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Antimonio (elemento)

Características del antimonio

  • Símbolo : Sb
  • Masa atómica : 121,760 ± 0,001u
  • Número CAS : 7440-36-0
  • Configuración electrónica : [Kr]4d10 5s2 5p3
  • Número atómico : 51
  • Grupo : 15
  • Bloque : Bloque p
  • Familia de elementos : Metaloide
  • Electronegatividad : 2,05
  • Punto de fusión : 630,63 °C

Ver los productos asociados al antimonio

El antimonio, elemento atómico n°51 de símbolo Sb: su historia, sus isótopos, sus ocurrencias, sus propiedades, sus usos, su producción y su comercialización.

Primo del arsénico, el antimonio es el elemento químico de símbolo Sb y número atómico 51. Es un metaloide de color metálico que no se opaca a temperatura ambiente y al aire libre. Forma parte del grupo de los pnictógenos y se caracteriza por sus propiedades que se sitúan entre las de los no metales y metales. El antimonio también forma parte del quinto grupo principal en la tabla periódica de los elementos, junto con el arsénico. Su electropositividad es baja, mientras que su electronegatividad es de 1,9 según el químico americano Linus Carl Pauling. Como comparación, la del arsénico ronda los 2.

El cuerpo simple de este metaloide es polimorfo, cancerígeno y tóxico, al igual que el arsénico. De hecho, a menudo se combinan estos dos materiales, especialmente en el diseño de municiones de plomo, por ejemplo. Las propiedades del antimonio también lo convierten en un contaminante vial y urbano nanoparticular emergente. Se usa como contaminante durante el final de la vida útil de productos que lo contienen. En la industria automotriz, sirve para reemplazar el amianto en las pastillas de freno. Su adjetivo antimoniado representa una materia o un cuerpo que tiene antimonio en su composición.

Etimología e historia del antimonio

El símbolo Sb del antimonio fue elegido por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius. Hace referencia a la palabra latina “stibium”, proveniente del término griego “στίμμι” o “stímmi” que designa particularmente la estibina y los cuerpos minerales antimoniados. En cuanto al nombre antimonio, éste vendría de una alteración de la palabra árabe “al-itmid” que, a su vez, sería un préstamo de la antigua palabra egipcia “stim” o “smdt”.

Además, el trisulfuro de antimonio llamado estibina dotado de un polvo negro intenso ya se utilizaba en la Antigüedad. Se empleaba como delineador de ojos para resaltar el contorno de los ojos. También se utilizaba como medicamento con el fin de prevenir o curar infecciones oculares. Aunque la primera descripción de una preparación no apareció hasta en un manuscrito de 1604, el uso del término ha permanecido igual.

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En cuanto al stibium, probablemente fue conocido desde el IVème milenio antes de Jesucristo por los Babilonios, en particular. Este material ya designaba el antimonio nativo de los mineralogistas o el cuerpo simple gris metálico y estable de los químicos. De hecho, se encontró un jarrón caldeo de antimonio puro que debía datar de aproximadamente cuatro mil años antes de nuestra era. Los egipcios de las Vème y VIème dinastías también utilizaban recipientes de cobre, cubiertos de antimonio, para transportar agua.

En el siglo I después de Jesucristo, Plinio el Viejo y Celso utilizaban el latín “stibium” que significa “signo o marcado”. Es en el siglo XVIII cuando el investigador Jöns Jakob Berzelius creó la abreviatura Sb. Este último convertido en el símbolo químico del antimonio. El mineral habría sido bautizado así por Plinio, pero distinguía formas macho y hembra. La estibina (entonces sulfuro de antimonio) probablemente sería el macho. La hembra, por su parte, fue descrita como más brillante, más pesada y menos friable. Era, por tanto, superior. Probablemente se hace alusión al antimonio metálico que se encuentra en estado natural.

Mucho más tarde, los alquimistas de la Edad Media dieron el nombre de antimonium, que es una forma latina medieval. Atestiguado hacia 1050, tiene sin embargo un origen incierto. En efecto, si creemos en la etimología popular, el origen de esta denominación se explicaría por una sucesión de muertes de monjes en la Edad Media. Estos habrían realizado trabajos de investigación sobre el antimonio. La leyenda también dice que habrían sido las víctimas del aprendiz de Paracelso, el alquimista Basilio Valentín. Cabe señalar que este último tenía la costumbre de engordar a sus cerdos con los residuos de estos experimentos que ponía en sus comederos. Los animales domésticos se habrían vuelto tóxicos.

Otra hipótesis también decía que la etimología pseudo-científica habría propuesto una palabra griega hipotética: antimonos. Anti que significa “opuesto a” y monos “solo” debido a que se consideraba que el mineral nunca se presentaba solo. El antimonio solo se encuentra combinado con otros metales, como el plomo por ejemplo, en estado natural.

Gabriel Lippmann, físico franco-luxemburgués, habría supuesto que el origen etimológico del antimonio era la palabra griega anthemonion que significaba “máscara” o literalmente “florecita”. También cita varios términos que se refieren al griego antiguo que describen elementos biológicos y químicos.

En cuanto a los primeros usos del nombre antimonium, estos se remontan a los años 1050 a 1100 por Constantino el Africano en los tratados de medicina árabe. Por lo tanto, el elemento antimonio, pero no su sulfuro o el cosmético, podía llamarse ithmid, othmod, uthmod, athimar o también athmoud. Más tarde, el diccionario Littré sugiere que la primera forma es una derivación de “stimmida”, de “stimmi”.

Desde la Antigüedad, el antimonio era explotado en una pequeña metalurgia extractiva que continuaba durante la época medieval. El conocimiento de la materia mejora cada vez más en la era moderna. En el siglo XVIII, algunos químicos llamaban al antimonio “Polvo de Algaroth” o “Mercurio de vida”. En la actualidad, en medicina, solo se utiliza para contrarrestar la leishmaniasis cutánea o visceral.

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Los isótopos del antimonio

Entre los isótopos del antimonio, solo el 121 constituye el 57% de la masa de este metaloide. Junto con el antimonio 123, es el único isótopo estable.

Para los isótopos radiactivos, existen una veintena. Las masas atómicas de estos últimos se escalonan desde 113 hasta 134. Hablamos de isótopos bastante poco conocidos, como el antimonio 125, que es un radionucleido artificial. Este se utiliza como indicador de radiactividad. En la literatura, se mencionan sus formas bio o metiladas que serían por tanto mejor bioasimilables.

La cinética ambiental del 125 sigue siendo poco conocida. Sin embargo, se constata que es menos móvil en los suelos. También es poco bioasimilable para las plantas. En las redes tróficas, parece no sufrir bioamplificación ni bioacumulación. En cuanto a su toxicidad en los organismos, esta parece estar ligada de manera irreversible a enzimas importantes. Su ecotoxicidad, en cambio, es poco conocida.

Finalmente, el antimonio 124 genera rayos gamma. Cuando se asociaba con berilio, se utilizaba en la divergencia de reactores nucleares.

Las ocurrencias del antimonio en mineralogía y geología

Comparado con el Clarke, el antimonio es raro, siendo diez veces menos abundante que el arsénico. Sin embargo, se encuentra en al menos un centenar de minerales. Es aún más difícil de encontrar en la naturaleza bajo su forma de elemento nativo. No obstante, el Sb metálico denominado “antimonio nativo” a menudo se encuentra con trazas de hierro, plata y arsénico. Se trata de un mineral que a veces está aleado con arsénico nativo, arita o stibareno. También hay que señalar que la breithauptita corresponde a un antimoniuro natural de níquel.

Por otra parte, el antimonio corresponde a la unidad que se utiliza desde el año 2024 con el fin de determinar el consumo de una materia prima dada. Esto concierne especialmente a los análisis de ciclo de vida y la aprehensión del agotamiento de los recursos calificados de abióticos. Para estimar la rareza de una materia específica, se realizan estimaciones en miligramos de antimonio por litro y por kg.

Las formas, la especiación y los minerales más comunes del antimonio

De manera general, se encuentra más fácilmente el antimonio bajo su forma de sulfuro. Cuando está asociado, combinado o no con metales como el cobre, la plata o el plomo, su especiación posee una gran influencia sobre su toxicidad.

Los sulfuros de antimonio

Entre los sulfuros de antimonio, contamos la estibina o antimonita, de fórmula Sb2S3. De color gris acero y de una densidad de 4,6, se trata de la forma más frecuente. La palabra Griega “stibi” que significa negro de antimonio es el origen de su nombre.

También contamos con la berthierita de fórmula FeSb2S4 que debe su nombre al geólogo y mineralogista francés Pierre Berthier quien la descubrió en 1827. Su densidad es también de 4,6. A menudo se confunde con la estibina. Un ataque con hidróxido de potasio es generalmente necesario para diferenciarlas.

La gudmundita de fórmula FeSbS, por su parte, es un sulfuro de hierro y de antimonio que forma parte del grupo de las arsenopiritas. Tampoco olvidamos la wakabayashilita que es un sulfuro complejo de As y de Sb, de fórmula [(As,Sb)6S9][As4S5].

Además, existen numerosas familias de sulfosales de antimonio que contienen elementos metálicos como el plomo, el zinc, el cobre y la plata. Es posible citar las sulfosales:

  • que contienen cationes de plomo como:
    • la guettardita Pb(Sb,As)2S4
    • la plagionita Pb5Sb8S11
    • la benavidesita Pb4(Mn,Fe)Sb6S14
    • la jamesonita Pb4FeSb6S14
    • la ardaíta Pb19Sb13S35Cl7
    • la semseyita Pb9Sb8S14
    • la boulangerita Pb5Sb4S11
    • la zinkénita Pb6Sb14S27
    • la madocita Pb17Sb16S41
    • la meneghinita Pb13CuSb7S24
    • la franckeíta (Pb,Sn)6Fe2+Sn2Sb2S14
    • la twinnita Pb(Sb,As)2S4
  • que contienen cationes de cobre:
    • la galkhaíta (Cs, Ti)(Hg, Cu, Zn)6(As, Sb)4S12
    • la tetraedrita (Cu, Fe, Ag, Zn)12Sb4S13
    • la freibergita (Ag,Cu,Fe)12(Sb,As)4S13
    • la bournonita CuPbSbS3
    • la chalcostibita CuSbS2
  • que disponen de otros cationes:
    • la ullmannita NiSbS
    • la vrbaíta Tl4Hg3Sb2As8S20
    • la discrasita Ag3Sb
    • la routhierita Tl(Cu,Ag)(Hg,Zn)2(As,Sb)2S6
    • la estefanita Ag5SbS4
    • la miargirita AgSbS2
    • la pirargirita Ag3SbS3
    • la nagyagita AuPb(Sb,Bi)Te2-3S6

Tampoco olvidamos la allemontita o stibarsen AsSb.

Los óxidos de antimonio

De manera general, los óxidos de antimonio son de color gris o blanco como la valentinita Sb2O3 ortorrómbica y la senarmontita Sb2O3 cúbica. También encontramos la estibiconita (Sb3O6(OH)) que es amarilla. La kermesita Sb2S2O así como la livingstonita HgSb4O8, por su parte, tienen un tono rojo.

En la familia de los hidróxidos y de los oxihidróxidos, el antimonio solo cuenta con el shakhovit, de fórmula Hg4SbO3(OH)3.

Los cuerpos simples y cuerpos compuestos químicos del antimonio

En cuanto al radio atómico del antimonio, este es de 1,41 Å, es decir, entre 1,21 Å (arsénico) y 1,62 Å (bismuto). Su energía de ionización es de 199 kcal/mol. Los criterios físico-químicos de los puentes termodinámicos a la entalpía de formación del antimonio lo acercan al sentido químico del bismuto. Sin embargo, como su polarizabilidad es más bien menor, este metaloide se parece más al arsénico.

Propiedades químicas y físicas de los cuerpos simples de antimonio

Contamos con tres formas sólidas de cuerpo simple de antimonio con dos inestables respecto al calor. Una se caracteriza por su propiedad explosiva. Para tener una forma amarilla con una estructura tetraédrica no metálica (Sb4), es necesaria una condensación rápida de los vapores de antimonio.

El cuerpo simple Sbgris metal que dispone de un aspecto quebradizo y blanco plateado es un semimetal brillante de densidad 6,7. Al aire libre de temperatura ambiente, no se opaca. De manera general, no es un conductor de calor ni de electricidad. En comparación con el cuerpo simple del cobre, su conductividad eléctrica solo alcanza el 4%. Además, el cuerpo simple Sb puede fácilmente ser reducido a polvo fino debido a su carácter muy quebradizo. Esto se explica por la energía de cohesión con uniones de grano.

En relación con la forma estable que se constituye de macromoléculas dotadas de átomos formando una red cristalina trigonal, el antimonio funde a más de 630°C. Hierve cuando la temperatura alcanza los 1.380°C. Su vaporización se efectúa de manera lenta en el vaporizador de código de color rojo blanco. En 1928, se anunció que el antimonio líquido pierde volumen cuando se solidifica. Sin embargo, esta afirmación fue contradicha posteriormente.

Además, las propiedades de este metaloide le permiten ser soluble en los ácidos nítrico, sulfúrico y fosfórico cuando estos últimos están concentrados en caliente. Se creía entonces que engendraba ácido antimónico, pero bajo una forma de iones antimoniatos Sb(OH)6. Por último, mediante fusión con carbonato de sodio y eventualmente con carbón activo, el antimonio impuro puede ser purificado.

Las aleaciones posibles del antimonio

El antimonio es un metaloide que puede constituir fácilmente aleaciones con el cobre, el plomo y los metales preciosos. La mayoría de las veces, se le considera como un elemento que favorece el endurecimiento en el marco de una aleación a base de estaño (Sn) y de plomo (Pb), entre otros. Cuando está asociado con el bismuto, se forman aleaciones denominadas antimoniuros de bismuto. Hay que señalar que las proporciones son variadas y las propiedades eléctricas son numerosas. El antimonio también puede formar una aleación con el arsénico.

La química de los cuerpos simples de antimonio

El número máximo de enlaces covalentes o iónicos (valencia) del antimonio en sus compuestos puede ser de II, III, V y de manera accesoria, –III.

En medio ácido, el antimonio produce iones Sb3+ hidrolizados en SbO+ o precipitados en Sb(O{H}2+. El antimonio Sb de valencia V de fórmula Sb(V) dispone de un nivel de energía superior. El valor es de 0,58 e.V de Sb(III). El óxido Sb2O5, un oxidante moderadamente fuerte, es virtualmente insoluble en un medio ácido.

El antimonio cuerpo simple o Sb0 (nivel de oxidación elemental o cero), es sólo de nivel de energía inferior evaluado a 0,21 e.V de Sb(III). Notemos que el Sb(-III) que está representado por el hidrógeno antimoniado SbH3 es de -0,51 e.V de Sb0.

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El antimonio cuerpo simple entra en reacción al rojo con el gas oxígeno. De esta forma se forma óxido anfótero Sb2O3, pero éste es volátil. Hablamos aquí de un polvo insoluble en agua, cristalino y blanco. Cuando se calienta, vira al amarillo y cuando se enfría, retoma su color original. La senarmontita octaédrica de malla cúbica se transforma en una flor de antimonio. Toma la forma de romboedros próximos a la valentinita.

En el gas cloro, el antimonio se inflama de manera espontánea. El cloruro así formado es un pentacloruro SbCl5. Para obtener tricloruro SbCl3, el cuerpo debe ser recalentado lentamente a 200°C. Controlados a esta temperatura, los cuerpos simples pueden producir tricloruro de antimonio. Con un exceso de ácido clorhídrico y de agua regia o agua real, éste se obtiene bastante fácilmente. También se le llama “mantequilla de antimonio” debido a su masa blanda, incolora e higroscópica. Cuando el tricloruro de antimonio entra en contacto con agua, se observa una peligrosa reacción exotérmica. Aparece cloruro de hidrógeno (HCl) o ácido clorhídrico gaseoso.

Otros compuestos tales como el trifluoruro y el pentafluoruro de antimonio se obtienen también fácilmente. Combinado con otros cuerpos simples halógenos como el bromo o el yodo, el antimonio reacciona en caliente. Asociado al flúor, produce trifluoruro de antimonio SbF3, un cuerpo volátil e incoloro.

En química analítica, el hidruro de antimonio SbH3 es el gas de hidrógeno estibiado o hidrógeno antimoniado también llamado estibina. Particularmente inestable, este gas de una toxicidad mayor, corresponde a un producto de reducción en un medio ácido. A título de ejemplo, se puede obtener vertiendo antimonio en una solución caracterizada por su acidez y que comporta trozos de zinc. El resultado es una ebullición de hidrógeno reactivo.

Comparativamente, la cantidad de este gas que se obtiene es menos importante que la de la arsina. En cambio, la proporción es más notable que la de la bismutina que es más inestable. En solución alcalina, el gas no existe. Se observa más bien una descomposición en hidrógeno y en Sb. ¡Atención! A la mínima excitación en estado gaseoso, es probable una descomposición exotérmica.

Los cuerpos compuestos antimoniados

En varios compuestos minerales, encontramos antimonio que está generalmente combinado con plomo. Este último puede tomar la forma de sulfuros, de óxidos, de sulfóxidos y de oxicloruros, entre otros.

En cuanto al ácido antimónico HSb(OH)6, éste sigue siendo desconocido en la práctica. Solo contamos con el ion antimoniato que se encuentra en piroantimoniato de sodio, de fórmula NaSb(OH)6 o por convención Na2Sb2O5(OH)2. Hay que señalar que la fórmula 5 H2O corresponde al piroantimoniato de potasio.

El trisulfuro de antimonio Sb2S3, por su parte, se presenta en forma de cristales alargados con un brillo metálico neto y un tono gris negro. Hablamos aquí de la estibina de malla ortorrómbica conocida por los mineralogistas. Por otra parte, su forma alotrópica amorfa rojo anaranjada dispone de un nivel menor en aporte en energía. Ésta también es inestable.

También encontramos antimonio en diversos compuestos organometálicos como los gluconatos y los tartratos.

El análisis cualitativo y la dosificación cuantitativa del antimonio

A diferencia del espejo de arsénico, el espejo de antimonio que se obtiene por la descomposición del hidrógeno estibiado sobre vidrio no se disuelve por una solución de hipoclorito. Para producir un sulfuro naranja insoluble, hay que hacer reaccionar el antimonio con un hidrogenosulfuro en un medio ácido. Eso también es posible con una asociación con ion hidrogenosulfuro. El precipitado coloreado así obtenido permitía anteriormente confirmar si había antimonio o no.

Además, el hecho de separar As y Sb en forma de sulfuros es posible. Esto se hace procediendo a la disolución selectiva del Sb2S3 básico en ácido clorhídrico y As2S3 más ácido en carbonato de amonio.

Diversos métodos analíticos permiten estimar la cantidad de antimonio en medios diferentes. Una digestión con ácido es a menudo necesaria para separar el antimonio de la matriz de su medio. Debido a la importante toxicidad del antimonio, dos sistemas de detección, ya sea el SAA-horno de grafito y/o el ICP-MS, son propuestos por el INRS. Se utilizan para los compuestos en la orina y en la sangre. Por último, en el ultravioleta próximo, las rayas de absorción son intensas.

Toxicología del antimonio

El antimonio así como la mayoría de sus componentes se caracterizan por una toxicidad intensa o media. A menudo son irritantes para las mucosas de la piel y/o vomitivos tras la ingestión.

En cuanto al hidruro de antimonio o al gas antimoniuro de hidrógeno, la toxicidad es comparable a la de la arsina. La tolerancia en la atmósfera de trabajo, es de 0,5 mg/m3 de aire. A menudo se encuentra el hidruro de antimonio en agua embotellada, debido, especialmente al PET y en el agua potable. Las concentraciones son sin embargo inferiores a los valores reglamentarios. En Canadá, la norma de concentración máxima aceptada en el agua potable es de 6 µg/L.

Si nos basamos en el sitio del INRS, en Francia, existen dos fichas toxicológicas sobre:

  • el trióxido de antimonio: diantimonio trióxido, antimonio trióxido, óxido antimonioso, óxido de antimonio(III), anhídrido antimonioso, sesquióxido de antimonio; número CAS: 1309-64-4;
  • el hidruro de antimonio: hidrógeno antimoniado, antimonio trihidruro, hidruro de antimonio, estibina; número CAS: 7803-52-3.

Bajo ciertas formas, el antimonio también parece tóxico para el espermatozoide, es decir, reprotóxico genotóxico (clastógeno). En términos de riesgos, el feto, el embrión así como la mujer embarazada parecen más vulnerables. De hecho, durante un seguimiento de una cohorte de 4.145 mujeres embarazadas que dieron a luz en Francia metropolitana en 2011, se reveló un resultado. La dosificación en la orina de 990 sujetos puso de relieve especialmente una presencia de antimonio superior al umbral de detección del 70% de las muestras. Hablamos de una media geométrica de 0,04 μg/L. La proporción de creatinina es de 0,06 μg/L, lo que corresponde a un nivel casi idéntico a lo que se descubrió en la mujer embarazada o no, en Francia, como en el extranjero durante estudios anteriores.

Este estudio demostraba así que las mujeres embarazadas impregnadas por este metaloide aumentan en número. La razón no es otra que el consumo de tabaco y de agua embotellada. En las zonas urbanas e industriales, el aire ambiente representa igualmente una fuente de contaminación del ambiente. Las dosis son, de manera eventual, un problema para la mujer embarazada y el embrión.

Los umbrales toxicológicos están establecidos de manera que eviten poner palos en las ruedas de la industria. Efectivamente, no hay que impedir la producción de botellas PET, entre otras. Sin embargo, según los toxicólogos Jean-François Narbonne y André Picot, en su declaración de 2011, estos umbrales deberían ser bajados en Europa. La VTR debería por tanto estar mejor precisada. En efecto, ciertos valores tales como la del agua deberían pasar de 5 a 2 μg/L. Como ya lo ha hecho Japón, la tasa límite de antimonio en agua de consumo también debería bajar. En relación con los riesgos tras la exposición a este metaloide así como a sus compuestos en un medio de trabajo, la norma debería ser reevaluada. Esta última es actualmente de 0,5 mg/m3.

Para la literatura científica, la constatación es que ninguna reglamentación pertinente está en marcha. Es el caso, aunque las concentraciones de Sb que alcanzan 30 μg/g son bioaccesibles en las pinturas exteriores. Lo mismo para las concentraciones que alcanzan 20 mg/L que son migrantes en ciertos elementos en cerámica. Además, una falta de comprensión de los efectos del antimonio sobre la salud es flagrante. Necesitamos realizar más estudios en relación con su toxicidad y su movilidad en los productos que encontramos a diario.

El antimonio: un contaminante emergente

En origen, el antimonio que se encuentra en la corteza terrestre solo estaba presente naturalmente en pequeña cantidad en el agua y en el aire según Reimann et al. en 2010. Ayrault et al., por su parte, notan el repentino aumento en el aire y en el agua en los años 2000. El antimonio se ha convertido en uno de los elementos metálicos en trazas o ETM más ricos en las zonas urbanas en relación con el fondo geoquímico.

Así, visto el aumento exponencial de este metaloide en el ambiente, deben desarrollarse técnicas de descontaminación eficaces. En 2021, se pudo trabajar en un absorbente a base de alginato de sodio (GAD) y de óxido de grafeno. Éste se caracteriza por una capacidad para absorber eficazmente el antimonio en el agua.

Cinética ambiental y ecotoxicología del antimonio

Siendo un metaloide tóxico, no esencial y no beneficioso, el antimonio es por tanto un elemento indeseable. Lo es sobre todo en las aguas potables, los suelos cultivados así como en la cadena alimentaria. En el sistema Suelo-Rizosfera-planta, dispone de un comportamiento desconocido. Al igual que otros metales, está caracterizado por el nivel de acidez del agua y la naturaleza del suelo, entre otros. Además, es bioacumulable por las plantas, sobre todo por las partes comestibles de éstas. Hablamos especialmente de los cereales, de las verduras y de las leguminosas.

Por otra parte, se han realizado estudios sobre la especiación sólida de este metaloide en muestras de bordes de carretera y de cuencas viales. Ha sido posible demostrar que se forman formas químicas en el momento del ciclo biogeoquímico. Este fenómeno también se constata en el momento de su trayecto a partir de la calzada hasta las cuencas receptoras. Las condiciones redox del medio influyen particularmente en éstos. Esto significa que en función de las condiciones microbiológicas del medio, es posible la formación de compuestos aún más tóxicos y bioasimilables. Ya es el caso para el arsénico y el mercurio tras la biometilación de ciertos microorganismos del suelo como las bacterias y los hongos.

Además, los hongos pueden eventualmente ser utilizados en el marco de un biomonitoreo del ambiente. Durante un análisis de metaloides y metales sobre nueve especies de hongos comestibles diferentes, las tasas de Sb eran de 0 a 0,11 µg/g de hongo seco.

En relación con los animales, el antimonio se presenta generalmente como tóxico. Se trata de un producto genotóxico, pero también cancerígeno. De hecho, interactúa con varios antioxidantes enzimáticos:

  • peroxidasa;
  • catalasa;
  • ascorbato peroxidasa;
  • superóxido dismutasa;
  • glutatión peroxidasa.

También entra en interacción con antioxidantes no enzimáticos:

  • glutatión;
  • fitoquelátinas;
  • prolina;
  • ácido ascórbico.

La reacción se resume en una producción de radicales reactivos y después en la creación de un estrés oxidativo. Cierto número de los compuestos representan fuertes perturbadores endocrinos. En cuanto a las plantas, éstas han conseguido tolerar el antimonio. Esto les permite tener un papel crucial en la bioacumulación, la ecotoxicidad, la contaminación de la cadena alimentaria y de la red trófica.

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Los usos del antimonio

El antimonio se utiliza en diferentes ámbitos bajo dos formas: los cuerpos simples y aleaciones, así como los cuerpos compuestos.

Los usos de los cuerpos simples y aleaciones de antimonio

Como cuerpo simple, el antimonio dispone de propiedades mecánicas frágiles. Rompiéndose fácilmente, se utiliza más a menudo como catalizador o aditivo en ámbitos médicos o industriales. Se encontraba en el “metal de la Reina” o “metal de Argel”.

Algunos pigmentos tienen antimonio en sus composiciones, pero a primera vista, no se utiliza en el marco de pinturas artísticas. En cambio, en antiguas pinturas, el Sb estaba frecuentemente presente como agente anti-polvo. Las más recientes caracterizándose por colores vivos pueden emplear Sb como fijador de color. También es el caso para los tintes de los mobiliarios urbanos y de los equipamientos de juegos para niños. Las concentraciones pueden sin embargo ser muy importantes, ya que pueden alcanzar varios cientos hasta 25.000 μg/g.

En cuanto a la cerámica y el vidrio, el antimonio se utiliza como agente de pegado, fijador, opacificante o pigmento. En las pinturas-esmaltes, se observa una fuerte presencia de Sb y puede alcanzar el 6%.

El cuerpo simple del antimonio figura entre los principales componentes de aleaciones como el plomo. Sirve, en esta óptica, de elemento de optimización de dureza. Estos metales más o menos compuestos van así a servir en la fabricación de:

  • placas de acumuladores plomo-ácido con antimonio a nivel del 5%;
  • baterías de plomo, cuya dureza aumenta;
  • piezas monetarias en aleación CuSb de finales del siglo VII;
  • aleaciones complejas para punzones o caracteres de imprenta;
  • plomo de perdigones de cartuchos y balas de caza, de guerra y de tiro deportivo. Estos elementos explican la cantidad importante de antimonio, de arsénico y de plomo que se encuentra en el suelo de antiguos stands o campos de tiro. Contaminante del suelo, toma a menudo una forma lixiviable contaminante de capas freáticas y de aguas superficiales;
  • aleaciones para la soldadura de plomo-antimonio-estaño, a nivel de 80%, 15% y 5% respectivamente;
  • aleaciones con propiedad antifricción o de revestimiento de metales;
  • cobre antimoniado que era empleado en la fabricación de moneda en China y en Japón antaño para el aumento de la resistencia. Es una de las aleaciones de cobre más utilizadas al principio de la edad de bronce.
  • semiconductores como los InSb y GaSb en el marco de la detección por infrarrojo y en las sondas de efecto Hall o detección de campo magnético;
  • polvo de antimonio que se emplea en los fuegos artificiales con el fin de tener un efecto de centelleo.

También hay que señalar que el cuerpo simple de antimonio se encuentra frecuentemente en las materias plásticas.

El uso de los cuerpos compuestos de antimonio

La forma de cuerpo compuesto de antimonio óxido Sb2O3 se emplea para minimizar la propagación de llamas en las materias plásticas. También forma parte de la composición del PET y trabaja como catalizador de reacción de polimerización. Sin embargo, se convierte en un contaminante del agua debido a la desorción del plástico de las botellas. Hay que señalar que el óxido Sb2O3 podría ser reemplazado por dióxido de titanio de fórmula TiO2.

En la composición de varios tipos de esmaltes, los compuestos de antimonio son muy utilizados. Como agente decapante o fluorante, el trifluoruro de antimonio SbF3 se emplea en alfarería y en cerámica. La mantequilla de antimonio de fórmula SbCI3, por su parte, sirve de base para la elaboración de catalizadores y de reactivos en el marco de la síntesis de la vitamina A. Se trata de un producto intermedio químico del antimonio. El trisulfuro Sb2S3 también puede servir en el marco de la formación de pastas para encender cerillas.

En pirotecnia y en la fabricación de vidrios rojos, el antimonio es necesario. Además, los óxidos de antimonio se utilizan con el fin de fabricar vidrio blanco opaco.

El uso médico del antimonio

Para la elaboración de kohl, la estibina triturada era utilizada en la cosmética. Por otra parte, en el siglo XVII, se fabricaron copas de antimonio a muy alta concentración. Sus usos eran estrictamente médicos, ya que se conservaba en ellas vino durante 12 a 24 horas. Se bebía después el contenido con el fin de hacer transpirar y vomitar. También se encontraban pequeñas cucharas y versiones soperas que tenían el mismo objetivo. Estos accesorios eran utilizados por los ricos juerguistas romanos, que después de haber vomitado, podían consumir todavía los manjares refinados que sus esclavos les servían. Se trata de un uso más bien abusivo en la medicina greco-romana.

En cuanto a la copa de antimonio específicamente, su utilización fue prohibida por el Parlamento de París en 1566. Sin embargo, la facultad de Montpellier se negaba a respetar esta medida. El 30 de junio de 1658, tras el consumo de Bergues en el Norte, Luis XIV fue víctima de una intoxicación alimentaria grave. Si recibe los últimos sacramentos y si su sucesión ha comenzado a ser preparada, se le dio un emético a base de antimonio y de vino. Entonces se cura milagrosamente. Es entonces cuando el Parlamento de París acabó por anular la prohibición del antimonio en la medicina en 1666.

Existen compuestos de antimonio que se emplean en el tratamiento de enfermedades parasitarias. Hablamos especialmente del antimonio de meglumina para tratar la leishmaniasis del hombre y del perro. Por último, en farmacia existen pomadas antimoniadas concebidas para la atenuación del dolor.

La producción y el comercio de antimonio

En esta parte, sigue siendo interesante interesarse en los minerales y tratamientos directos, pero también en la producción industrial actual.

Los minerales de antimonio y los tratamientos directos

Por orden de presencia en medio natural, los principales minerales de antimonio son:

  • la estibina Sb2S3 que se caracteriza por una presencia masiva de filones a más o menos 71% de la producción directa;
  • la valentinita Sb2O3;
  • el (oxi)hidróxido de antimonio Sb2O4. H2O.

En cuanto a los otros óxidos o hidróxidos de antimonio, solo contamos con algunas raras explotaciones.

Durante los años 1990, China, Rusia, México, Australia, Canadá, Sudáfrica y Bolivia son los principales extractores de minerales de antimonio.

Principalmente a base de estibina, los minerales de piedra antimonio también están compuestos de cuarzo. Los otros relictos rocosos, en cambio, son triturados y enriquecidos por flotación. Son, posteriormente, fundidos a una temperatura que va de 550 a 600°C. Durante este proceso, se observa el flujo de una masa gris hacia el fondo del crisol. La razón es que el trisulfuro de antimonio es fácilmente fusible. Una cristalización en agujas se produce después, creando así antimonio crudo. En cuanto a la obtención del metal, ésta se efectúa gracias al tostado de los sulfuros. Esto también funciona por reducción utilizando monóxido de carbono. Hay que señalar que estas operaciones fueron perfeccionadas durante la Belle Époque por los fundidores franceses.

La reacción exotérmica de tostado en horno rotatorio se presenta bajo la fórmula siguiente:

2 Sb2S3 sólido cristal en agujas + 9 O2 gas (del aire) → 2 Sb2O3 polvo sólido + 6 SO2 gas anhídrido sulfuroso con Δ H = −2 876 kJ/mol.

La reacción global de la reducción por carbón activo en un horno de fusión o un horno de subida de calentamiento rápido es:

2Sb2O3 sólido cristal pulverulento + 3 C carbón vegetal → 4 Sb depósito en romboides + 3 CO2 gas anhídrido carbónico.

En un horno de fosa, en cambio, la reacción de tostado se presenta como sigue:

2 Sb2O3 sólido cristal pulverulento + Sb2S3 sólido cristal en agujas → 6 Sb depósito en romboides + 3 SO2 gas anhídrido sulfuroso.

En cuanto al refinado del antimonio, la operación sigue siendo representativa a la de los semimetales. Ésta puede ser realizada por fusión de zona o por sublimación.

La producción anual actual de antimonio

En la industria, se habla más a menudo de un subproducto de refinado o procedente de la metalurgia del cobre, de la plata y del plomo. Sin embargo, también es posible recuperar una gran parte del antimonio durante el proceso de tratamiento de las basuras.

En cuanto a su producción, se trata de un recurso no renovable producido en varios países.

  • La República Popular de China con 60.800 toneladas.
  • Rusia que produce 10.500 toneladas.
  • Bolivia con 7.050 toneladas.
  • Sudáfrica con 4.534 toneladas.

Otras explotaciones se encuentran en México, en Europa en la antigua Yugoslavia y en Chequia. Hay que saber que en China, la producción de 2006 representaba el 87% del abastecimiento en el mundo. En 1990, la producción global era de 90.000 toneladas.

Historia de la producción de antimonio

Fue durante la Belle Époque cuando Francia formaba parte de los primeros productores mundiales de antimonio. La producción estaba localizada en numerosos sitios, a saber el de Laval, de los corsos de Ersa, de Meria o de Luri. Se contaban también los auvernés de Massiac, los sitios de Ouche o también del valle de la Sianne. Era en este tiempo cuando el fundidor Emmanuel Chatillon mejoraba el proceso de tostado. Es él quien ha racionalizado la extracción y la producción. Tampoco olvidamos las minas en Argelia de las compañías de las minas de la Lucette. Entre 1890 y 1910, era por tanto Francia quien ostentaba el título de primer productor mundial de antimonio. En la actualidad, según los servicios de aduanas, el Hexágono es un país importador de antimonio. El precio medio a la importación se estima en 5.500 € la tonelada.

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