воде — 0,5 мг/л, Смертельная доза для взрослых — 100 мг, для детей — 49 мг, для аэрозолей сурьмы ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м3, в окружающем воздухе 0,01 мг/м3.

Сурьма в косметике

Состав натуральной сурьмы в косметических красках всегда разный в зависимости от страны-производителя. Но большинство брендов не используют металл вовсе, заменяя черную сурьму природными красителями иссиня-черного цвета.

Сурьму готовили дома, обмакивая кусочки муслина (тонкой ткани) в сандаловую пасту. Затем ткань сушили в течение суток и сжигали в лампе с касторовым маслом. Затем в смесь вливалось касторовое масло до консистенции кашицы.

✦

В Бенгалии листья кактуса используют для получения сурьмы; они покрыты маслянистой пленкой, которая при сжигании превращается в липкую и маслянистую сажу. Этот вид кахаля можно использовать для лечения глазных болезней у детей. Женщины Южной Азии используют это средство для бровей и ресниц.

В Северной Африке сурьму добывают из измельченного галенита, это вещество довольно токсично и может вызывать тяжелые аллергические реакции и отравления. Это единственное место, где модницы использовали настоящий полуметалл.

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

Если Вам понравилась статья, поделитесь в соцсетях, нам это важно
===========================================

Оставить комментарий