El óxido de antimonio (III) es un compuesto inorgánico con la fórmula Sb 2 O 3 . Es el compuesto comercial más importante del antimonio . Se encuentra en la naturaleza como los minerales valentinita y senarmontita. [3] Como la mayoría de los óxidos poliméricos , el Sb 2 O 3 se disuelve en soluciones acuosas con hidrólisis . Un óxido mixto de arsénico y antimonio se encuentra en la naturaleza como el mineral muy raro estibioclaudetita. [4] [5]
La producción mundial de óxido de antimonio (III) en 2012 fue de 130.000 toneladas, un aumento respecto de las 112.600 toneladas de 2002. China produce la mayor parte, seguida de Estados Unidos/México, Europa, Japón, Sudáfrica y otros países (2%). [6]
En 2010, el óxido de antimonio (III) se producía en cuatro plantas de la UE. Se produce a través de dos rutas, la revolatilización del óxido de antimonio (III) crudo y la oxidación del metal antimonio. La oxidación del metal antimonio predomina en Europa. Existen varios procesos para la producción de óxido de antimonio (III) crudo o antimonio metálico a partir de material virgen. La elección del proceso depende de la composición del mineral y de otros factores. Los pasos típicos incluyen la extracción, el triturado y la molienda del mineral, a veces seguidos de flotación por espuma y separación del metal mediante procesos pirometalúrgicos (fundición o calcinación) o, en algunos casos (por ejemplo, cuando el mineral es rico en metales preciosos), mediante procesos hidrometalúrgicos. Estos pasos no tienen lugar en la UE, sino más cerca del lugar de extracción.
Paso 1) La estibina cruda se oxida a óxido de antimonio (III) crudo utilizando hornos que funcionan a aproximadamente 500 a 1000 °C. La reacción es la siguiente:
Paso 2) El óxido de antimonio (III) crudo se purifica por sublimación.
El metal antimonio se oxida a óxido de antimonio (III) en hornos. La reacción es exotérmica. El óxido de antimonio (III) se forma a través de la sublimación y se recupera en filtros de mangas. El tamaño de las partículas formadas está controlado por las condiciones del proceso en el horno y el flujo de gas. La reacción se puede describir esquemáticamente de la siguiente manera:
El óxido de antimonio (III) es un óxido anfótero . Se disuelve en una solución acuosa de hidróxido de sodio para dar el metaantimonito NaSbO 2 , que se puede aislar como trihidrato. El óxido de antimonio (III) también se disuelve en ácidos minerales concentrados para dar las sales correspondientes, que se hidrolizan al diluirse con agua. [7] Con ácido nítrico , el trióxido se oxida a óxido de antimonio (V) . [8]
Cuando se calienta con carbono , el óxido se reduce a antimonio metálico. Con otros agentes reductores como el borohidruro de sodio o el hidruro de litio y aluminio , se produce el gas inestable y muy tóxico llamado estibina . [9] Cuando se calienta con bitartrato de potasio , se forma una sal compleja de tartrato de potasio y antimonio , KSb(OH) 2 · C 4 H 2 O 6 . [8]
La estructura del Sb 2 O 3 depende de la temperatura de la muestra. El Sb 4 O 6 dimérico es el gas de alta temperatura (1560 °C). [10] Las moléculas de Sb 4 O 6 son jaulas bicíclicas, similares al óxido de fósforo (III) relacionado, el trióxido de fósforo . [11] La estructura de la jaula se retiene en un sólido que cristaliza en un hábito cúbico. La distancia Sb–O es de 197,7 pm y el ángulo O–Sb–O de 95,6°. [12] Esta forma existe en la naturaleza como el mineral senarmontita . [11] Por encima de los 606 °C, la forma más estable es ortorrómbica , que consiste en pares de cadenas -Sb-O-Sb-O- que están unidas por puentes de óxido entre los centros Sb. Esta forma existe en la naturaleza como el mineral valentinita . [11]
El consumo anual de óxido de antimonio (III) en los Estados Unidos y Europa es de aproximadamente 10.000 y 25.000 toneladas , respectivamente. La principal aplicación es como sinergista retardante de llama en combinación con materiales halogenados. La combinación de los haluros y el antimonio es clave para la acción retardante de llama de los polímeros, ayudando a formar carbones menos inflamables. Dichos retardantes de llama se encuentran en aparatos eléctricos, textiles, cuero y revestimientos. [13]
Otras aplicaciones:
Se sospecha que el óxido de antimonio (III) tiene potencial carcinógeno para los seres humanos. [13] Su TLV es de 0,5 mg/m 3 , como el de la mayoría de los compuestos de antimonio. [14] Antes de 2021, no se habían identificado otros peligros para la salud humana relacionados con el óxido de antimonio (III), y no se habían identificado riesgos para la salud humana y el medio ambiente derivados de la producción y el uso de trióxido de antimonio en la vida diaria. Sin embargo, el 15.º Informe sobre carcinógenos publicado el 21 de diciembre de 2021 por el Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. clasificó el óxido de antimonio (III) como carcinógeno. [15]