Какая подгруппа у кальция главная или побочная. Сурьма в организме человека

Сурьма — простое химическое вещество, элемент таблицы Менделеева Sb под номером 51. Химики относят его к полуметаллам, металлоидам, то есть к веществам, проявляющим свойства как металлов, так и неметаллов.

Сурьма встречается в природе в самородном виде, но чаще в составе минералов (их известно более сотни); в составе свинцовых, медных и серебряных руд. Промышленное значение имеет только один минерал — антимонит (сульфид сурьмы).

Виды и особенности

Сурьма имеет 4 металлические аллотропные модификации, и 3 аморфные: желтая сурьма, черная, взрывчатая. Металлическая сурьма, она же серая сурьма — похожее на металл серебристое вещество с синеватым отливом, твердое, но хрупкое, его легко растолочь в порошок. Металлическая сурьма очень высокой чистоты пластична. Вещество устойчиво в нормальных условиях, слабо проводит ток и тепло, имеет полупроводниковые свойства. Обладает редким качеством для металла — расширяется при охлаждении, благодаря чему используется для изготовления типографских литер.

Желтая сурьма при нагревании или ярком освещении превращается в черную сурьму с полупроводниковыми свойствами. Взрывчатая сурьма взрывается при трении. При определенных условиях черная и взрывчатая сурьма переходят в металлическую.

Сурьма растворяет многие металлы (образует с ними интерметаллические соединения). В химических реакциях проявляет валентность III и V. Для окисления кислородом требуется нагрев до 600 °С. Вступает в реакции с концентрированной азотной и серной кислотами, с «царской водкой», с галогенами и хлором.

Сурьма, особенно Sb III, а также ее соединения, ядовита, хотя как микроэлемент присутствует в организме человека и животных. В организме хим реактив может накапливаться, вызывая угнетение функции щитовидной железы и половой функции. На производствах, при работе с рудами и выплавке сплавов необходимо использовать индивидуальные средства защиты . Пары и пыль сурьмы вызывают поражение органов дыхания, носовое кровотечение, раздражение кожи и глазные заболевания. Попадание сурьмы через пищевой тракт менее опасно, так как она гидролизуется в процессе пищеварения и выводится из организма.

Сурьма относится к токсичным веществам 2 класса опасности и ее содержание в воздухе, воде, сточных водах и почвах регламентируется санитарными нормами.

Применение

— Сурьма входит в состав почти 200 сплавов. Добавление в сплав сурьмы увеличивает его твердость. Особенно часто применяются сплавы со свинцом, оловом, медью и висмутом для получения легкоплавких, но твердых, износо- и коррозиеустойчивых сплавов для производства подшипников, типографских шрифтов, труб для перекачки агрессивных жидкостей (твердый свинец), пуль и шрапнели.
— Основная часть производимой сурьмы идет на производство твердого свинца (сплав может содержать до 15% Sb) для выпуска пластин аккумуляторов и батарей. Из этого сплава также изготавливают электроды, оболочки кабелей, защитные экраны от излучения.
— Сплавы сурьмы с германием, индием, галлием и алюминием — высококачественные полупроводники. Теллурид сурьмы входит в состав термоэлектрических сплавов.
— Оксид сурьмы (III) — самое востребованное промышленностью соединение сурьмы. Оно отличается высокой термостойкостью, поэтому входит в состав жаростойких красок и эмалей, стекол, керамики, тканей, антипиренов. Краска на его основе используется для окраски кораблей, в том числе их подводной части. Триоксид сурьмы используется для получения Sb высокой чистоты для металлургии и производства полупроводников.
— Сульфиды сурьмы III и V используются в пиротехнике, в производстве трассирующих пуль, в составе спичечных головок, для вулканизации каучука, в составе особо эластичной и термостойкой резины для медицинских изделий (резина красных оттенков).
— Треххлористая сурьма применяется в химической промышленности для получения сурьмы высокой чистоты, в органическом синтезе, для получения жидкого неводного растворителя. Используется в аналитической химии; в текстильной промышленности в качестве протравы.
— Сурьма входит в состав многих красок и пигментов для стекольной, фарфоровой и керамической индустрии, в состав масляных красок для живописи. Мелкодисперсионный порошок чистой сурьмы является основой краски «железная чернь».
— Кроме того, сурьма применяется в люминесцентных лампах; в лекарственных препаратах; как источник γ-излучения и нейтронов, в бессвинцовом припое.

Магазин химических реактивов, лабораторного оборудования и средств защиты предлагает хим реактивы в широком ассортименте, среди которого имеется Сурьма (III) окись ч и

Сурьма (Sb) - химический элемент с атомным номером 51. В элементарном виде сурьма представляет собой серебристо-белый с синеватым оттенком полуметалл, имеющий грубозернистую структуру. Имеет четыре аллотропных металлические модификации и три аморфные.

С сурьмой люди знакомы с давних пор. Еще 3000 лет до н.э. на Востоке она применялась в изготовлении посуды. В XIX веке до н.э. в Древнем Египте сурьма в виде порошка использовалась для чернения бровей, то есть в косметических целях.

Самостоятельным химическим элементом сурьму признал известный французский химик А. Лавуазье.

Сурьма относится к редким элементам, его среднее содержание в земной коре около 0,5 г на тонну. Концентрация в морской воде около 0,5 мкг/л.

С некоторыми металлами (медь, мышьяк, палладий) сурьма образует интерметаллиды.

Сурьма присутствует в огромном количестве минералов. но промышленное значение имеет прежде всего антимонит (сульфид сурьмы), содержание сурьмы в котором достигает более 70%. Очень часто сурьма является сопуствующим элементом в минералах других металлов, из которых она попутно извлекается (тетраэдрит, бурнонит, буланжерит, джмесонит и др.).

Самые крупные месторождения сурьмы обнаружены в ЮАР, Алжире, Армении, Болгарии, Боливии, Канаде, Китае, Кыргызстане, Мьянме, России, Таджикистане и Финляндии. Основным производителем сурьмы уже много лет остается Китай. Россия в этом списке занимает второе место.

Сурьма широко применяется в изготовлении полупроводниковых приборов, сплавов свинца (увеличивает их твердость), припоев, лекарств, огнеупорных соединений, стекла, красок, пигментов и эмалей, керамики, спичек. В технике широко известен баббит - сплав сурьмы с оловом и медью, который используется для изготовления подшипников скольжения. Долгое время сурьмы была необходимым компонентом в изготовлении типографской краски.

Роль сурьмы в организме человека

Биологическая роль сурьмы в организме человека до конца не изучена, однако установлено, что суточная потребность человека в сурьме составляет порядка 50 мкг. Концентрация этого химического элемента в организме составляет 10 -6 %. Таким образом, сурьма является биологически необходимым микроэлементом.

Известно, что сурьма образует в организме соединения с серой, реагируя с сульфгидрильными группами некоторых ферментов, что обусловливает ее довольно высокую токсичность и опасность для здоровья. В этом отношении действие сурьмы весьма схоже с действием мышьяка. Однако сурьма всасывается намного медленнее мышьяка, поэтому последствия отравления ей развиваются длительнов время.

Из организма соединения сурьмы выводятся очень медленно и преимущественно с мочой (до 80%), что объясняется их высоким кумулятивных эффектом.

В настоящее время сурьма также используется в медицине и ветеринарии. Ее препараты (солюсурьмин и некоторые другие) применяются в лечении ряда инфекционных заболеваний, например, висцерального и кожного лейшманиоза, сонной болезни (африканского трипаносомоза). В медицинской диагностике препараты сурьмы применяются в исследованиях свертывания крови.

Взаимодействие сурьмы с другими минеральными элементами в организме человека пока не изучено.

Источники сурьмы в организме человека

В человеческий организм сурьма попадает преимущественно с пищей. Наибольшие ее концентрации отмечаются в щитовидной железе, печени, почках, селезенке, костях скелета и красных кровяных тельцах (эритроцитах). Причем в большинстве тканей сурьма присутствует в пятивалентных соединениях, а в эритроцитах преобладает трехвалентная сурьма.

Сурьма присутствует в следующих продуктах питания:

• морепродукты;
• безалкогольные напитки (фруктовые соки) и молоко;
• фрукты;
• овощи.

Нехватка сурьмы в организме человека

В медицинской литературе данных о симптомах дефицита сурьмы в организме человека нет.

Избыток сурьмы в организме человека

Прием внутрь препаратов сурьмы и других ее соединений приводит в зависимости от дозы к острому или хроническому отравлению. ПДК сурьмы в организме человека колеблется в пределах 10 -5 -10 -7 %, то есть расхождение в различных оценках составляет 100 крат.

Основной причиной избытка этого химического элемента в организме является работа на вредном производстве и случайное употребление его соединений.

Установлено, что при накоплении сурьмы в организме она оказывает раздражающее действие, угнетает активность многих ферментов, участвующих в жировом, белковом и углеводном обмене.

При попадании сурьмы на кожу возникает раздражение, которое сопровождается чувством жжения, покраснением и впоследствии появлением пустулезной сыпи.

В старину сурьму называли еще рвотным камнем, поскольку при попадании в желудочно-кишечный тракт она вызывает сильный рвотный рефлекс и при высокой дозе приводит к тяжелому анатомическому поражению органов пищеварения. В Средние века, чтобы вызвать рвоту, человеку давали вино, выдержанное в сурьмяной посуде.

При хроническом отравлении небольшими дозами сурьмы развивается жировое перерождение и цирроз печени, поражаются почки и другие паренхиматозные органы.

Сурьма считается сильным канцерогеном.

Симптомы избытка сурьмы в организме человека:

• снижение или полное отсутствие аппетита;
• воспаление слизистых оболочек зева и гортани;
• сухость в горле, сильный сухой кашель;
• боли в кишечнике;
• сильная рвота;
• боль в области печени и ее увеличение;
• иктеричность (пожелтение) склер.

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 . 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 SbH 3 .

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

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 Sb 2 S 3), 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 . 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 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.

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.