Antimon(III)-sulfid

Kristallstruktur
Strukturformel von Antimon(III)-sulfid
Vorlage:Farbe Sb3+ 0 Vorlage:Farbe S2−
Allgemeines
Name	Antimon(III)-sulfid
Andere Namen	Antimontrisulfid Antimonglanz Antimonorange Stibnit Diantimontrisulfid Grauspießglanz Schwefelantimon Antimonschwarz C.I. Pigment Red 107
Verhältnisformel	Sb2S3
Kurzbeschreibung	dunkelgrau bis schwarz (kristalline form) orangerot (amorph)er geruchloser Feststoff<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 215-713-4 ECHA-InfoCard 100.014.285 PubChem 16689752 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	339,68 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	4,12–4,64 g·cm−3<ref name="GESTIS" />
Schmelzpunkt	550 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	1150 °C<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser<ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
GHS-GefahrstoffkennzeichnungVorlage:CLH-ECHA<ref name="Sigma" /> Gefahrensymbol Achtung H- und P-Sätze H: 351​‐​373​‐​412 P: 202​‐​260​‐​273​‐​280​‐​308+313​‐​405<ref name="Sigma" />
Toxikologische Daten	> 2000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="Sigma">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Name nicht angegeben</ref>
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−127,6 kJ·mol−1 <ref></ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Antimon(III)-sulfid, genannt auch Schwefelantimon, ist eine chemische Verbindung der Elemente Antimon und Schwefel. Es gehört zu der Gruppe der Sulfide.

Vorkommen

Antimon(III)-sulfid kommt natürlich in Form des Minerals Stibnit (Grauspießglanz) vor. Zur Gewinnung von reinem Antimon(III)-sulfid werden Grauspießglanzerze mit größeren Anteilen an mineralischen Beiprodukten (Gangart) vor der Verarbeitung zunächst so weit erhitzt, dass die relativ niedrig schmelzende Verbindung, auf schräger Fläche abfließt (Seigerarbeit). Das ausgeseigerte Produkt mit einem Gehalt von 92 % bis 98 % Antimon(III)-sulfid wird als antimonium crudum bezeichnet.<ref name="Arnold F. Holleman" />

Gewinnung und Darstellung

Reines Antimon(III)-sulfid kann durch Reaktion von Antimon(III)-chlorid mit Thioacetamid in Ethanol<ref name="Cheng">B. Cheng, E. T. Samulski: One-step, ambient-temperature synthesis of antimony sulfide (Sb₂S₃) micron-size polycrystals with a spherical morphology, in: Materials Research Bulletin, 2003, 38, S. 297–301; Volltext (Memento vom 7. September 2006 im Internet Archive) (PDF; 196 kB)</ref> oder in Eisessig<ref name="Mane">R. S. Mane, B. R. Sankapal, C. D. Lokhande: Non-aqueous chemical bath deposition of Sb₂S₃ thin films, in: Thin Solid Films, 1999, 353 (1), S. 29–32; doi:10.1016/S0040-6090(99)00362-4.</ref> hergestellt werden.

Antimon(III)-sulfid kann auch durch Zusammenschmelzen der Elemente<ref name="howi">A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.</ref>

<chem>2Sb + 3S -> Sb2S3</chem>

oder durch Einleiten von Schwefelwasserstoff in angesäuerte Lösungen von drei- oder fünfwertigen Antimonverbindungen gewonnen werden.<ref name="howi" />

<chem>2SbO+ + 3H2S -> Sb2S3 + 2H2O + 2H+</chem>

Eigenschaften

Antimon(III)-sulfid ist ein dunkelgrau bis schwarzer (kristalline Form) oder orangeroter (amorphe Form) geruchloser Feststoff, welcher praktisch unlöslich in Wasser ist.<ref name="GESTIS" /> Die bei Fällungsreaktionen erhaltene orangerote Form wandelt sich beim Erhitzen unter Luftabschluss (unter Stickstoff ab 270 °C) in die stabilere graue Version um.<ref name="howi" /> An Luft erfolgt eine Zersetzung zu Antimon(III)-oxid schon ab Temperaturen über 300 °C.<ref>Aero Propulsion and Power Lab: Thermal Analysis Study of Antimony Sulfides (Memento vom 17. Mai 2014 im Internet Archive), Charles K. Kelley, Juli 1989</ref> In kochendem Wasser oder bei Kontakt mit Wasserdampf<ref name="GESTIS" /> zersetzt es sich langsam unter Bildung von Schwefelwasserstoff.<ref name="Ronald Rich"></ref>

<chem>Sb2S3 + 3H2O -> Sb2O3 + 3H2S ^</chem>

Antimon(III)-sulfid ist in heißem Ammoniakwasser wenig löslich, in starken Säuren und -Laugen löslich und bildet mit kochender Salzsäure Antimon(III)-chlorid.<ref name="Arnold F. Holleman">A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 817.</ref>

<chem>Sb2S3 + 6HCl -> 2SbCl3 + 3H2S ^</chem>

Mit verdünnter Salpetersäure bildet es Antimon(III)-oxid, mit konzentrierter Antimonsäure<ref Name = "howi/>.

<chem>Sb2S3 + 2HNO3 + 2H2O -> 2Sb2O3 + 3S + 2NO ^ + 3H2O</chem>

Antimon(III)-sulfid kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62)Vorlage:Raumgruppe/62 mit den Gitterparametern a = 1131,07 pm, b = 383,63 pm und c = 1122,85 pm. In der Elementarzelle befinden sich vier Formeleinheiten.<ref name="Bayliss">P. Bayliss, W. Nowacki: Refinement of the crystal structure of stibnite, Sb₂S₃, in: Zeitschrift für Kristallographie, 1972, 135, S. 308–315; Volltext (PDF; 312 kB).</ref>

Verwendung

Antimon(III)-sulfid wurde früher unter dem Namen Antimonschwarz als Pigment verwendet. Das im Mittelalter Antimonium (auch anthimonium) und „Spießglas“<ref>Vgl. etwa Ute Obhof: Rezeptionszeugnisse des „Gart der Gesundheit“ von Johann Wonnecke in der Martinus-Bibliothek in Mainz – ein wegweisender Druck von Peter Schöffer. In: Medizinhistorische Mitteilungen. Zeitschrift für Wissenschaftsgeschichte und Fachprosaforschung. Band 36/37, 2017/2018, S. 25–38, hier: S. 34 (Antimonium „spieszglasz“).</ref><ref>Vgl. auch Otto Beßler: Prinzipien der Drogenkunde im Mittelalter. Aussage und Inhalt des Circa instans und Mainzer Gart. Mathematisch-naturwissenschaftliche Habilitationsschrift, Halle an der Saale 1959, S. 157 („Antimonium – spysglaß, antimonos, aitruad“: Grauspiessglanzerz).</ref> genannte Mineral ist bereits seit der Antike bekannt und wurde als schwarzer Schminkpuder zum Färben von Augenlidern und Augenbrauen verwendet (aber auch zur Behandlung von Hämorrhoiden<ref>Konrad Goehl: Beobachtungen und Ergänzungen zum ‘Circa instans’. In: Medizinhistorische Mitteilungen. Zeitschrift für Wissenschaftsgeschichte und Fachprosaforschung. Band 34, 2015 (2016), S. 69–77, hier: S. 71.</ref>). Heute wird die Verbindung noch in der Pyrotechnik, rubinrotem Glas, als Farbstoff für Kunststoffe und als Flammschutzmittel verwendet.<ref name="howi"/>

Es reagiert mit Kaliumchlorat und war ca. 1826 Bestandteil des ersten echten Streichholzes mit Reibungszündung von John Walker:<ref name="Peter Paetzold"></ref><ref name="Hardt_Pyrotechnics">Alexander P. Hardt: Pyrotechnics, Pyrotechnica Publications, Post Falls Idaho USA 2001, ISBN 0-929388-06-2, S. 74 ff.</ref>

<chem>3KClO3 + Sb2S3 -> 3KCl + Sb2O3 + 3SO2 ^</chem>

Heutzutage wird es in der Streichholzherstellung nicht mehr in Zündköpfen, sondern nur noch selten in Reibflächen für Sicherheitsstreichhölzer verwendet.<ref name="Hardt_Pyrotechnics"/>

Antimon(III)-sulfid ist ein Halbleiter mit hoher Photosensitivität, der in Fernsehkameras und verschiedenen optoelektronischen Geräten eingesetzt wurde.<ref name="Cheng"/>

Es kann auch zur Herstellung von Antimon durch Reaktion mit Eisen<ref name="Arnold F. Holleman" />

<chem>Sb2S3 + 3Fe -> 2Sb + 3FeS</chem>

oder Sauerstoff und Kohlenstoff verwendet werden.<ref name="Arnold F. Holleman" />

<chem>Sb2S3 + 5O2 -> Sb2O4 + 3SO2 ^</chem>

<chem>Sb2O4 + 4C -> 2Sb + 4CO ^</chem>

Da Antimon(III)-sulfid infrarotes Licht ähnlich wie Grünpflanzen reflektiert, ist es in vielen Tarnfarben enthalten.<ref name="RömppOnline">Eintrag zu Antimonsulfide. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>

Sicherheitshinweise

Aussagefähige Tests der akuten oralen Toxizität liegen für Antimon(III)-sulfid nicht vor. Aus dem beruflichen Umgang ist jedoch nicht über akute lokale oder systemische Wirkungen der Verbindung berichtet worden. In einer Feldstudie an Arbeitern, die über längere Zeit Antimon(III)-sulfid-Staub (resultierend aus Mahlprozessen) inhalierten, zeigten die Betroffenen keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen. Bei einer zweiten Studie, bei der Arbeiter in der Schleifmittelherstellung längere Zeit Antimon(III)-sulfid-Staub ausgesetzt waren, wurde eine erhöhte Mortalitätsrate infolge von Herzerkrankungen auffällig. Aus Tierversuchen mit sulfidischen Antimonerzen gibt es Hinweise, die eine kanzerogene Wirkung nicht ausschließen. Eine Risikoabschätzung für den Menschen lässt die verfügbare Datenbasis jedoch nicht zu.<ref name="GESTIS" />

Antimon(III)-sulfid wurde 2016 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Antimon(III)-sulfid waren die Besorgnisse bezüglich Exposition von Arbeitnehmern, hohes Risikoverhältnis (Risk Characterisation Ratio, RCR) und weit verbreiteter Verwendung sowie der möglichen Gefahr durch krebsauslösende Eigenschaften. Die Neubewertung läuft seit 2018 und wird von Deutschland durchgeführt. Um zu einer abschließenden Bewertung gelangen zu können, wurden weitere Informationen nachgefordert.<ref>Vorlage:CoRAP-Status</ref>

Einzelnachweise

<references />