Antimon: Porovnání verzí

Aktuální verze z 18. 11. 2025, 02:50

Rozbalit box

Obsah boxu

Antimon (chemická značka Sb, latinsky stibium) je křehký, stříbřitě lesklý polokov známý již od starověku. V periodické tabulce prvků se nachází v 15. skupině a 5. periodě. Ačkoliv se v čisté formě vyskytuje vzácně, jeho sloučeniny, především sulfid antimonitý, byly využívány již ve starověkém Egyptě. V moderní době je antimon klíčovým prvkem pro výrobu zpomalovačů hoření, slitin pro akumulátory a v elektronice. Jeho strategický význam roste, neboť světová produkce je silně koncentrována v několika málo zemích, což z něj činí kritickou surovinu.

📝 Charakteristika

Antimon je typický polokov, což znamená, že jeho vlastnosti leží na pomezí mezi kovy a nekovy. Nejběžnější je jeho šedá, kovová alotropická modifikace, která je velmi křehká a snadno se drtí na prášek. Na rozdíl od většiny kovů je špatným vodičem tepla i elektrického proudu. Zajímavou vlastností, kterou sdílí například s vodou a bismutem, je, že při tuhnutí zvětšuje svůj objem.

Chemicky je antimon poměrně stálý. Na vzduchu za běžné teploty neoxiduje, ale při zahřátí hoří modrým plamenem za vzniku bílého dýmu oxidu antimonitého (Sb₂O₃). Nereaguje se zředěnými neoxidujícími kyselinami, jako je kyselina chlorovodíková, ale rozpouští se v koncentrovaných oxidujících kyselinách, například v horké koncentrované kyselině sírové nebo v lučavce královské. Vytváří sloučeniny v oxidačních stavech -3, +3 a +5, přičemž nejstabilnější jsou sloučeniny s oxidačním číslem +3 a +5.

Existují i další, méně stabilní alotropické modifikace. Žlutý antimon je nestabilní a vzniká oxidací stibanu (SbH₃). Černý antimon je amorfní a vzniká rychlým ochlazením par antimonu. Za určitých podmínek lze připravit i tzv. explozivní antimon, který při mechanickém podnětu, například poškrábání, explozivně přechází na stabilní šedou modifikaci.

⏳ Historie

Antimon a jeho sloučeniny jsou lidstvu známy po tisíciletí. Již ve starověkém Egyptě, kolem roku 3100 př. n. l., se používal jemně mletý stibnit (sulfid antimonitý, Sb₂S₃) jako černý pigment známý pod názvem kohl pro oční linky a líčení. Vázaná nádoba z čistého antimonu, datovaná do období kolem roku 3000 př. n. l., byla nalezena v Tello v Chaldeji (dnešní Irák).

Alchymisté byli antimonem fascinováni, neboť věřili, že může hrát roli při transmutaci kovů. Symbolizovali ho vlkem (lupus metallorum), protože jeho ruda "požírala" téměř všechny kovy kromě zlata při jejich tavení. Latinský název stibium dal prvku jeho chemickou značku Sb, zatímco český název antimon pochází z řeckých slov anti a monos, což znamená "ne sám", pravděpodobně proto, že se v přírodě zřídka vyskytoval v ryzí formě.

Za objevitele antimonu jako samostatného prvku je někdy považován alchymista Basilius Valentinus v 15. století, ačkoliv jeho existence je sporná. Vědecky byl prvek popsán až později. V 16. století popsal Vannoccio Biringuccio metodu izolace antimonu. Velký význam získal antimon v 15. století díky Johannesu Gutenbergovi, který jej použil ve slitině s olovem a cínem pro výrobu tiskařských liter. Díky vlastnosti antimonu expandovat při tuhnutí byly odlitky mimořádně ostré a odolné.

🌍 Výskyt a těžba

Antimon je v zemské kůře poměrně vzácný prvek, jeho koncentrace je srovnatelná s stříbrem. V přírodě se jen zřídka vyskytuje v ryzí formě. Zdaleka nejvýznamnějším minerálem a primárním zdrojem pro komerční těžbu je stibnit (Sb₂S₃), známý také jako antimonit. Mezi další, méně významné minerály patří valentinit (Sb₂O₃) a kermesit (Sb₂S₂O).

Světová těžba antimonu je geograficky extrémně koncentrovaná. Dlouhodobě a s drtivou převahou dominuje světové produkci , která kontroluje více než 60 % celosvětové těžby a má i největší zásoby. Tato dominance činí zbytek světa, včetně Evropské unie a , strategicky závislým na čínských dodávkách. Dalšími významnými producenty jsou a . Menší množství se těží také v zemích jako , , a .

Získávání antimonu z rudy probíhá nejčastěji pražením stibnitu za přístupu vzduchu, čímž vzniká oxid antimonitý (Sb₂O₃). Ten je následně redukován uhlíkem (obvykle ve formě koksu) v peci za vysokých teplot na surový kov. Alternativně lze antimon získat přímou redukcí stibnitu železem. Surový kov se dále rafinuje, aby se odstranily nečistoty jako arsen, síra nebo olovo.

🏭 Využití

Ačkoliv není antimon příliš známý prvek, jeho využití je klíčové v mnoha moderních technologiích. Více než polovina celosvětové produkce směřuje do jediné, avšak kriticky důležité aplikace.

🔥 Zpomalovače hoření: Toto je dominantní využití antimonu. Oxid antimonitý (Sb₂O₃) se používá v kombinaci s halogenovanými sloučeninami jako vysoce účinný zpomalovač hoření v plastech, textiliích, pryži a lepidlech. Nachází se tak v krytech televizorů, počítačů, v izolacích kabelů, v automobilových součástech i v dětských hračkách, kde významně snižuje riziko vzniku a šíření požáru.

🔋 Slitiny: Antimon má schopnost výrazně zvyšovat tvrdost a mechanickou odolnost jiných kovů, především olova. Slitina olova a antimonu je zásadní pro výrobu mřížek v olověných akumulátorech, které se používají v drtivé většině automobilů. Dále se antimon používá ve slitinách pro výrobu ložisek (tzv. Babbittův kov), střeliva, pájek nebo v liteřině pro tradiční knihtisk.

💻 Elektronika: Vysoce čistý antimon se používá jako dopant v polovodičích typu N, například v křemíku a germaniu. Sloučeniny jako antimonid india (InSb) jsou klíčové pro výrobu infračervených detektorů a Hallových senzorů.

🎨 Ostatní využití: Sloučeniny antimonu se používají jako pigmenty ve sklářském a keramickém průmyslu pro odbarvování nebo naopak pro barvení skla (žlutá, oranžová). Dále se využívají jako katalyzátory při výrobě polyethylentereftalátu (PET) pro lahve a textilní vlákna. V minulosti byl antimon součástí některých léků.

📈 Ekonomika a světový trh

Globální trh s antimonem je charakterizován vysokou mírou koncentrace produkce a rostoucím strategickým významem. S cenou pohybující se v roce 2025 kolem 13 000–15 000 USD za metrickou tunu patří mezi drahé průmyslové kovy. Jeho cena je volatilní a silně závislá na produkčních kvótách v Číně, environmentálních regulacích a stavu globální ekonomiky, zejména v sektorech stavebnictví a elektroniky.

Kvůli své nepostradatelnosti ve zpomalovačích hoření a vojenských aplikacích (střelivo, detektory) a zároveň kvůli vysokému riziku dodávek je antimon zařazen na seznamy kritických surovin jak v Evropské unii, tak v . Závislost na dovozu z Číny a Ruska představuje pro západní ekonomiky významné geopolitické riziko, které se snaží zmírnit diverzifikací zdrojů, podporou recyklace a výzkumem alternativních materiálů.

Recyklace, především z použitých olověných akumulátorů, je stále důležitějším zdrojem antimonu a pokrývá již významnou část celosvětové poptávky. Očekává se, že s rostoucím důrazem na cirkulární ekonomiku bude význam recyklace nadále stoupat. Přesto poptávka po primárním antimonu zůstává vysoká, zejména v souvislosti s přísnějšími protipožárními předpisy po celém světě.

☣️ Biologický význam a toxicita

Antimon nemá žádný známý biologický význam pro živé organismy. Naopak, jeho sloučeniny jsou považovány za toxické a jejich účinky jsou často srovnávány s účinky arsenu, který se v periodické tabulce nachází přímo nad ním. Toxicita silně závisí na formě a rozpustnosti dané sloučeniny. Plynný stiban (SbH₃) je extrémně jedovatý.

Chronická expozice prachu nebo výparům antimonu a jeho sloučenin, zejména v pracovním prostředí (doly, hutě), může vést k poškození dýchacího systému (tzv. antimonóza), podráždění kůže a očí a problémům se srdcem a trávicím traktem. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) klasifikuje oxid antimonitý jako možný karcinogen pro člověka (skupina 2B).

V životním prostředí může antimon kontaminovat půdu a vodu v okolí těžebních a průmyslových závodů. Zdrojem znečištění mohou být také skládky, kde se antimon uvolňuje například z plastů obsahujících zpomalovače hoření. Z tohoto důvodu jsou stanoveny přísné limity pro obsah antimonu v pitné vodě a pro emise v průmyslu.

⚛️ Pro laiky

Představte si materiál, který vypadá jako lesklý kov, ale když do něj udeříte kladivem, nerozplácne se, ale roztříští se na malé kousky jako sklo. To je antimon. Je to takový "nerozhodný" prvek, který není ani úplný kov, ani nekov – proto mu říkáme polokov.

Jeho nejdůležitější práce v našem světě je ale skrytá a přitom zásadní. Funguje jako "osobní strážce proti ohni" uvnitř plastů. Když se do plastového krytu vaší televize nebo počítače přidá trocha sloučeniny antimonu, stane se mnohem odolnějším proti vzplanutí. Kdyby došlo ke zkratu, tento "strážce" pomůže zabránit tomu, aby se z malé jiskry stal velký požár.

Druhou jeho klíčovou rolí je "posilovač svalů" pro jiné kovy, hlavně pro měkké olovo. Samotné olovo je příliš měkké, ale když se do něj přimíchá antimon, stane se z něj pevná a odolná slitina. Právě z takové slitiny se vyrábějí součástky v klasických automobilových bateriích, které díky tomu vydrží otřesy a dlouhodobé používání.

⚔️ Kritika a kontroverze

Hlavní kontroverze spojené s antimonem se týkají jeho produkce a dopadů na životní prostředí a zdraví. Dlouhodobá dominance Číny na světovém trhu vyvolává obavy z geopolitické zranitelnosti. Evropské a americké firmy jsou závislé na stabilních dodávkách z politicky a ekonomicky konkurenčního regionu, což může vést k narušení dodavatelských řetězců v případě obchodních sporů nebo politického napětí.

Těžba a zpracování antimonových rud jsou spojeny se značnou ekologickou zátěží. Důlní činnost může vést k uvolňování těžkých kovů, včetně samotného antimonu a často přítomného arsenu a rtuti, do půdy a vodních toků. Pražení rud uvolňuje do atmosféry oxid siřičitý a prachové částice obsahující toxické sloučeniny, což představuje riziko pro okolní ekosystémy i lidské zdraví.

Zdravotní rizika pro pracovníky v antimonovém průmyslu jsou dalším kritickým bodem. Dlouhodobé vdechování antimonového prachu může způsobit vážné respirační onemocnění a je spojováno se zvýšeným rizikem rakoviny plic. Přísná bezpečnostní opatření a regulace jsou nezbytná, ale jejich dodržování, zejména v zemích s méně striktními ekologickými a pracovními standardy, je často problematické.

🔬 Zajímavosti

Jedna z alotropických modifikací, tzv. explozivní antimon, vzniká elektrolýzou chloridu antimonitého. Tento amorfní materiál při mechanickém podnětu (např. škrábnutí) explozivně uvolní energii a přemění se na stabilní krystalickou formu.
Antimon je jedním z mála prvků, které při přechodu z kapalného do pevného stavu zvětšují svůj objem (podobně jako voda nebo bismut). Této vlastnosti se historicky využívalo v knihtisku, protože slitina s antimonem dokonale vyplnila formu a vytvořila ostré a přesné litery.
Ve starověkém Římě se věřilo, že antimon dokáže léčit různé neduhy, a Plinius starší jej popisoval ve svém díle Naturalis historia. Používal se také jako projímadlo a dávidlo, což často vedlo k otravám.
Alchymisté spojovali antimon se symbolem vlka. Důvodem bylo, že ruda antimonu (stibnit) ochotně reagovala s mnoha kovy a "požírala" je při tavení, zatímco zlato zůstávalo nedotčeno. Tento proces se využíval k čištění zlata.

Zdroje