Antimoine

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Antimoine
Antimony-4.jpg
ÉtainAntimoineTellure
As
   
 
51
Sb
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Sb
Bi
Tableau completTableau 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]
Dangereux pour l’environnement
N



SIMDUT[7]

Produit non contrôlé
SGH[6]
SGH09 : Danger pour le milieu aquatique
H411, P273,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
Page d'aide sur l'homonymie Cet article concerne l'élément chimique, le corps simple et les composés chimiques caractéristiques. Pour les autres significations, voir Antimoine (homonymie).

L'antimoine est l'élément chimique de numéro atomique 51, noté par le symbole Sb. Il s'agit aussi d'un corps simple métalloïde polymorphe.

Généralités sur l'élément, histoire et étymologie[modifier | modifier le code]

C'est un membre du groupe des pnictogènes. De propriétés intermédiaires entre celles des métaux et des non-métaux, l'antimoine est, avec l'arsenic, un métalloïde du cinquième groupe principal du tableau périodique. Il s'agit d'un élément faiblement électropositif. L'électronégativité selon Pauling est de l'ordre de 1,9, alors que As avoisine 2.

L'abréviation Sb, choisie pour l'élément par Berzélius, fait référence du latin stibium ou du gréco-latin stibi ou du grec (s)timmi, qui dérivent du grec ancien στίϐι / stibi désignant les corps minéraux antimoniés en général, et la stibine en particulier. Le stibium qui peut déjà désigner le corps simple gris métallique et stable des chimistes, ou l'antimoine natif des minéralogistes, est sûrement connu depuis le IVe 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 Ve et VIe 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 trisulfure 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], ou encore comme médicament pour soigner/prévenir les infections oculaires, et le terme est resté pour cet usage, bien que la première description d'une préparation n'apparaît dans un manuscrit de 1604.

Au Ier siècle apr. J.-C. Celse et Pline l'Ancien utilisent le terme latin stibium, signifiant dans la pratique "signe, marquage (par exemple du pourtour des yeux)" qu'au XVIIIe 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[10]. 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[11].

La forme latine médiévale antimonium, attesté vers 1050, a une origine incertaine et obscure (si le linguiste n'admet aucun emprunt à l'alchimie arabo-persane) :

  • Selon l'étymologie populaire, une légende[12] 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, élève de Paracelse. 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 pseudo-savante 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[13]. 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[14] 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[15] 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[16]. Sarton le dérive lui aussi de ithmid[17]. D'autres possibilités incluent un hypothétique *as-stimmi, dérivé du grec ancien[18]. En effet le mot grec stimmi, utilisé par les poètes tragiques dès le Ve siècle av. J.-C., désignait dans l'Antiquité la stibine.

Il existe dès l'Antiquité et poursuivie l'époque médiéval une petite métallurgie extractive et préparative de l'antimoine. Elle est mieux connue dès l'époque moderne.

Face striée de lingot d'antimoine conservé au Musée allemand de Munich

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

L'adjectif antimonié (au singulier) qualifie un corps ou une matière qui contient de l'antimoine.

Isotopes[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Isotopes de l'antimoine.

L'isotope antimoine 121 représente 57 pour cent de la masse estimée d'antimoine, il est le seul isotope stable avec l'antimoine 123.

Il existe une vingtaine d'isotopes radioactifs, dont les masses atomiques s'échelonnent de 113 à 134. Parmi ces isotopes assez mal connus, l'antimoine 125, radionucléide artificiel employé comme indicateur radio-actif, sporadiquement présent dans l’environnement, très peu étudié, hormis sur quelques sites industriels pollués[20].

La littérature mentionne des formes (bio)méthylées (à faibles concentrations), qui pourraient être plus bioassimilables[20].

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[20].

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 »[20].

L'antimoine 124 est une source de rayons gamma. Associé au béryllium, l'antimoine 124 a été utilisé pour faire diverger certains réacteurs nucléaires[21].

Occurrences dans les milieux naturels, minéralogie et géologie[modifier | modifier le code]

Le clarke s'élève entre 0,7 et 0,2 ppm ou en moyenne 0,5 g par tonne[22]. L'antimoine est un élément rare, dix fois moins fréquent que l'arsenic. Il est toutefois présent dans plus de 100 minéraux.

L'antimoine se trouve encore plus rarement dans la nature sous forme d'un élément natif, le Sb métallique dénommé antimoine natif souvent avec des traces d'arsenic, de fer et d'argent. Ce minéral est parfois en alliage avec l'arsenic natif, ainsi le stibarsen ou l'arite. La breithauptite est un antimoniure de nickel naturel.

Pour les analyses de cycle de vie et l'appréhension de l'épuisement des ressources dites abiotiques, l'antimoine est l'unité utilisée depuis 2004 pour quantifier une consommation de matière première[23]. La conversion des quantités brutes vers leur équivalent antimoine ou kg d'antimoine fait intervenir la quantité totale de matière première disponible sur Terre. Ainsi il existe des estimations en milligramme d'antimoine par kilogramme, en milligramme d'antimoine par litre...pour estimer la rareté d'une entité décrite.

Minéraux les plus communs[modifier | modifier le code]

L’antimoine se trouve le plus facilement sous forme de sulfures, combiné, associé ou non avec d’autres métaux (plomb, cuivre, argent).

Sulfures[modifier | modifier le code]

  • La stibine ou antimonite (Sb2S3) est la forme la plus fréquente, largement majoritaire. 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.
    Berthiérite de la mine Herja près de Kisbánya, Baia Mare, Maramures, Roumanie. Belle pièce à groupement de lamelles ou lames parfois de plus de 10 cm. Taille globale 16.7 x 10.0 x 8.5 cm

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.

La gudmundite est un sulfure de fer et de d'antimoine FeSbS du groupe des arsénopyrites. La Wakabayashilite [(As,Sb)6S9][As4S5] est un sulfure complexe d'As et Sb.

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

Octaèdre gris-blanchâtre, cristal automorphe centimètrique de sénarmontite de la mine du Djebel Haminate, Ain Beida, Ancien Constantinois, Algérie

Oxydes[modifier | modifier le code]

Article connexe : Trioxyde d'antimoine.

Les oxydes sont généralement colorés.

Hydroxydes et oxohydroxydes[modifier | modifier le code]

Corps simples et corps composés chimiques[modifier | modifier le code]

Morceau d'antimoine ultra pur

Le rayon atomique de l'antimoine avoisine 1,41 Å, il est situé entre celui de l'arsenic 1,21 Å et celui du bismuth 1,62 Å. L'énergie d'ionisation est également respectivement intermédiaire, 199 kcal/mol entre 226 kcal/mol et 168 kcal/mol. Les principales critères physico-chimiques, des ponts thermodynamiques à l'enthalpie de formation atomique, confirment l'évolution du métalloïde As vers le métal véritable au sens chimique que représente le bismuth. Toutefois, du fait sa polarisabilité médiocre, l'antimoine se rapproche souvent bien plus de l'arsenic.

Propriétés physiques et chimiques des corps simples[modifier | modifier le code]

Granules ou boulettes d'antimoine purifié

En dehors de l'antimoine gris ou semi-métallique, assez analogue à l'arsenic gris, le corps simple antimoine existe sous trois formes solides, dont deux instables notamment à la chaleur (jaune Sb4 et noire) qui redonne la forme stable grise et une explosive.

La condensation rapide des vapeurs d'antimoine donne une forme jaune non métallique de structure tétraédrique, soit Sb4

D'aspect blanc argenté et cassant, le corps simple Sbgris métal de densité 6,7 est un semi-métal brillant. Il ne ternit pas à l'air à température ambiante. Il conduit très mal la chaleur et assez mal l'électricité. Sa conductivité électrique n'atteint que 4 % de celle du corps simple métal cuivre.

Très cassant du fait de l'énergie de cohésion abaissée aux joints de grain, il peut être facilement réduit en poudres fines.

Gros morceaux d'antimoine, fragmenté en petits

Cette forme stable, constituée de macromolécules dont les atomes sont agencés en un réseau cristallin trigonal, fond au-dessus de 630 °C et bout vers 1 380 °C. Il se vaporise très lentement au rouge blanc. L'antimoine liquide augmente de volume en se solidifiant.

Il est soluble dans les acides sulfurique, nitrique et phosphorique concentrés et à chaud. Il engendre alors lentement ce que l'on croyait de l'acide antimonique, mais qui se trouvent sous la forme d'ions antimoniates Sb(OH)6-.

L'antimoine impur peut être purifié par fusion avec du carbonate de soude ou Na2CO3 (et éventuellement du charbon actif).

Alliages[modifier | modifier le code]

Il forme facilement des alliages avec les principaux métaux usuels, dont le plomb, le cuivre ou les métaux précieux. Il est souvent considéré comme un élément durcissant dans les alliages, comme ceux à base de plomb (Pb) et d'étain (Sn).

Il forme aussi des associations avec l'arsenic.

Chimie des corps simples[modifier | modifier le code]

La valence de l'antimoine dans ses composés peut être II, III, V et accessoirement -III.

L'antimoine perd des électrons et forme des ions Sb3+, hydrolysé en SbO+ ou même précipité en Sb(O{H)2+ en milieu acide. L'antimoine Sb de valence V, ou Sb(V) se situe à un niveau d'énergie supérieure de 0,58 e.V de Sb(III). L'oxyde Sb2O5 est insoluble virtuellement en solution acide. Il s'agit d'un oxydant modérément fort.

L'antimoine corps simple ou Sb0 (Sb au degré d'oxydation zéro ou élémentaire) n'est qu'à un niveau d'énergie inférieure de 0,21 e.V par rapport à Sb(III). Sb(-III) représenté par l'hydrogène antimonié SbH3 plonge à - 0,51 e.V par rapport à Sb0.

Trioxyde d'antimoine en cristal cubique (sénarmontite)

L'antimoine corps simple réagit au rouge avec le gaz oxygène. L'oxyde amphotère formé Sb2O3 est volatile. Il s'agit d'une poudre blanche et cristalline, insoluble dans l'eau. Chauffé, elle devient jaune, mais refroidie, redevient blanche. La sénarmontite octédrique, en réalité de maille cubique, se transforme en fleur d'antimoine, sous forme de rhomboèdres (empilement de plans de symétrie C3) homologues de la valentinite.

Sb2O3 sénarmontite ou cristal de maille cubique → Sb2O3 fleur d'antimoine structure valentinite instable avec
Trichlorure d'antimoine
Trifluorure d'antimoine

L'antimoine s'enflamme spontanément dans le gaz chlore. Le chlorure normalement formé est un pentachlorure SbCl5, et il faut réchauffer ce corps lentement vers 200 °C pour former le trichlorure SbCl3. Néanmoins, le trichlorure d'antimoine peut être obtenu avec les corps simples si la température est contrôlé à 200 °C. Il est facilement obtenu par réaction de l'antimoine avec l'eau régale, avec un excès d'acide chlorhydrique. Il s'agit d'une masse incolore, molle et hygroscopique, qui porte le nom commun caractéristique de "beurre d'antimoine".

Le trifluorure d'antimoine peut être également facilement obtenu, ainsi que le pentafluorure d'antimoine.

Combustion de la stibine ou hydrogène antimonié dégagée

L'antimoine réagit à chaud avec les autres corps simples halogènes brome et l'iode. avec le fluor, le chimiste obtient un corps incolore et volatile, le trifluorure d'antimoine SbF3.

L'hydrure d'antimoine SbH3 est le gaz d'"hydrogène stibié" ou hydrogène antimonié des anciens, encore appelée stibine en chimie analytique. Ce gaz toxique, très instable, est un produit de réduction en milieu acide, obtenu par exemple en versant de l'antimoine dans une solution d'acide où barbote des copeaux de zinc, provoquant une ébullition d'hydrogène réactif. Il est comparativement obtenu en moindre quantité que l'arsine, mais beaucoup plus que la bismuthine plus instable, si l'opération concerne respectivement les corps simples arsenic et bismuth. Ce gaz n'existe pas en solution alcaline, il se décompose en Sb et en hydrogène. Mais sa décomposition exothermique peut survenir à la moindre excitation à l'état gazeux ː

2 SbH3 gaz instable → 2 Sb poudre cristal + 3 H2 gaz avec

Les corps composés antimoniés[modifier | modifier le code]

Mineral stibine, échantillon japonais en longues aiguilles gris-noires

L'antimoine est présent dans de nombreux composés minéraux, souvent associé avec le plomb, sous forme d'oxydes, de sulfures, de sulfoxydes, d'oxychlorures...

L'acide antimonique HSb(OH)6 est inconnu en pratique ː il n'existe que l'ion antimoniate, par exemple dans le pyroantimoniate de sodium NaSb(OH)6, encore écrit par convention Na2Sb2O5(OH)2. 5 H2O, le pyroantimoniate de potassium.

Sulfure d'antimoine dans une coupelle de verre

Le trisulfure d'antimoine Sb2S3 apparaît communément sous la forme de cristaux allongés, gris noir, à éclat métallique net. Il s'agit de la stibine de maille orthorhombique des minéralogistes. Mentionnons la forme allotropique amorphe rouge (rouge orangée) du trisulfure d'antimoine Sb2S3, celle-ci est relativement instable et un faible apport d'énergie, pas seulement thermique, la retransforme en la première forme cristalline gris noir.

Ainsi

Sb2S3 rouge orangé, amorphe, chauffé et secoué → Sb2S3 cristaux allongés gris-noir type stibine avec
Représentation spatiale codée du "stibogluconate de sodium"

Le Sb est présent dans de nombreux composés organométalliques. Ainsi il existe des acétates, des tartrates, des gluconates...

Analyse qualitative et dosage quantitatif[modifier | modifier le code]

Lors du test de Marsh (en), le miroir d'antimoine obtenu par décomposition de l'hydrogène stibié (stibine) ou hydrure d'antimoine sur la surface du verre, n'est pas dissous par la solution d'hypochlorite, contrairement au miroir d'arsenic. L'antimoine en milieu acide réagit avec un hydrogénosulfure ou avec l'ion hydrogénosulfure pour former un sulfure orangé insoluble. C'est ce précipité coloré qui permettait autrefois d'attester la présence d'antimoine.

Précipité caractéristique de sulfure coloré

Il est possible de séparer As et Sb à l'état de sulfures en dissolvant sélectivement Sb2S3} plus basique dans l'acide chlorhydrique et As2S3} plus acide dans le carbonate d'ammonium.

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[24].

Les raies d'absorption sont intenses dans l'Ultra-Violet proche.

Précautions, toxicologie[modifier | modifier le code]

L'antimoine et la plupart de ses composés sont toxiques, le corps simple et ses principaux composés sont irritants pour les muqueuses et la peau, voire l'estomac et l'intestin après son ingestion. Le gaz antimoniure d'hydrogène ou hydrure d'antimoine présente une toxicité comparable à l'arsine. La limite de tolérance dans l'atmosphère de travail ne dépasse pas 0,5 mg/m3 d'air.

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[25].

En France, il existe deux fiches toxicologiques sur le site de l'INRS[26]:

  • sur le trioxyde d'antimoine[27] (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[28] (synonymes : antimoine trihydrure, hydrogène antimonié, hydrure d’antimoine, stibine ; numéro CAS : 7803-52-3).

Usages[modifier | modifier le code]

Un échantillon d’antimoine.

Corps simple et alliages[modifier | modifier le code]

Le corps simple trop cassant ou aux propriétés mécaniques désastreuses est très rarement employé seul. Il s'agit plutôt d'un additif. Il était présent dans le "métal d'Alger", le "métal de la Reine"

"Bille d'alliage de plomb à l'arsenic et à l'antimoine" d'une cartouche de chasse. Le plomb serait trop mou.

Ainsi il est un composant d'alliages notamment de métaux comme le plomb (dont il augmente la dureté) servant à la fabrication :

  • des alliages complexes pour caractères ou poinçons d'imprimerie ;
    Pièce monétaire en alliage CuSb "Tomimotosen Tobishimaike" fin du VIIe siècle, Musée des monnaies et devises de Tokyo
  • 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.

Il s'agit d'un composant des alliages de revêtement de métaux ou à propriété antifriction, notamment pour palier, ou parfois à base de plomb ou d'étain notamment pour fondre dans des moules (voir Matériaux utilisables pour le frottement).

Le cuivre antimonié servait de monnaie autrefois en Chine et au Japon.

A l'état de poudre de Sb ou de divers composés purifiés, il peut donner un effet de scintillement aux feux d'artifice.

Il sert à la fabrication de semi-conducteurs.Par exemple, InSb, GaSb sont utilisés ː

Corps composés[modifier | modifier le code]

Poudre blanche de trioxyde d'antimoine
Un sac de trioxyde d'antimoine

L'antimoine est présent dans un grand nombre de catalyseurs, comme dans certains pigments. Il a aussi divers emplois industriels et médicaux.

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[29] Les oxydes d'antimoine permettent de produire un verre blanc opaque.

Les composés d'antimoine rentrent dans la composition de nombreuses glaçures. Le trifluorure d'antimoine SbF3 est un agent décapant ou un agent fluorant. Il est aussi utilisé en poterie.

Le beurre d'antimoine ou SbCl3 est un produit intermédiaire de la chimie de l'antimoine. Cette base de Lewis sert pour élaborer des catalyseurs, des réactifs pour la synthèse de la vitamine A.

Le pigment jaune sous la glaçure de cette poterie d'origine morave et anabaptiste, commémorant l'an 1657 provient d'un composé d'antimoine.

Le trisulfure Sb2S3 peut servir à former des pâtes pour allumage des allumettes. Il sert en pyrotechnie, ainsi que dans l'élaboration des verres rouges.

Utilisation médicale[modifier | modifier le code]

Structure simplifiée du tartrate double de potassium et d'antimonyle. Une autre présentation de ce vomitif se trouve en ːFile:Emetic2.png

Dans l'Antiquité, l'antimoine était utilisé comme source de médicament, vomitif, et ces composés étaient employés en particulier dans des cosmétiques, comme la stibine préalablement broyée pour élaborer le Khôl.

Des coupes ou récipients en alliages à base de Sb servaient à conserver du vin, dont certains composants réagissent avec l'antimoine pour former des corps toxiques à effet vomitifs puissants. Ainsi les riches fêtards romains pouvaient, après s'être fait vomir, continuer à engloutir des mets raffinés, servis par leurs esclaves. Cet usage abusif est passe dans la médecine gréco-romaine.

Coupe confectionné à partir d'antimoine ou d'alliage fortement antimonié avec sa trousse protectrice, XVIIe siècle. Son usage avec un vin conservé pendant une-demi à une journée, puis bu pour faire vomir et transpirer, c'est-à-dire comme purge d'excès d'humeurs du patient, est désormais strictement médical. Il existait également des cuillères à soupe ou petites cuilières ayant le même effet, pour un moindre coût.

En 1566, le Parlement de Paris en interdit l'usage en médecine, une mesure que la faculté de Montpellier refusa de respecter.

Le , 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.

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.

Production et commerce[modifier | modifier le code]

Minerais d'antimoine et traitements directs[modifier | modifier le code]

Les principaux minerais directes d'antimoine sont par ordre la stibine Sb2S3 présents en filons massifs (peut-être plus de 71 % de la production directe), la valentinite Sb2O3 autrefois en Algérie), l'(oxy)hydroxyde d'antimoine Sb2O4. H2O. L'exploitation des autres oxydes d'antimoine ou hydroxydes d'antimoine est encore plus rare.

En 1990, les principaux pays extracteurs de minerais d'antimoine sont la Chine, la Russie, l'Afrique du Sud, la Bolivie, le Mexique, le Canada et l'Australie.

Les minerais principalement à base de stibine, mais aussi de quartz ou d'autres reliquats rocheux sont concassés, enrichis par flottation, puis fondu vers 550−600 °C. Une masse grise s'écoule au fond du creuset car la stibine ou trisulfure d'antimoine est facilement fusible. Elle cristallise ensuite en aiguilles cristallines, cette masse est dénommée "antimoine cru".

Le métal est ensuite obtenu par grillage des sulfures et/ou par réduction via le monoxyde de carbone, opérations perfectionnés par perfectionné par les fondeurs français à la Belle Époque.

Donnons d'abord la réaction exothermique de grillage au four tournant ː

Sb2S3 solide cristal en aiguilles + 9 O2 gaz (de l'air) → 2 Sb2O3 poudre solide + 6 SO2 gaz anhydride sulfureux avec

Elle est suivie par la réduction par le charbon de bois (charbon actif) qui s'opère dans un four de fusion, c'est-à-dire un four à montée de chauffe rapide. Voilà la réaction globale ː

2Sb2O3 solide cristal pulvérulent + 3 C charbon de bois → 4 Sb dépôt en rhomboèdres + 3 CO2 gaz anhydride carbonique

Donnons enfin la réaction de grillage dans un four à fosse.

2 Sb2O3 solide cristal pulvérulent + Sb2S3 solide cristal en aiguilles → 6 Sb dépôt en rhomboèdres + 3 SO2 gaz anhydride sulfureux

Le raffinage de l'antimoine est typique de celui des semi-métaux. Il peut s'effectuer par sublimation ou par fusion de zone.

Production industrielle actuelle[modifier | modifier le code]

C'est le plus souvent un sous-produit du raffinage ou de la métallurgie du plomb, du cuivre et de l'argent. Mais une partie non négligeable de l'antimoine peut également être récupérée au cours du traitement des ordures.

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

Pays Tonnes  % du total
République populaire de Chine 126 000 81,5
Russie 12 000 7,8
Afrique du Sud 5 023 3,3
Tadjikistan 3 480 2,3
Bolivie 2 430 1,6
Total 5 pays 148 933 96,4
Total monde 154 538 100,0

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[30].

La production globale, incluant la récupération des ordures, en 1990 atteignait déjà 90 000 t.

Histoire de la production[modifier | modifier le code]

Usine d'antimoine du Babory en 1900 à Massiac

 la Belle Époque, la France figurait parmi les tout premiers producteurs mondiaux d'antimoine avec les sites mayennais de Laval, corses d'Ersa, de Luri ou de Meria, auvergnats de Massiac, d'Ouche ou de la vallée de la Sianne, où le fondeur Emmanuel Chatillon améliore le procédé de grillage, l'industriel métallurgiste Emmanuel Basse Vitalis rationalise son extraction et sa production... sans oublier les mines notamment algériennes de la compagnie des mines de la Lucette.

Emmanuel Chatillon, industriel français du procédé de traitement de l’antimoine par "grillage volatilisant"

La France fut ainsi 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.

Commerce en France[modifier | modifier le code]

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 €[31].

Notes, références et bibliographie[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b et c (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  4. (en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International, , 251 p. (ISBN 0803120664, lire en ligne), p. 71
  5. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, , 89e éd., p. 10-203
  6. a et b SIGMA-ALDRICH
  7. « Antimoine » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  8. Antimoine sur universalis.fr
  9. Jean-Pierre Tricot, CURRUS TRIOMPHAL!S ANTIMONII ou LE TRIOMPHE DE LA IATROGENESE
  10. Pline l'Ancien, L'Histoire Naturelle, XXIII, 23
  11. Cité par W. F. Albright "Notes on Egypto-Semitic Etymology. II", The American Journal of Semitic Languages and Literatures, Vol. 34, No. 4. (Jul., 1918), p. 215–255 (p. 230)
  12. Voir par exemple Diana Fernando, Alchemy : an illustrated A to Z (1998)
  13. (de) Edmund von Lippmann (1919) Entstehung und Ausbreitung der Alchemie, teil 1. Berlin: Julius Springer, p. 643-5
  14. Oscar von Lippmann (en) p. 642
  15. Lippmann, p. 642
  16. Greek-Englis Lexicon de Liddel-Scott-Jones : la déclinaison et la vocalisation varient; vary; Endlich, F.M. On Some Interesting Derivations of Mineral Names, The American Naturalist, Vol. 22, No. 253. (Jan., 1888), p. 21–32 (p. 28); Celse, 6.6.6 ff; Pline, L'Histoire Naturelle 33.33; Lewis and Short: Latin Dictionary.
  17. Sarton, George. (1935) Review of Al-morchid fi'l-kohhl, ou Le guide d'oculistique, traduit par Max Meyerhof. Isis (1935), 22(2):539-542
  18. Endlich, p. 28, l'avantage de as-stimmi serait qu'il partage une syllabe entière avec antimonium.
  19. Source Encyclopédie ou dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers
  20. a, b, c et d [PDF] IRSN, Fiche radionucléide - Antimoine 125 et environnement, 25 p.
  21. [PDF] Sciences & Avenir no 360, février 1977
  22. Alain Foucault, opus cité.
  23. [www.developpement-durable.gouv.fr/document144505 Fichier source PDF]
  24. Dosage de l'antimoine sanguin - Biotox - INRS (Institut national de recherche et de sécurité)
  25. Page 2 - Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada : documentation à l'appui : Antimoine
  26. Sécurité et santé au travail : INRS
  27. Trioxyde de diantimoine, FT 198
  28. Trihydrure d'antimoine, FT 202
  29. admin.ch, Antimoine dans les denrées alimentaires et repas de commodité conditionnés en barquettes de PET, 23.08.2007. Consulté le 10 juin 2013.
  30. Arnaud de la Grange, « Pékin joue de l'arme des « terres rares » », Le Figaro, 25 octobre 2010
  31. « Indicateur des échanges import/export », sur Direction générale des douanes. Indiquer NC8=81101000 (consulté le 7 août 2015)

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • 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.
  • 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)]).
  • 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.
  • Nicolas Lemery, Traité de l'antimoine, contenant l'analyse chymique de ce mineral [et] un recueil d'un grand nombre d'opérations rapportées à l'Académie Royale des Sciences ..., Chez Jean Boudot, 1707, 670 page. en ligne
  • [PDF] IRSN, Fiche pédagogique sur l'antimoine-125 (125Sb) et l'environnement, 25 p.

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

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