Antimoine

Antimoine
Étain ← Antimoine → Tellure As       51 Sb                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ Sb ↓ Bi Tableau complet • Tableau étendu
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	139 ± 5 pm [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 124Sb {syn.} 60,20 j β- 2,905 124Te 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.
modifier

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, connu depuis le IV^e millénaire av. J.‑C., notamment des Babyloniens. Un vase chaldéen en antimoine pur datant d'environ quatre mille ans avant notre ère a été retrouvé. Les Égyptiens des V^e et VI^e dynasties égyptiennes se servaient de récipients en cuivre recouverts d'antimoine pour le transport de l'eau^[8]. Bien plus tard, il était bien connu des alchimistes du Moyen Âge sous le nom antimonium.

La stibine est un sulfure d'antimoine dont la poudre noire intense était connue dans l'Antiquité sous le nom de khôl pour souligner le contour des yeux ou comme fard à cils^[9] et le terme est resté pour cet usage.

La forme latine médiévale antimonium a une origine très incertaine :

• Selon l'étymologie populaire, une légende^[10] explique l'origine de ce nom par une succession de décès survenus au Moyen Âge parmi des moines. Ils auraient effectué des travaux de recherche sur ce corps ou auraient été victime de l'alchimiste Basile Valentin. Celui-ci en aurait administré car ses cochons auraient fortement engraissés ; il avait l'habitude de jeter les résidus de ses expériences dans leur mangeoire.
• Une autre étymologie propose un terme grec hypothétique, antimonos, anti + monos c'est-à-dire « pas seul ». En effet, l'antimoine ne se trouve à l'état naturel que combiné à d'autres métaux comme le plomb^[11]. Cependant le préfixe grec anti-, qui présente des valeurs diverses ( "en face, en échange, à son tour, équivalant à, contre..."), n'a jamais celle d'une simple négation.
• Lippman^[12] a conjecturé un terme grec, anthemonion (mascara, littéralement "fleurette") et cite de nombreux termes apparentés en grec ancien décrivant des éléments chimiques ou biologiques.
• Les utilisations précoces du terme antimonium remontent à 1050-1100, par Constantin l'Africain dans des traités de médecine arabe^[13] et plusieurs spécialistes pensent qu'il s'agit d'une altération scripturale d'un des termes de cette langue. L'élément antimoine (et non le cosmétique, son sulfure) pouvait être nommé ithmid, athmoud, othmod, ou uthmod, ou encore athimar. Littré suggère que la première forme dérive de stimmida, forme accusative de stimmi^[14]. Sarton le dérive lui-aussi de ithmid^[15]. D'autres possibilités incluent un hypothétique *as-stimmi, dérivé du grec ancien^[16]. En effet le mot grec stimmi, utilisé par les poètes tragiques dès le V^e siècle av. J.-C., désignait dans l'Antiquité la stibine.

Au I^er siècle ap. J.-C. Celse et Pline l'Ancien utilisent le terme latin stibium, qu'au XVIII^e siècle le chercheur Jöns Jakob Berzelius a abrégé en Sb, devenu ainsi le symbole chimique de l'antimoine. Pline aurait baptisé ainsi son minerai mais avec une distinction entre formes mâle et femelle : le mâle désigne probablement la stibine (donc le sulfure d'antimoine), la femelle, décrite comme supérieure, plus lourde, plus brillante et moins friable, est probablement l'antimoine métallique trouvé à l'état naturel^[17]. Pline utilise également les mots stimi, larbaris, alabastre, ainsi que platyophthalmos i.e. "grands yeux" en grec, d'après l'effet cosmétique du khôl.

Dans l'Antiquité, les Égyptiens appelaient l'antimoine mśdmt. Les hiéroglyphes ne permettent que de supposer les voyelles mais la tradition arabe laisse supposer que la prononciation est mesdemet^[18].

Plus récemment, les chimistes du XVIII^e siècle nommaient Mercure de vie, ou Poudre d'Algaroth, le beurre d'antimoine précipité par l'eau^[19].

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 médicale

Un échantillon d’antimoine.

Dans l'Antiquité, l'antimoine était utilisé comme médicament et composant des cosmétiques (stibine dans le Khôl). En 1566, le Parlement de Paris en interdit l'usage en médecine, une mesure que la faculté de Montpellier refusa de 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, il reçoit les derniers sacrements et on commence à préparer sa succession. Mais Guénaut, le médecin d'Anne d'Autriche, lui donne un émétique à base d'antimoine et de vin, qui le guérit « miraculeusement ». Le roi autorise l'usage de l'antimoine à des fins médicales.

La France fut le premier producteur mondial d’antimoine entre 1890 et 1910 grâce à la production de la Compagnie des mines de La Lucette, propriétaire de gisements en Mayenne, près de Laval, et des mines d'antimoine d'Auvergne.

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

• En pharmacie, il existe des pommades stibiées censées atténuer la douleur.
• Traitement de la leishmaniose viscérale.

Utilisation industrielle

• 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 notamment pour fondre dans des moules (voir Matériaux utilisables pour le frottement).
• sous forme d'oxyde Sb₂O₃, il diminue la propagation des flammes dans les matières plastiques et entre dans la composition du plastique PET poly(téréphtalate d'éthylène) comme catalyseur de la réaction de polymérisation^[20]

• 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.

• Pour donner un effet de scintillement aux feux d'artifice.

• 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^[21].

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^[22].

En France, il existe deux fiches toxicologiques sur le site de l'INRS^[23]:

• sur le trioxyde d'antimoine^[24] (synonymes : anhydride antimonieux, antimoine trioxyde, diantimoine trioxyde, oxyde antimonieux, oxyde d’antimoine(III), sesquioxyde d’antimoine ; numéro CAS : 1309-64-4) ;
• sur l’hydrure d'antimoine^[25] (synonymes : antimoine trihydrure, hydrogène antimonié, hydrure d’antimoine, stibine ; numéro CAS : 7803-52-3).

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^[26].

Isotopes

Plusieurs isotopes existent pour l’antimoine et sont mal connus. Parmi eux, l'antimoine 125, radionucléide artificiel, sporadiquement présent dans l’environnement, très peu étudié, hormis sur quelques sites industriels pollués^[27]. La littérature mentionne des formes (bio)méthylées (à faibles concentrations), qui pourraient être plus bioassimilables^[27].

Sa cinétique environnementale est mal connue, mais il semble peu mobile dans les sols, et assez peu bioassimilable pour les plantes. Il ne semble pas être bioaccumulé ni faire l'objet de bio-amplification dans les réseaux trophiques^[27].

Dans les organismes, sa toxicité semble liée à son affinité pour les groupements thiols (liaison irréversible à des enzymes importantes). Son éventuelle écotoxicité est mal connue. Selon l'IRSN, « les potentialités de transfert trophique n’ont jamais été étudiées »^[27].

Associé au béryllium, l'antimoine 124 a été utilisé pour faire diverger certains réacteurs nucléaires^[28].

Commerce

En 2014, la France est nette importatrice de antimoine, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'import était de 7 500 €^[29].

Notes et références

Voir aussi

Liens externes

• (fr) BRGM, Panorama 2011 du marché de l'antimoine, juillet 2012
• (fr) Claire König, Tout savoir sur l'antimoine, futura-sciences, 2 février 2009.
• (en) Images d'antimoine sous différentes formes

Bibliographie

• Couto, H., Roger, G., Moëlo, Y., & Bril, H. (1990). Le district à antimoine-or Dúrico-Beirão (Portugal): évolution paragénétique et géochimique; implications métallogéniques. Mineralium Deposita, 25(1), S69-S81 (http://link.springer.com/article/10.1007/BF00205252#page-1 Lien vers pages 1 et 2 (extrait)]).
• 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. 165-178.
• [PDF] IRSN, Fiche pédagogique sur l'antimoine-125 (125Sb) et l'environnement, 25 p.
• Pierre-Christian Guiollard, La mine d'or et d'antimoine de la Lucette, auteur-éditeur, 1996.
• Pierre-Christian Guiollard, L'Industrie minière de l'antimoine et du tungstène", Editions Atlantica, 2010.

• Portail des minéraux et roches
• Portail de la chimie