Antimonipentoksidi (Sb2O5) — antimoni(V)oksidi: ominaisuudet, rakenne, käyttö

Antimonipentoksidi (Sb2O5) — ominaisuudet, rakenne ja käyttö: kattava opas antimoni(V)oksidin kemiaan, rakenteeseen, ominaisuuksiin ja teollisiin sovelluksiin.

Antimonipentoksidi, joka tunnetaan myös nimillä antimonipentaoksidi ja antimoni(V)oksidi, on kemiallinen yhdiste. Sen kemiallinen kaava on Sb₂ O₅. Siinä on antimoni- ja oksidi-ioneja. Antimoni on hapetusasteeltaan +5.

Yleistä ja rakenne

Antimonipentoksidi on tavallisesti valkoinen tai lievästi kellertävä jauhe. Molekyylipaino on noin 323,52 g·mol⁻¹ (laskettuna Sb = 121,76). Kemiallisesti Sb(V)-atomeilla on tyypillisesti oktaedrinen koordinaatio, ja kiinteä aine muodostaa polymeerisen oksidirakenteen, jossa antimoniatomit ovat sidoksissa useisiin happiatomeihin.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

• Ulkonäkö: valkoinen tai lievästi kellertävä kiinteä aine.
• Liukoisuus: käytännössä liukenematon veteen; reagoi voimakkaiden emästen kanssa muodostaen antimonaatteja.
• Amfoteerisuus: Sb₂O₅ on amfoteerinen: se reagoi happojen kanssa muodostamalla antimoni(V)-suoloja ja emästen kanssa antimonaatteja.
• Kemiallinen käytös kuumennettaessa: voimakas kuumentaminen voi johtaa pelkistymiseen alemman oksidaation tilan antimoniyhdisteiksi (esim. Sb₂O₄ tai Sb₂O₃), riippuen olosuhteista ja pelkistävästä atmosfääristä.

Valmistus

Teollisissa ja laboratoriomenetelmissä antimonipentoksidia voidaan valmistaa yleisesti antimonin tai antimoni(III)-yhdisteiden oksidatiivisella hapettamisella tai Sb(V)-halidien hydrolyysillä. Esimerkiksi SbCl₅ hydrolysoituu kosteassa ympäristössä muodostaen Sb₂O₅ -tyyppisiä saostumia. Myös antimoni(III)-oksidin (Sb₂O₃) hapetus sopivissa olosuhteissa voi tuottaa pentoksidia.

Käyttö

Antimonipentoksidia käytetään useissa sovelluksissa, esimerkiksi:

• flammapidätyksen synergistinä yhdessä halogeenipohjaisten flame retardant -aineiden kanssa;
• raaka-aineena muiden antimonyhdisteiden valmistuksessa;
• katalyyttina tietyissä hapetus- ja orgaanisen synteesin reaktioissa;
• lasin, keramiikan ja pigmenttien valmistukseen liittyvissä prosesseissa;
• laboratorioreagenssina ja tiedekäytössä antimonin kemian tutkimuksessa.

Reaktiot ja johdannaiset

Sb₂O₅ reagoi hapoissa ja emäksissä muodostaen vastaavia suoloja: happokontaktissa se liukenee muodostaen antimoni(V)-yhdisteitä, kun taas emästen kanssa syntyy antimonaatteja (esim. [SbO₃]⁻-tyyppisiä lajeja tai kompleksisia hydroksido-antimonaatteja riippuen pH:sta ja konsentraatiosta).

Luonnossa esiintyminen

Vapaana esiintyvää puhdasta Sb₂O₅:tä on harvoin luonnossa; antimoniyhdisteet esiintyvät pääosin sulfideina (esim. stibiiniitti, Sb₂S₃). Antimonipentoksidin tai sen hydratoitujen muotojen esiintyminen luonnossa on vähäisempää ja liittyy yleensä oksidoituneisiin antimoniesiintymiin.

Terveys ja turvallisuus

Antimoniyhdisteet ovat yleisesti toksisia ja voivat olla haitallisia hengitettynä, nieltynä tai ihokosketuksessa. Sb₂O₅ -jauhetta käsiteltäessä tulee noudattaa asianmukaista työturvallisuutta: käyttää suojakäsineitä, suojalaseja ja hengityssuojainta pölyämisen estämiseksi sekä työskennellä hyvin ilmastoidussa tilassa tai vetokaapissa. Jätteiden ja päästöjen käsittelyssä on huomioitava paikalliset ympäristösäädökset, koska antimoni voi olla ympäristölle haitallinen.

Yhteenveto

Antimonipentoksidi (Sb₂O₅) on tärkeä antimonin +5 -oksidi, jolla on polymeerinen oksidirakenne ja amfoteerisia ominaisuuksia. Sitä käytetään muun muassa flame retardant -järjestelmissä, katalyysissä ja kemiallisena välituotteena. Käsittelyssä on oltava varovainen sen toksisuuden vuoksi.

Hae kirjaimella