सुरमा: इतिहास, संरचना, गुण, उपयोग और जोखिम - रसायन विज्ञान - 2025

एंटीमनी एक उपधातु चमकदार, चांदी है, और कुछ नीले रंग के साथ। इसकी ठोस बनावट में बहुत भंगुर और परतदार होने की विशेषता भी है। यह आवर्त सारणी के समूह 15 के अंतर्गत आता है, जिसकी अध्यक्षता नाइट्रोजन द्वारा की जाती है। बिस्मथ (और मोस्कोवियम) के बाद, यह समूह का सबसे भारी तत्व है।

यह रासायनिक प्रतीक Sb द्वारा दर्शाया गया है। प्रकृति में यह मुख्य रूप से stibite और ullmannite खनिज अयस्कों में पाया जाता है, जिनमें से रासायनिक सूत्र क्रमशः Sb ₂ S ₃ और NiSbS हैं। ऑक्साइड के बजाय सल्फाइड बनाने की इसकी उच्च प्रवृत्ति इस तथ्य के कारण है कि यह रासायनिक रूप से नरम है।

क्रिस्टलीय सुरमा। स्रोत: सर्वश्रेष्ठ विज्ञान-वसा

दूसरी ओर, सुरमा भी शारीरिक रूप से नरम होता है, जो कि मोह्स पैमाने पर 3 की कठोरता पेश करता है। यह कमरे के तापमान पर स्थिर है और हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। लेकिन जब ऑक्सीजन की उपस्थिति में गरम किया जाता है, तो यह एंटीमनी ट्राइऑक्साइड, एसबी ₂ ओ ₃ बनाता है ।

इसी तरह, यह कमजोर एसिड की कार्रवाई के लिए प्रतिरोधी है; लेकिन गर्म होने पर यह नाइट्रिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड द्वारा हमला किया जाता है।

एंटीमनी के पास कई अनुप्रयोग हैं, उनमें से इसका उपयोग सीसा और टिन के साथ किया जाता है, वाहन बैटरी, कम घर्षण सामग्री आदि के निर्माण में।

इस मेटलॉइड में वॉल्यूम बढ़ाने की दुर्लभ संपत्ति होती है जब यह जम जाता है, जिससे इसके मिश्र धातु का निर्माण करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण को पूरी तरह से रखने के लिए उपयोग किया जाता है।

इसकी खोज का इतिहास

ईसा पूर्व

इस बात के प्रमाण हैं कि 3100 ईसा पूर्व से, मिस्र में एंटीमनी सल्फाइड एक कॉस्मेटिक के रूप में उपयोग किया जाता था। मेसोपोटामिया में, वर्तमान इराक, एक फूलदान और एक अन्य कलाकृति के अवशेष हैं, जो संभवतः, 3000 और 2200 ईसा पूर्व के बीच की तारीख में पाए गए थे, जिसके निर्माण में सुरमा का उपयोग किया गया था।

पद परिचय

रोमन विद्वान प्लिनी द एल्डर (23-79 ईस्वी) ने प्राकृतिक इतिहास पर अपने ग्रंथ में सात दवाओं के विस्तार में एंटीमनी के उपयोग का वर्णन किया, जिसे उन्होंने स्टिबियस कहा। अल्केमिस्ट अबू मूसा जहीर इब्न हय्यान (721-815) को तत्व का नाम देने के लिए सुरमा शब्द की शुरुआत करने का श्रेय दिया जाता है।

उन्होंने निम्नलिखित व्युत्पत्ति का उपयोग किया: 'विरोधी' को नकार के पर्याय के रूप में, और केवल 'मोनो' के लिए। तब वह इस बात पर जोर देना चाहता था कि प्रकृति में सुरमा ही नहीं पाया जाता। यह पहले से ही ज्ञात है कि यह सल्फाइड खनिजों का हिस्सा है, साथ ही साथ कई अन्य तत्व भी हैं।

प्राप्त

माना जाता है कि ग्रीक न्यूट्रीशियन पेडानियस डायस्कॉरिड्स ने हवा की एक धारा में एंटीमनी सल्फाइड को गर्म करके शुद्ध सुरमा प्राप्त किया है। इटैलियन मेटलर्जिस्ट वन्नोकियो बोरिंगुसिओ, डी ला पिरोटेकेनिया (1540) पुस्तक में, एंटीमोनी को अलग करने के लिए एक विधि का वर्णन करता है।

जर्मन रसायनज्ञ एंड्रियास लिबावियस (1615) ने लोहे, एंटीमनी सल्फाइड, नमक और पोटेशियम टार्ट्रेट के पिघले हुए मिश्रण का उपयोग करके क्रिस्टलीय सुरमा का उत्पादन हासिल किया।

एंटीमनी पर पहली विस्तृत रिपोर्ट 1707 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ निकोलस लेमरी (1645-1715) ने अपनी पुस्तक ट्रीटमेंट ऑन एंटीमनी में बनाई थी।

सुरमा की संरचना

झुर्रीदार परतें जो धातु या चांदी सुरमा की क्रिस्टल संरचना बनाती हैं। स्रोत: भौतिकवादी

ऊपरी छवि आर्सेनिक परमाणुओं द्वारा अपनाई गई झुर्रीदार स्तरित संरचना को दिखाती है। हालांकि, ग्रेइश एंटीमनी, जिसे मेटालिक एंटीमनी के रूप में जाना जाता है, इस संरचना को भी अपनाता है। इसे "झुर्रीदार" कहा जाता है क्योंकि एसबी परमाणु शेल से बने विमान के ऊपर और नीचे जा रहे हैं।

ये परतें, हालांकि वे फोटॉन के लिए ज़िम्मेदार हैं जो इसके साथ बातचीत करते हैं, चांदी की चमक को चमकते हैं, एक धातु के रूप में सुरमा पास करते हैं, सच्चाई यह है कि उन्हें एकजुट करने वाली ताकतें कमजोर होती हैं; इसलिए एसबी की स्पष्ट धातु के टुकड़े आसानी से जमीन और भंगुर या परतदार हो सकते हैं।

इसके अलावा, झुर्रियों वाली परतों में एसबी परमाणु अपने परमाणु ऑर्बिटल्स को एक साथ समूह में रखने के लिए पर्याप्त नहीं हैं और इस तरह एक बैंड बनाते हैं जो विद्युत चालन की अनुमति देता है।

व्यक्तिगत रूप से एक भूरे रंग के क्षेत्र को देखते हुए, यह देखा जा सकता है कि इसमें तीन एसबी-एसबी बांड हैं। एक उच्च तल से, Sb को एक त्रिभुज के केंद्र में देखा जा सकता है, जिसके तीन Sb इसके शीर्ष पर स्थित हैं। हालांकि, त्रिकोण समतल नहीं है और इसमें दो स्तर या फर्श हैं।

ऐसे त्रिभुजों और उनके बंधों के पार्श्व प्रजनन से झुर्रियों वाली परतें स्थापित होती हैं, जो कि रॉमबॉहेड क्रिस्टल बनाने के लिए लाइन बनाती हैं।

अपररूपता

जिस संरचना का वर्णन किया गया है, वह ग्रेविश एंटीमनी से मेल खाती है, जो उसके चार आवंटियों में सबसे अधिक स्थिर है। अन्य तीन अलॉट्रोप्स (काले, पीले और विस्फोटक) मेटास्टेबल हैं; अर्थात्, वे बहुत ही कठोर परिस्थितियों में मौजूद हो सकते हैं।

उनकी संरचनाओं के विषय में अधिक जानकारी नहीं है। हालांकि, यह ज्ञात है कि काली सुरमा अनाकार है, इसलिए इसकी संरचना गड़बड़ और जटिल है।

पीला सुरमा -90ºC से नीचे स्थिर है, एक गैर-धातु तत्व की तरह व्यवहार करता है, और यह अनुमान लगाया जा सकता है कि इसमें छोटे एग्लोमेरेट्स प्रकार एसबी ₄ (फॉस्फोरस के समान) होते हैं; जब यह गर्म होता है तो यह काला आबंटोप में बदल जाता है।

और विस्फोटक सुरमा के संबंध में, यह एक जिलेटिनस जमा होता है जो एक एंटीमनी हैलाइड के एक जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान कैथोड पर बनता है।

थोड़े मजबूत घर्षण या प्रभाव में, नरम ठोस इतनी अधिक गर्मी छोड़ता है कि यह फट जाता है और स्थिर हो जाता है क्योंकि इसके परमाणु भूरे रंग के सुरमा की रोमोब्हेड्रल क्रिस्टलीय संरचना में फिर से इकट्ठा हो जाते हैं।

गुण

परमाण्विक भार

121.76 ग्राम / मोल।

परमाणु क्रमांक

51।

इलेक्ट्रोनिक विन्यास

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³ ।

ऑक्सीकरण की स्थिति

-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5।

भौतिक वर्णन

चमकदार रेशमी ठोस, भंगुर, एक खुरदरी सतह के साथ, एक धूसर रंग के साथ। यह काले पाउडर के रूप में भी दिखाई दे सकता है।

गलनांक

630.63 ° सें।

क्वथनांक

1,635 ° से।

घनत्व

-6.697 जी / सेमी ³ कमरे के तापमान पर।

-6.53 ग्राम / सेमी ³ तरल अवस्था में, पिघलने के बिंदु के बराबर या उससे अधिक तापमान।

फ्यूजन की गर्मी

19.79 केजे / मोल।

वाष्पीकरण का ताप

193.43 kJ / मोल।

मोलर कैलोरी क्षमता

25.23 J / mol.K

वैद्युतीयऋणात्मकता

2.05 (पॉलिंग स्केल)।

परमाणु रेडियो

140 बजे।

कठोरता

यह एक नरम तत्व है, मोह्स पैमाने पर 3 की कठोरता के साथ और कांच द्वारा खरोंच किया जा सकता है।

स्थिरता

यह कमरे के तापमान पर स्थिर है, ऑक्सीकरण का सामना नहीं कर रहा है। यह एसिड द्वारा हमला करने के लिए भी प्रतिरोधी है।

आइसोटोप

इसके दो स्थिर समस्थानिक हैं: ¹²¹ Sb और ¹²³ Sb। इसके अलावा, 35 रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं। रेडियोएक्टिव समस्थानिक ¹²⁵ Sb का सबसे लंबा आधा जीवन है: 2.75 वर्ष। सामान्य तौर पर, रेडियोधर्मी समस्थानिक β ⁺ और radiation ^- विकिरण का उत्सर्जन करते हैं ।

विद्युत और तापीय चालकता

सुरमा गर्मी और बिजली का एक खराब कंडक्टर है।

रासायनिक प्रतिक्रिया

यह तनु अम्लों से हाइड्रोजन को विस्थापित नहीं कर सकता है। कार्बनिक और अकार्बनिक एसिड के साथ आयनिक परिसर। धातु की सुरमा हवा के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन तेजी से आर्द्र हवा में ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है।

यदि तापमान बढ़ जाता है, तो हॉगेंस और सल्फ़ाइड आसानी से एंटीमनी ऑक्सीकरण करते हैं।

अनुप्रयोग

मिश्र

ऑटोमोबाइल बैटरी के लिए प्लेट बनाने के लिए सीसा के साथ मिश्र धातु में एंटीमनी का उपयोग किया जाता है, प्लेटों के प्रतिरोध में सुधार होता है, साथ ही आरोपों की विशेषताएं भी।

सीसा-टिन मिश्र धातु का उपयोग वेल्ड की विशेषताओं में सुधार करने के लिए किया गया है, साथ ही साथ ट्रेसर बुलेट और कारतूस डेटोनेटर भी। इसका उपयोग विद्युत केबलों को कोटिंग के लिए मिश्र धातुओं में भी किया जाता है।

एंटीमनी का उपयोग एंटीफ्रीक्शन मिश्र में किया जाता है, अंगों और अन्य संगीत वाद्ययंत्रों के निर्माण में कम टिन सामग्री के साथ पिवर और सख्त मिश्र धातुओं के निर्माण में।

इसकी विशेषता यह है कि पानी के साथ साझा किया जाता है, जब यह संघनन में बढ़ता है; इसलिए, सीसा और टिन के साथ मिश्र धातुओं में मौजूद सुरमा, सांचों में सभी रिक्त स्थान को भरता है, जो कहा मिश्र धातुओं के साथ बनी संरचनाओं की परिभाषा में सुधार करता है।

अग्निरोधी

एंटिमोनी ट्राइऑक्साइड का उपयोग अग्निरोधी यौगिकों को बनाने के लिए किया जाता है, जो हमेशा हलोजनयुक्त अग्निरोधी, ब्रोमाइड और क्लोराइड के संयोजन में होता है।

अग्निरोधी ऑक्सीजन परमाणुओं और ओएच रेडिकल के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, जो आग को रोकता है। इन ज्वाला मंदक का उपयोग बच्चों के कपड़े, खिलौने, विमान और कार की सीटों में किया जाता है।

उन्हें पॉलिएस्टर रेजिन में भी जोड़ा जाता है, और फाइबर ग्लास कंपोजिट में हल्के विमान के इंजन के कवर के रूप में उपयोग की जाने वाली वस्तुओं के लिए।

अग्निरोधी के रूप में उपयोग किए जाने वाले एंटीमनी यौगिकों में शामिल हैं: एंटीमनी ऑक्सीक्लोराइड, एसबीओसीएल; एंटिमोनी पेंटोक्साइड, एसबीओ ₅; एंटिमोनी ट्राइक्लोराइड, SbCl ₃; और सुरमा ट्राइऑक्साइड, SbO ₃ ।

इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र

इसका उपयोग अर्धचालक, डायोड, मध्य-इन्फ्रारेड डिटेक्टरों के निर्माण और ट्रांजिटरों के निर्माण में किया जाता है। उच्च शुद्धता वाला सुरमा, अर्धचालक प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है, हाइड्रोजन के साथ सुरमा यौगिकों को कम करके प्राप्त किया जाता है।

दवा और पशु चिकित्सा

प्राचीन काल से दवा में एंटीमनी यौगिकों का उपयोग एमेटिक्स और एंटीप्रोटोज़ोआ के रूप में किया गया है। पोटेशियम पोटेशियम टार्ट्रेट (टार्टार इमेटिक) को लंबे समय तक एक एंटीसाइकोस्टोम के रूप में इस्तेमाल किया गया था; इस्तेमाल किया जा रहा है, इसके अलावा, एक expectorant, diaphoretic और emetic के रूप में।

जुगाली करने वाले जानवरों की त्वचा की कंडीशनिंग में भी एंटीमनी लवण का उपयोग किया गया है; जैसे कि एनोमालिन, और लिथियम एंटीमोनी थायोमेलेट।

मेगालुमिन एंटीमायोनीट घरेलू पशुओं के बाहरी फॉसी में लीशमैनियासिस के उपचार में इस्तेमाल होने वाली दवा है। हालांकि, चिकित्सीय लाभ सीमित थे।

पिगमेंट और पेंट

एनामेल्स में पेंट और ओपसीफायर के निर्माण में एंटीमनी यौगिकों का उपयोग किया जाता है। वे सिंदूर, पीले और नारंगी पिगमेंट में भी उपयोग किए जाते हैं, जो एंटीमनी सल्फाइड के धीमे ऑक्सीकरण के उत्पाद हैं।

इसके कुछ कार्बनिक लवण (टारट्रेट्स) का उपयोग कपड़ा उद्योग में कुछ रंगों को बांधने में मदद करने के लिए किया जाता है।

प्राचीन मिस्र में एंटीमनी सल्फाइड का उपयोग आंखों को काला करने के लिए कॉस्मेटिक के रूप में किया जाता था।

अन्य उपयोग

कुछ एंटीमनी लवण का उपयोग टेलीविजन स्क्रीन पर बनने वाले सूक्ष्म बुलबुले को हटाने के लिए कोटिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। एंटीमनी आयन ऑक्सीजन के साथ बातचीत करते हैं, बुलबुले बनाने की अपनी प्रवृत्ति को समाप्त करते हैं।

एंटीमनी (III) सल्फाइड का उपयोग कुछ सुरक्षा मैचों के प्रमुखों में किया जाता है। ऑटोमोटिव ब्रेक पैड में प्रयुक्त सामग्री के घर्षण के गुणांक को स्थिर करने के लिए एंटीमनी सल्फाइड का भी उपयोग किया जाता है।

¹²⁴ एसबी आइसोटोप, बेरिलियम के साथ मिलकर, न्यूट्रॉन स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसमें 24 केवी का ऊर्जा औसत होता है। इसके अलावा, प्लास्टिक के उत्पादन में एक उत्प्रेरक के रूप में सुरमा का उपयोग किया जाता है।

जोखिम

यह एक भंगुर तत्व है, इसलिए इसकी हैंडलिंग के दौरान पर्यावरण से एक प्रदूषणकारी धूल का उत्पादन किया जा सकता है। एंटीमनी डस्ट, डर्मेटाइटिस, रिनिटिस के संपर्क में आने वाले श्रमिकों में ऊपरी श्वास नलिका की सूजन और कंजक्टिवाइटिस देखे गए हैं।

न्यूमोकोनियोसिस, कभी-कभी प्रतिरोधी फुफ्फुसीय परिवर्तनों के साथ जोड़ा जाता है, लंबे समय तक जोखिम के बाद वर्णित किया गया है।

एंटीमनी ट्राईऑक्साइड दिल के कार्य को नुकसान पहुंचा सकती है जो घातक हो सकता है।

इस तत्व के संपर्क में आने वाले लोगों में, क्षणिक पुष्ठीय त्वचा संक्रमण की उपस्थिति देखी गई है।

इस धातु की कम खुराक के लगातार सेवन से दस्त, उल्टी और पेट में अल्सर हो सकता है। इसके अलावा, हवा में अधिकतम सहनीय एकाग्रता 0.5 मिलीग्राम / मी ^{3 है} ।

संदर्भ

1. कंपकंपी और एटकिंस। (2008)। अकार्बनिक रसायन शास्त्र। (चौथा संस्करण)। मैक ग्रे हिल।
2. मैनी। (11 मार्च, 2009)। पीला सुरमा और विस्फोटक सुरमा। से पुनर्प्राप्त: antimonyproperties.blogspot.com
3. अर्नस्ट कोहेन और जेसी वान डेन बॉश के प्रो। (1914)। एंटिमोनी का एलॉट्रॉपी। कार्यवाही रॉयल एकेड। एम्सटर्डम। वॉल्यूम XVII।
4. विकिपीडिया। (2019)। एंटीमनी। से पुनर्प्राप्त: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019)। एंटीमनी। से पुनर्प्राप्त: chemistryexplained.com
6. सेबल मैक'ओनल। (15 सितंबर, 2018)। रसायन विज्ञान: एसबी-एंटीमनी के गुण और अनुप्रयोग। से पुनर्प्राप्त: medium.com