Antimoine

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Introduction

Antimoine
Étain ← Antimoine → Tellure
AsRhombohedral.svg

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Sb
Sb
Bi
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Informations générales
Nom, Symbole, NuméroAntimoine, Sb, 51
Série chimiqueMétalloïde
Groupe, Période, Bloc15, 5, p
Masse volumique6,68 g·cm (20 °C)
Dureté3
Couleurgris métallique
N° CAS7440-36-0
N° EINECS231-146-5
Propriétés atomiques
Masse atomique121,760 ± 0,001 u
Rayon atomique145 pm (133 pm)
Rayon de covalence1,39 ± 0,05 Å
Configuration électronique[Kr] 4d 5s 5p
Électrons par niveau d'énergie2, 8, 18, 18, 5
État(s) d'oxydation±1
OxydeAcide faible
Structure cristallinerhomboédrique
Propriétés physiques
État ordinaireSolide
Point de fusion630,63 °C
Point d'ébullition1 587 °C
Énergie de fusion19,87 kJ·mol
Énergie de vaporisation77,14 kJ·mol
Volume molaire18,19×10 m·mol
Divers
Électronégativité2,05
Chaleur massique210 J·kg·K
Conductivité électrique2,88×10 S·m
Conductivité thermique24,3 W·m·K
Solubilitésol. dans HCl + Br2
Énergies d'ionisation
1 : 8,60839 eV2 : 16,63 eV
3 : 25,3 eV4 : 44,2 eV
5 : 56 eV6 : 108 eV
Isotopes les plus stables
isoANPériodeMDEdPD
MeV
Sb57,36 %stable avec 70 neutrons
Sb42,64 %stable avec 72 neutrons
Sb{syn.}2,7582 aβ-0,767Te
Précautions
SIMDUT
Produit non contrôlé

L'antimoine est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole Sb (par abréviation du latin stibi ou stibium, du grec ancien στίϐι) et de numéro atomique 51.

C'est un métalloïde de couleur métallique. Il ne ternit pas à l'air à température ambiante et conduit mal la chaleur et l'électricité. L'antimoine est présent dans de nombreux minéraux, souvent allié au plomb, sous forme d'oxyde ou de sulfure.

Histoire et étymologie

L'antimoine est un élément natif ; il est connu depuis le IV millénaire av. J.-C., notamment des Babyloniens.

Ce nom vient du grec anti + monos : « pas seul » (cet élément a toujours été trouvé avec d'autres métaux). On retrouve ensuite au Moyen Âge le nom latin antimonium, cet élément étant bien connu des alchimistes de l'époque. Une légende explique l'origine de ce nom par une succession de décès survenus au Moyen Âge parmi les moines effectuant des travaux de recherche sur ce corps ou auxquels l'alchimiste Basile Valentin l'administrait.

À noter l'utilisation du mot grec stimmi qui désignait, dans l'Antiquité, un sulfure d'antimoine noir connu maintenant sous le nom de « stibine ». Les femmes utilisaient alors ce minerai comme fard à cils. C'est Pline l'Ancien qui aurait ainsi baptisé ce minerai du nom latin de stibium (à l'origine du symbole Sb). Toutefois, il opère une distinction entre les formes mâles et femelles d'antimoine; la forme mâle désigne probablement la stibine; la forme femelle, décrite comme supérieure, plus lourde, et moins friable est probablement l'antimoine métallique trouvée à l'état naturel.

Les Égyptiens appelaient l'antimoine mśdmt; en hiéroglyphes, on ne peut que supposer les voyelles, mais la tradition Arabe laisse supposer que la prononciation est mesdemet. Le terme grec, stimmi, est probablement un emprunt au Perse ou à l'Egyptien, et est utilisé par les poètes tragiques du Ve siècle avant J.-C. Celse et Pline utilisent stibi en latin au Ie siècle après J.-C. Pline utilise également les mots suivants: stimi [sic], larbaris, alabastre, ansi que platyophthalmos, "grands yeux" (d'après l'effet du cosmétique). Les auteurs latins ultérieurs latinisent le terme en stibium. Le terme Arabe pour l'élément (opposé au cosmétique) peut être ithmid, athmoud, othmod, ou uthmod. Littré suggère que la première forme dérive de stimmida, forme accusative de stimmi.

La forme latine médiévale du terme est antimonium. Son origine est incertaine. L'étymologie populaire a ses adhérents: le terme proviendrait de "anti-moine" (pour dire "tueur de moines") et s'expliquerait par le fait que les premiers alchimistes étaient des moines et que l'antimoine est un poison. Une autre étymologie propose un terme grec hypothétique: antimonos, littéralement "contre un", et qui se réfèrerait au fait que l'antimoine ne se trouvait à l'état naturel qu'en tant qu'alliage. Lippman a conjecturé un terme grec, anthemonion, "fleurette", et cite de nombreux termes apparentés en Grec ancien décrivant des éléments chimiques ou biologiques. Toutefois, ce terme n'est pas connu.

Les utilisations précoces du terme remontent à 1050-1100, par Constantin l'Africain dans des traités de médecine arabe. Plusieurs spécialistes pensent que antimonium est une altération scripturale d'un des termes arabes; Sarton le dérive de ithmid ; d'autres possibilités incluent Athimar, le terme arabe désignant le métal, ainsi qu'un hypothétique *as-stimmi, dérivé du Grec ancien.

Plus récemment, les chimistes du XVIII siècle nommaient Mercure de vie, ou Poudre d'Algaroth le beurre d'antimoine précipité par l'eau.

L'utilisation de Sb comme symbole chimique pour l'antimoine est dû au chercheur Jöns Jakob Berzelius, qui l'utilise au XVIII siècle comme abréviation de Stibium.

Minerais

L’antimoine se trouve le plus facilement sous forme de sulfure combiné ou non avec d’autres métaux (plomb, cuivre, argent). C'est souvent un sous-produit de la métallurgie du plomb. Plus rarement on le trouve sous forme d’oxyde.

Sulfures

  • La stibine ou antimonite (Sb2S3) est la forme la plus fréquente. Son nom provient du grec stibi qui signifie noir d’antimoine. Elle est de couleur gris acier, d’une densité d = 4,6.
  • La berthiérite (FeSb2S4). Son nom lui a été donné en hommage à Pierre Berthier qui en fut le découvreur en 1827 à Chazelles dans le Puy-de-Dôme en France. Sa densité est également d = 4,6.

La berthiérite se confond assez facilement avec la stibine. Pour les distinguer, il faut faire une attaque à l'hydroxyde de potassium (KOH). La stibine réagit plus facilement que la berthiérite en produisant un enduit jaune.

Il existe une nombreuse famille de sulfosels d’antimoine contenant divers éléments métalliques comme le plomb, l’argent, le zinc, le cuivre, etc. C’est le plomb qui est le plus fréquemment représenté. On peut citer par exemple :

  • avec des cations plomb :

  • jamesonite (Pb4FeSb6S14)

  • semseyite (Pb9Sb8S14)

  • boulangerite (Pb5Sb4S11)

  • plagionite (Pb5Sb8S11)

  • avec des cations cuivre :

  • bournonite (CuPbSbS3)

  • tétraédrite ( (Cu, Fe,Ag, Zn) 12Sb4S13.

  • Chalcostibite CuSbS2

  • autres cations :

  • ullmannite NiSbS

  • allémontite AsSb (avec As ou Sb)

  • dyscrasite Ag3Sb

  • pyrargyrite Ag3SbS3

Oxydes

Les oxydes sont généralement colorés.

  • De couleur blanche ou grise :

  • sénarmontite (Sb2O3 cubique)

  • valentinite (Sb2O3 orthorhombique).

  • de couleur jaune :

  • stibiconite(Sb3O6(OH) )

  • de couleur rouge :

  • kermésite (Sb2S2O). Son nom provient du persan « qurmizq » qui signifie rouge foncé.

  • livingstonite HgSb4O8

Utilisation (et histoire)

Dans l'Antiquité, l'antimoine était utilisé comme médicament et composant des premiers cosmétiques (le mascara).

Le 30 juin 1658, Louis XIV est victime d'une grave intoxication alimentaire lors de la prise de Bergues dans le Nord. Le lundi 8 juillet, on lui donne les derniers sacrements et on commence à préparer la succession mais Guénaut, le médecin d'Anne d'Autriche, lui donne un émétique à base d'antimoine et de vin qui guérit « miraculeusement » le roi.

Ses composés ont été utilisés pour guérir des maladies cutanées et parasitaires.

  • Composant d'alliages de plomb (dont il augmente la dureté) servant à la fabrication :

  • de caractères d'imprimerie ;

  • de plaques d'accumulateurs plomb-acide (5%) ;

  • des alliages pour soudure plomb-antimoine-étain (environ 80 %, 15 % et 5 %) ;

  • des « plombs » des cartouches de chasse.

  • Composant d'alliages antifriction à base de plomb ou d'étain (voir Matériaux utilisables pour le frottement).

  • sous forme d'oxyde Sb2O3, il diminue la propagation des flammes dans les matières plastiques.

  • Des semi-conducteurs : InSb, GaSb utilisés

  • pour la détection dans l'infrarouge

  • pour les sondes à effet Hall (détection de champ magnétique)

  • Les oxydes d'antimoine permettent de produire un verre blanc opaque.

  • En pharmacie, il existe des pommades stibiées censées atténuer la douleur.

  • Pour les feu d'artifices dans le domaine pyrotechnique pour donner un effet de scintillement. Ce composé est toxique dans toutes ses formes.

Production

L'antimoine est une ressource non renouvelable, produite dans les pays suivants :

PaysTonnes% du total
République populaire de Chine126 00081,5
Russie12 0007,8
Afrique du Sud5 0233,3
Tadjikistan3 4802,3
Bolivie2 4301,6
Total 5 pays148 93396,4
Total monde154 538100,0

Précautions

L'antimoine et la plupart de ses composés sont toxiques.

Vu la grande toxicité de l’antimoine, Santé Canada a émis une norme provisoire pour la concentration maximale acceptable pour l’eau potable qui est de 6 µg/L.

En France, il existe deux fiches toxicologiques sur le site de l'INRS:

Dosage

La quantité d’antimoine dans différents milieux est quantifiable par différentes méthodes analytiques. Pour dissocier l’antimoine de la matrice de son milieu, il faut, la plupart du temps, effectuer une digestion à l’aide d’un acide. Vue la grande toxicité de l’antimoine, l’INRS offre deux services de détection pour les composés d’antimoine dans le sang et l’urine soient l’ICP-MS ou la SAA-four de graphite.

Bibliographie

  • Hubert Brill, Jean-Jacques Perichaud, « Les gisements d'antimoine » dans Les richesses du sous-sol en Auvergne et Limousin, 1986, édité par la ville d'Aurillac, p. 165 à 178.
  • Pierre-Christian Guiollard, La mine d'or et d'antimoine de la Lucette, auteur-éditeur, 1996.