Antimoine

Antimoine
Étain ← Antimoine → Tellure As   51 Sb                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ Sb ↓ Bi Table complète • Table étendue
Informations générales
Nom, symbole, numéro	Antimoine, Sb, 51
Série chimique	Métalloïde
Groupe, période, bloc	15, 5, p
Masse volumique	6,68 g·cm-3 (20 °C)[1]
Dureté	3
Couleur	gris métallique
No CAS	7440-36-0 [2]
No EINECS	231-146-5
Propriétés atomiques
Masse atomique	121,760 ± 0,001 u
Rayon atomique (calc)	145 pm (133 pm)
Rayon de covalence	1,39 ± 0,05 Å [3]
Configuration électronique	[Kr] 4d10 5s2 5p3
Électrons par niveau d’énergie	2, 8, 18, 18, 5
État(s) d’oxydation	±1
Oxyde	Acide faible
Structure cristalline	rhomboédrique
Propriétés physiques
État ordinaire	Solide
Point de fusion	630,63 °C [1]
Point d’ébullition	1 587 °C [1]
Énergie de fusion	19,87 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation	77,14 kJ·mol-1
Volume molaire	18,19×10-3 m3·mol-1
Divers
Électronégativité (Pauling)	2,05
Chaleur massique	210 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique	2,88×106 S·m-1
Conductivité thermique	24,3 W·m-1·K-1
Solubilité	sol. dans HCl + Br2[4]
Énergies d’ionisation[5]
1re : 8,60839 eV	2e : 16,63 eV
3e : 25,3 eV	4e : 44,2 eV
5e : 56 eV	6e : 108 eV
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD MeV 121Sb 57,36 % stable avec 70 neutrons 123Sb 42,64 % stable avec 72 neutrons 125Sb {syn.} 2,7582 a β- 0,767 125Te
Précautions
Directive 67/548/EEC[6]
N
Symboles : N : Dangereux pour l`environnement Phrases R : R51/53 : Toxique pour les organismes aquatiques, peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique. Phrases S : S60 : Éliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux.
Phrases R : 51/53,
Phrases S : 60,
SIMDUT[7]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT. Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients Commentaires : La dénomination chimique et la concentration de cet ingrédient doivent être divulgués sur la fiche signalétique s'il est présent à une concentration égale ou supérieure à 1,0 % dans un produit contrôlé.
SGH[6]
H411, P273, H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P273 : Éviter le rejet dans l’environnement.
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'antimoine est un élément chimique semi-métallique de la famille des pnictogènes, de symbole Sb (par abréviation du latin stibi ou stibium, du grec ancien στίϐι) et de numéro atomique 51. D'aspect blanc argenté et cassant, il présente des propriétés intermédiaires entre celles des métaux et des non-métaux. 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^e 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^[8].

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^[9]. 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 I^er 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^[10].

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^[11]. 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^[12]. 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^[13].

Les utilisations précoces du terme remontent à 1050-1100, par Constantin l'Africain dans des traités de médecine arabe^[14]. Plusieurs spécialistes pensent que antimonium est une altération scripturale d'un des termes arabes; Sarton le dérive de ithmid^[15] ; d'autres possibilités incluent Athimar, le terme arabe désignant le métal, ainsi qu'un hypothétique *as-stimmi, dérivé du Grec ancien^[16].

Plus récemment, les chimistes du XVIII^e siècle nommaient Mercure de vie, ou Poudre d'Algaroth le beurre d'antimoine précipité par l'eau^[17].

L'utilisation de Sb comme symbole chimique pour l'antimoine est due au chercheur Jöns Jakob Berzelius, qui l'utilise au XVIII^e 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)

Un échantillon d'antimoine.

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

En 1566 le Parlement de Paris interdit l'usage de l'antimoine en médecine , une mesure que la faculté de Montpellier se refusera à faire respecter.

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. Suite à sa guérison, le roi autorise l'usage de l'antimoine à des fins médicales.

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.

Dans le domaine du développement durable, et notamment pour les analyses de cycle de vie, l'antimoine est l'unité utilisée pour quantifier une consommation de matière première. La conversion des quantités brutes vers leur équivalent antimoine fait intervenir la quantité totale de matière première disponible sur Terre.

Production

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

Chiffres de 2003, métal contenu dans les minerais et concentrés, source : L'état du monde 2005

La Chine produisait en 2006 87 % de l'approvisionnement mondial^[18].

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^[19].

En France, il existe deux fiches toxicologiques sur le site de l'INRS^[20]:

• sur l'oxyde d'antimoine^[21],
• sur l'hydrure d'antimoine^[22].

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^[23].

Notes et références

Lien externe

• Claire König, Tout savoir sur l'antimoine, futura-sciences, 2 février 2009.
• (en) Images d'antimoine sous différentes formes

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.

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