Antimon ist ein chemisches Element mit dem Symbol Sb (vom lateinischen stibium) und der Ordnungszahl 51. Es gehört zur Stickstoffgruppe (Gruppe 15) des Periodensystems und steht zwischen Zinn (Sn) und Tellur (Te). Antimon ist ein klassisches Halbmetall – es weist sowohl metallische als auch nichtmetallische Eigenschaften auf.
Das Element ist seit der Antike bekannt. Schon im alten Ägypten wurde Antimonverbindung (Stibnit – Sb₂S₃) als schwarzes Schminkmittel Kohl verwendet. Erst im 17. Jahrhundert wurde Antimon als eigenständiges chemisches Element erkannt und beschrieben.
Der Name „Antimon“ stammt vom griechischen anti-monos („nicht allein“), da es selten in reiner Form vorkommt, sondern meist in Verbindung mit Schwefel oder anderen Metallen.
Reines Antimon ist ein silberweiß glänzendes, sprödes Halbmetall, das leicht in feine Splitter zerbricht. Es hat einen metallischen Glanz, leitet aber Strom und Wärme schlechter als echte Metalle.
Dichte: ca. 6,68 g/cm³
Schmelzpunkt: etwa 630 °C
Siedepunkt: rund 1.380 °C
Antimon kristallisiert in einer rhomboedrischen Kristallstruktur – ähnlich wie Arsen und Bismut. Es dehnt sich beim Erstarren leicht aus, was eine seiner interessantesten Eigenschaften ist. Aufgrund dieser Volumenzunahme wird es häufig in Gusslegierungen verwendet, um eine bessere Formfüllung zu erzielen.
In feiner Pulverform verbrennt Antimon mit einer bläulich-weißen Flamme zu Antimontrioxid (Sb₂O₃).
Antimon zeigt eine mittlere Reaktivität. Bei Raumtemperatur ist es gegenüber Luft, Wasser und den meisten Säuren recht beständig. Erst bei höheren Temperaturen reagiert es mit Sauerstoff zu Antimon(III)-oxid (Sb₂O₃), einem weißen Feststoff.
Antimon kann verschiedene Oxidationsstufen annehmen, meist +3 und +5.
In der Oxidationsstufe +3 entstehen z. B. Antimontrichlorid (SbCl₃) und Antimontrioxid (Sb₂O₃).
In der Stufe +5 bildet es Antimonpentoxid (Sb₂O₅).
Mit Halogenen wie Chlor oder Brom reagiert Antimon heftig. Mit Schwefel bildet es das natürlich vorkommende Antimontrisulfid (Sb₂S₃) – auch bekannt als Grauspießglanz oder Stibnit. Dieses Mineral ist die wichtigste Antimonquelle.
Antimon ist in der Erdkruste ein seltenes Element – sein Anteil beträgt nur etwa 0,2 ppm (Parts per Million). Es kommt selten in reiner Form vor, sondern meist in Form von Sulfiden.
Das wichtigste Erz ist Stibnit (Sb₂S₃), das in China, Russland, Bolivien und Südafrika vorkommt. China ist heute mit Abstand der größte Produzent von Antimon und liefert über 70 % der Weltproduktion.
Die Gewinnung erfolgt in zwei Schritten:
Röstung des Erzes in Luft, wobei Schwefel als Schwefeldioxid abgeht und Antimonoxid entsteht.
Reduktion des Oxids mit Kohle oder Eisen, wodurch reines Antimon freigesetzt wird.
Beispielhafte Reaktion:
Sb2O3+3C→2Sb+3COSb_2O_3 + 3C → 2Sb + 3COSb2O3+3C→2Sb+3CO
Antimon ist ein äußerst vielseitiges Element mit zahlreichen technischen Anwendungen. Seine wichtigsten Einsatzgebiete sind:
Legierungen
Antimon wird häufig mit Blei, Zinn oder Kupfer legiert.
Diese Antimonlegierungen sind härter und korrosionsbeständiger als reines Metall.
Besonders bekannt ist Antimon in Blei-Akkus, Lagerschalen, Drucktypen und Lötmetallen.
Flammschutzmittel
Die größte industrielle Anwendung liegt in der Herstellung von Antimontrioxid (Sb₂O₃).
Es wird zusammen mit halogenierten Kunststoffen als Flammschutzmittel eingesetzt, da es die Entzündungstemperatur senkt und das Schmelzen verlangsamt.
Solche Zusätze finden sich in Kabelisolierungen, Textilien, Kunststoffen und Elektronikgehäusen.
Halbleitertechnik
Antimon wird in der Elektronik als Dotierstoff in Silizium-Halbleitern verwendet, um die Leitfähigkeit zu beeinflussen.
Verbindungen wie Galliumantimonid (GaSb) oder Indiumantimonid (InSb) sind wichtige Materialien in der Infrarot- und Optoelektronik.
Chemische Industrie
Antimonverbindungen werden als Katalysatoren in der PET-Kunststoffherstellung (Polyethylenterephthalat) genutzt.
Außerdem findet man Antimonverbindungen in Farben, Glasuren und Pigmenten.
Antimon und viele seiner Verbindungen gelten als giftig. Bei längerem oder starkem Kontakt kann es zu Atemwegsreizungen, Hautentzündungen, Übelkeit und Kreislaufstörungen kommen.
Antimontrioxid steht im Verdacht, krebserregend zu wirken, wenn es eingeatmet wird. Daher wird beim industriellen Umgang mit Antimon hoher Wert auf Arbeitsschutz gelegt – etwa durch Absauganlagen, Atemschutzmasken und geschlossene Systeme.
In der Umwelt kann Antimon aus Batterien, Elektronikschrott oder Flammschutzmitteln freigesetzt werden. Es reichert sich allerdings nur begrenzt in Organismen an. Trotzdem bemühen sich viele Länder, den Einsatz zu reduzieren oder Antimon durch umweltfreundlichere Alternativen zu ersetzen.
Antimon war eines der ersten Halbmetalle, die Menschen nutzten. Schon im alten Ägypten (ca. 3.000 v. Chr.) wurde das Mineral Stibnit zu Kosmetik und medizinischen Zwecken verwendet. Im Mittelalter wurde Antimon in der Alchemie verehrt und galt als „mysteriöses Metall“, das zwischen den Welten der Metalle und Nichtmetalle steht.
Später erkannte man seinen praktischen Nutzen: Als Zusatz zu Blei für Drucklettern (Buchdruck) oder als Bestandteil von Zinngeschirr und Munition.
Das chemische Symbol Sb leitet sich vom lateinischen stibium ab.
Reines Antimon ist spröde und kann beim Schlag mit einem Hammer „knacken“, was als „Antimonknall“ bekannt ist.
Es ist eines der wenigen Elemente, die sich beim Erstarren ausdehnen, ähnlich wie Wasser.
In geringen Mengen ist Antimon in vielen Mineralwässern nachweisbar, jedoch in unbedenklicher Konzentration.
In der Elektronik wird Indiumantimonid (InSb) in Infrarotkameras und Detektoren verwendet, da es empfindlich auf Wärmestrahlung reagiert.
Antimon (Sb) ist ein Halbmetall mit einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften. Es verbindet die typischen Merkmale von Metallen und Nichtmetallen und hat in der Industrie, Elektronik und Chemie große Bedeutung.
Von der Antike bis zur modernen Technologie spielt Antimon eine Rolle – sei es als Bestandteil von Kosmetika, in Legierungen, als Flammschutz oder in Halbleitern. Trotz seiner Nützlichkeit darf man seine Giftigkeit und die Umweltauswirkungen nicht unterschätzen.
Antimon ist damit ein hervorragendes Beispiel für die doppelte Natur vieler chemischer Elemente: nützlich und gefährlich zugleich, je nachdem, wie der Mensch damit umgeht.