Сурма (лат. Stibium), Sb, хімічний елемент V групи періодичної системи Менделєєва; атомний номер 51, атомна маса 121,75; метал сріблисто-білого кольору з синюватим відтінком. У природі відомо два стабільні ізотопи 121 Sb (57,25% ) і 123 Sb (42,75% ). З штучно отриманих радіоактивних ізотопів найважливіші 122 Sb ( Т 1/2 = 2,8 cym ) , 124 Sb ( T 1/2 = 60,2 cym ) і 125 Sb ( T 1/2 = 2 роки).
Історична довідка. С. відома з глибокої старовини. У країнах Сходу вона уживалася приблизно за 3000 років до н.е.(наша ера) для виготовлення судин. У Давньому Єгипті вже в 19 ст до н.е.(наша ера) порошок сурм'яного блиску (природний Sb 2 S 3 ) під назвою mesten або stem застосовувався для чорніння брів. У Древній Греції він був відомий як stími і stíbi, звідси латинський stibium. Близько 12—14 вв.(століття) н.е.(наша ера) з'явилася назва antimonium. У 1789 А. Лавуазье включив С. в список хімічних елементів під назвою antimoine (сучасний англійський antimony, іспанський і італійський antimonio, німецький Antimon). Російська «сурма» сталося від турецького sürme; ним позначався порошок свинцевого блиску PBS, що також служив для чорніння брів (за іншими даними, «сурма» — від персидського сурме — метал). Детальний опис властивостей і способів здобуття С. і її з'єднань вперше дано алхіміком Василем Валентином (Німеччина) в 1604.
Поширення в природі. Середній вміст С. в земній корі (кларк) 5 ×10 –5 % по масі. У магмі і біосфері С. розсіяна. З гарячих підземних вод вона концентрується в гидротермальних родовищах. Відомі власне сурм'яні родовища, а також сурм'яно-ртутні, сурм'яно-свинцеві, сурм'яні для золота, сурм'яно-вольфрамові. З 27 мінералів С. головне промислове значення має антимоніт (Sb 2 S 3 ) (див. також Сурм'яні руди ) . Завдяки спорідненості з сіркою С. у вигляді домішки часто зустрічається в сульфідах миш'яку, вісмуту, нікелю, свинцю, ртуті, срібла і інших елементів.
Фізичні і хімічні властивості. С. відома в кристалічній і трьох аморфних формах (вибухова, чорна і жовта). Вибухова С. (щільність 5,64—5,97 г/см 3 ) вибухає при будь-якому зіткненні: утворюється при електролізі розчину Sbcl 3 ; чорна (щільність 5,3 г/см 3 ) — при швидкому охолоджуванні пари С.; жовта — при пропусканні кисню в зріджений Sbh 3 . Жовта і чорна С. нестійкі, при знижених температурах переходять в звичайну С. Наїболєє стійка кристалічна С. (див. також Сурма самородная ) , кристалізується в трігональной системі, а = 4,5064 ; щільність 6,61—6,73 г/см 3 (рідкою — 6,55 г/см 3 ) ; t пл 630,5 °С; t кіп 1635—1645 °С; питома теплоємність при 20—100 °С 0,210 кдж/(кг × К ) [0,0498 кал/ ( г ×°С)]; теплопровідність при 20 °С 17,6 Вт/м-код × До [0,042 кал/ ( см × сік × °С)]. Температурний коефіцієнт лінійного розширення для полікристалічної С. 11,5 ×10 –6 при 0—100 °С; для монокристала a 1 = 8,1×10 –6 a 2 = 19,5×10 –6 при 0—400 °С, питомий електроопір (20 °С) (43,045×10 –6 ом × см ) . С. діамагнітна, питома магнітна сприйнятливість —0,66 ×10 –6 . На відміну від більшості металів, С. крихка, легко розколюється по плоскості спайності, стирається в порошок і не піддається куванню (інколи її відносять до напівметалам ) . Механічні властивості залежать від чистоти металу. Твердість по Брінеллю для литого металу 325—340 Мн/м-коду 2 (32,5—34,0 кгс/мм 2 ) ; модуль пружності 285—300; межа міцності 86,0 Мн/м-коду 2 (8,6 кгс/мм 2 ) . Конфігурація зовнішніх електронів атома Sb5s 2 5r 3 . У з'єднаннях проявляє міри окислення головним чином +5, +3 і –3.
В хімічному відношенні С. малоактивна. На повітрі не окислюється аж до температури плавлення. З азотом і воднем не реагує. Вуглець трохи розчиняється в розплавленій С. Металл активно взаємодіє з хлором і ін. галогенами, утворюючи сурми галогеніди . З киснем взаємодіє при температурі вище 630 °С з утворенням Sb 2 O 3 (див. Сурми оксиди ) . При сплаві з сіркою виходять сурми сульфіди, так само взаємодіє з фосфором і миш'яком. С. стійка по відношенню до води і розбавленим кислотам. Концентровані соляна і сірчана кислоти повільно розчиняють С. з утворенням хлориду Sbcl 3 і сульфату Sb 2 (So 4 ) 3 ; концентрована азотна кислота окислює С. до вищого оксиду, що утворюється у вигляді гідратованого з'єднання xsb 2 O 5 ×уН 2 О. Практічеський інтерес представляють труднорастворімиє солі сурм'яної кислоти — антімонати(Меsbo 3 ×3H 2 O, де Me — Na, До) і солі не виділеної метасурьмяністой кислоти — метаантімоніти (Mesbo 2 ×ЗН 2 Про), що володіють відновними властивостями. С. з'єднується з металами, утворюючи антімоніди .
Здобуття. С. отримують пірометалургічною і гідрометалургійною переробкою концентратів або руди, що містить 20—60% Sb. До пірометалургічних методів відносяться осадітельная і відновні плавки. Сировиною для осадітельной плавки служать сульфідні концентрати; процес заснований на витісненні С. з її сульфіду залізом: Sb 2 S 3 + 3fe Û 2sb + 3fes. Залізо вводиться в шихту у вигляді скрапу. Плавку ведуть у відбивних або в коротких барабанних печах, що обертаються, при 1300—1400 °С. Витягання С. в чорновий метал складає більше 90%. Відновна плавка С. заснована на відновленні її оксидів до металу деревним вугіллям або кам'яновугільним пилом і ошлакуванні порожньої породи. Відновній плавці передує окислювальне випалення при 550 °С з надміром повітря. Огарок містить нелеткий чотириокис С. Как для осадітельной, так і для відновної плавок можливе вживання електропечей. Гідрометалургійний спосіб здобуття С. складається з двох стадій: обробки сировини лужним сульфідним розчином з переведенням С. в розчин у вигляді солей сурм'яних кислот і сульфосолей і виділення С. електролізом. Чорнова С. залежно від складу сировини і способу її здобуття містить від 1,5 до 15% домішок: Fe, As, S і ін. Для здобуття чистою С. застосовують пірометалургічне або електролітичне рафінування. При пірометалургічному рафінуванні домішки заліза і міді видаляють у вигляді сірчистих з'єднань, вводячи в розплав С. антимоніт (крудум) — Sb 2 S 3 , після чого видаляють миш'як (у вигляді арсената натрію) і сірку при продуванні повітря під содовим шлаком. При електролітичному рафінуванні з розчинним анодом чорнову С. очищають від заліза, міді і ін. металів, що залишаються в електроліті (Сі, Ag, Аї залишаються в шламі). Електролітом служить розчин, що складається з Sbf 3 , H 2 So 4 і HF. Вміст домішок в рафінованій С. не перевищує 0,5—0,8%. Для здобуття С. високої чистоти застосовують зонну плавку в атмосфері інертного газу або отримують С. із заздалегідь очищених з'єднань — триокиси або трихлориду.
Вживання. С. застосовується в основному у вигляді сплавів на основі свинцю і олова для акумуляторних пластин, кабельних оболонок, підшипників (бабіт ) , сплавів, вживаних в поліграфії (гарт ) , і так далі Такі сплави володіють підвищеною твердістю, зносостійкістю, корозійною стійкістю. У люмінесцентних лампах галофосфатом кальцію активують Sb. С. входить до складу напівпровідникових матеріалів як легуюча добавка до германію і кремнію, а також до складу антімонідов (наприклад, Insb). Радіоактивний ізотоп 12 Sb застосовується в джерелах g-віпромінювання і нейтронів.
О. Е. Крейн.
Сурма в організмі. Вміст С. (на 100 г сухої речовини) складає в рослинах 0,006 міліграм, в морських тваринах 0,02 міліграма, в наземних тваринах 0,0006 міліграма. В організм тварин і людини С. поступає через органи дихання або шлунково-кишковий тракт. Виділяється головним чином з фекаліями, в незначній кількості — з сечею. Біологічна роль С. невідома. Вона вибірково концентрується в щитовидній залозі, печінці, селезінці. У еритроцитах накопичується переважно С. в мірі окислення + 3, в плазмі крові — в мірі окислення + 5. Гранично допустима концентрація С. 10 –5 — 10 –7 г на 100 г сухої тканини. При вищій концентрації цей елемент інактівіруєт ряд ферментів ліпідного, вуглеводного і білкового обміну (можливо в результаті блокування сульфгідрильних груп ) .
В медичній практиці препарати С. (солюсурьмін і ін.) використовують в основному для лікування лейшманіозу і деяких гельмінтозів (наприклад, шистосоматозу).
С. і її з'єднання отруйні. Отруєння можливі при виплавці концентрату сурм'яних руд і у виробництві сплавів С. Прі гострих отруєннях — роздратування слизистих оболонок верхніх дихальних доріг, очей, а також шкіри. Можуть розвинутися дерматит, кон'юнктивіт і так далі Лікування: антидоти (унітіол), сечогінні і потогінні засоби і ін. Профілактика: механізація виробництв. процесів, ефективна вентиляція і так далі
Літ.: Шиянов А. Р., Виробництво сурми, М., 1961; Основи металургії, т. 5, М., 1968; Дослідження в області створення нової технології виробництва сурми і її з'єднань, в збірці: Хімія і технологія сурми, Фр., 1965.
