Lòxid d'antimoni(III), o triòxid de diantimoni, és un compost binari constituït per oxigen i antimoni, és un òxid la qual fórmula química és Sb2O3. Té àmplies aplicacions com a retardant de flama, catalitzador, pigment i desgasador del vidre. És la forma predominant d'antimoni alliberat al medi ambient de les activitats humanes. La relativament baixa toxicitat d'aquest compost es deu a la seva solubilitat extremadament baixa en aigua. Tanmateix es considera possiblement carcinogen per als humans.
Estat natural i obtenció esquerra|miniatura|Senarmontita A la natura hom pot trobar òxid d'antimoni(III) al mineral senarmontita i al mineral valentinita, que presenten estructures cristal·lines diferents, ortoròmbica el primer i cúbica el segon. Aquests minerals es formen per oxidació del mineral estibina, constituït per sulfur d'antimoni(III) Sb2S3 i d'altres minerals d'antimoni.
La producció mundial el 2005 d'òxid d'antimoni(III) fou de 120 000 tones, amb la Xina com a principal productor (47 %) seguida de Mèxic (22 %), Europa (17 %), el Japó (10 %) i Sud-àfrica (2 %) i altres països (2 %). Els processos d'obtenció industrial són dos:
Volatilització de l'òxid d'antimoni(III) cru En aquest procés es parteix del sulfur d'antimoni(III) que es fa reaccionar amb oxigen en forns a 850 °C–1000 °C:
2 Sb2S3 + 9 O2 -> 2 Sb2O3 + 6 SO2Després aquest òxid d'antimoni(III) obtingut es vaporitza per a condensar-se a continuació.
Oxidació de l'antimoni Dins forns es produeix l'oxidació de l'antimoni per reacció directa d'oxigen gas sobre l'antimoni metàl·lic:
4 Sb + 3 O2 -> 2 Sb2O3
Propietats L'òxid d'antimoni(III) a temperatura ambient és un sòlid cristal·lí, de cristalls blancs, inodor, de densitat 5,9 g/cm³, punt de fusió 656 °C i punt d'ebullició 1 550 °C. Sublima parcialment abans d'arribar al punt d'ebullició. És insoluble dins d'aigua, i en dissolvents orgànics. esquerra|miniatura|Estructura de l' \alpha-Sb2O3 La forma cúbica \alpha-Sb2O3 és la fase estable en condicions ambientals de l'òxid d'antimoni(III), mentre que la cúbica \beta-Sb2O3 s'obté a pressió elevada i temperatura superior a 570 °C. L'estructura ortoròmbica conté unitats Sb4O6, amb els àtoms units mitjançant enllaç covalent Sb-O. El bloc bàsic d'aquestes unitats és l'estructura piramidal SbO3, en què l'antimoni ocupa el centre d'un tetraedre allargat, amb els àtoms d'oxigen situats en tres dels vèrtexs i els electrons del parell solitari de l'antimoni que ocupen el quart. L'estructura Sb4O6 consta de quatre d'aquestes piràmides, amb tots els oxígens enllaçats a dos antimonis, formant una estructura semblant a una gàbia tancada. Els angles O-Sb-O són de 95,7°. esquerra|miniatura|Estructura de la \beta-Sb2O3 L'altra forma, la ortoròmbica \beta-Sb2O3 també està composta de piràmides SbO3, però en lloc de formar una estructura engabiada, formen una doble cadena més connectada, que es transforma en una estructura de doble filferro a pressió. Una diferència notable amb la forma ortoròmbica és la diferència dels angles d'enllaç. Els angles O-Sb-O són de 81°, 93° i 99°, i els angles dels enllaços Sb-O-Sb 110° i 132°.
Aplicacions Retardant de flama L'ús més important de l'òxid d'antimoni(III), pel que fa a la quantitat emprada, és com a retardant de flama de plàstics, gomes i teixits. L'òxid d'antimoni(III) en si no té cap funció ignífuga, però, quan s'utilitza juntament amb compostos orgànics halogenats, l'efecte sinèrgic de la barreja crea les propietats ignífugues. SbX3 + H^{.} -> SbX2 + HXSbX2 + H^{.} -> SbX + HXSbX + H^{.} -> Sb + HXSb + O^{.} -> SbO^{.}SbO^{.} {+} H^{.} -> SbOHSbOH + H^{.} -> SbO^{.} {+} H2 Quan l'oxigen reacciona amb un polímer origina diòxid de carboni, monòxid de carboni i diversos radicals lliures en fase gasosa (H^{.}, O^{.}, OH^{.}) que són els causants de què es mantingui la combustió. Si s'addiciona un compost orgànic clorat o bromat, aquests halògens capturen els radicals lliures, reaccionat amb ells i formant H2O, HX i H2. Per reaccionar, els halògens han d'arribar a la flama en fase de gas. L'addició d'òxid d'antimoni(III) permet la formació d'espècies d'antimoni volàtils (SbX3, SbOX, SbO2X) capaços d'interrompre el procés de combustió inhibint els radicals lliures mitjançant una sèrie de reaccions proposades al costat. La formació dels composts ignífugs té lloc segons les reaccions:
2 RHX -> 2 R + 2 HX2 RHX -> 2 RH + X26 HX + Sb2O3 ->2 SbX3 + 3 H2OX2 + Sb2O3 -> SbOX + SbO2X3 SbOX -> SbX3 + Sb2O3
Indústria del vidre L'òxid d'antimoni(III) s'utilitza com a agent de depuració o com a desgasador en la fabricació de vidre artístic, òptica i bombetes fluorescents de vidre, i en vidres per a pantalles per a televisió i ordinadors, etc. S'afegeix al vidre durant la fabricació i ajuda a eliminar les bombolles del vidre. El mecanisme implica diversos passos. En el pas final l'òxid d'antimoni(III) s'oxida fins a obtenir l'òxid d'antimoni(V). El contingut total de Sb al vidre acabat se situa normalment al voltant del 0,8 %.
Pigments L'òxid d'antimoni(III) s'empra com a pigment blanc i en la fabricació de pigments de colors inorgànics complexos. Aquests pigments s'utilitzen en indústries posteriors com ara els plàstics (50 %), els recobriments (35 %), esmalts i ceràmica (10 %) i materials de construcció (5 %).
Catalitzador En la producció d'envasos de PET s'empra l'òxid d'antimoni(III) com a catalitzador.
Referències
Categoria:Compostos d'antimoni Categoria:Òxids Categoria:Carcinògens del grup 2B de l'IARC