过去，它曾是医生手中重要的药物成分，一度被视为**药。到了近代，它却以剧毒物质出道，疑似杀**了音乐天才莫扎特，令人避之不及。如今名为Sb的锑更是成为继铅、汞、铬之后的第四大有害重金属元素。
不只是在工业上，名为Sb的锑元素正悄无声息地潜入我们平常的生活里，比如你常喝的塑料瓶里，你朋友每天用的化妆品等....
锑矿物
学过化学的朋友就知道，锑元素符号为Sb，是来自拉丁语stibnum。这个词语有“美丽的眼睛”之意，其实早在古埃及时代，人类就开始利用锑元素了。作为一种有金属光泽的类金属，锑在自然界中主要存在于硫化物辉锑矿（Sb2S3）中，当时的妇女们会从辉锑矿中提取的三硫化二锑来当作眼影粉来使用。
而锑的英文名antimony，则有“僧侣杀手”的意思。因为在中世纪时，锑被僧侣拿来当作炼金术的原料。但他们并不知道锑的毒性，只是在接触过多该物质后，便离奇**去了，锑才因而得名。从那时起，人们逐渐发现锑会损害肝脏等，甚至可能造成**。
古埃及妇女用含Sb的物质来化眼妆
可即便如此，还是无法阻挡锑元素变身为治病救人的“良药”。那时大家认为人类已经能驾这些金属致命的力量，将它们为人类所用了。于是，不光有用汞通便的暗黑疗法，还有锑作为催吐剂来治便秘。
需要注意的是，锑在地壳中的含量很少，约为百万分之一。因此它被视为稀有元素，价格较为昂贵。也正因为它来之不易，所以当时医生绞尽脑汁地发明了锑丸，另有说法称为锑片。
由于锑丸不会在肠道中溶解，吞进去后还会原样排出体外。所以，人们会悉心将锑丸会从排泄物中回收，清洗，下次再使用。很多人将它视为“永存的药丸”“不朽的药丸”，并把它当作传家宝代代相传。此外，人们还曾利用锑及其化合物治疗肺病、血吸虫病等。
然而，锑的致命毒性是毋庸置疑的。我们无从得知锑疗法加速了多少人的**，但一代音乐天才莫扎特的**因猜想中，来洞察它的毒性。
1791年，年仅35岁的莫扎特因病去世。一直以来，很多人认为他是**于对手萨列里所投的毒。近年来，有科学家表示，莫扎特最有可能的**因就是中了锑毒。因为研究发现当时医生就是用锑丸来治疗莫扎特，结果害**了他。
从元素周期表上看，重金属锑与砒霜的主要成分砷都是在第五主族，因此两者具有相似的结构和毒性。与砷类似地，锑及其化合物的毒性大小主要取决于锑的氧化态和结合体的状态。比如三价锑的毒性是五价锑的10倍左右。无机锑的毒性更要强于有机锑化合物。
锑丸大小类似于图中银色药丸
锑主要是通过与人体细胞中的巯基结合，使人体内的相关蛋白质以及酶失去活性，从而对人体产生毒害作用。比如锑会刺激人的眼、鼻、喉咙及皮肤。如果与人体持续接触，它会破坏心脏及肝脏功能。
此外，人如果吸入高含量的锑，会直接导致锑中毒。一开始会出现恶心、呕吐、头痛等常见的胃肠道症状，容易误诊。
等到后来，它还会有心肌及肝脏受损的表现，如心肌炎、传导阻滞、以及休克等，又或者是有黄疸，肝功能衰竭，呼吸困难等，严重者可能导致**。
因此，我们日常要尽量避免长期接触含锑的物质。
对人类来说，锑也不总是作为毒药，它也具有较高的工业价值。
与大多数物体热胀冷缩不同，锑有一个独特的性质即是热缩冷胀。当作为液态的锑在受冷凝固时，它的体积会稍为膨胀。就好比水变成冰后会膨胀，变成液态时却会收缩。
比如人们在制造铅字时，就会往铅字合金里加入一些锑。当熔化的铅字合金浇入铜模里冷却凝固时，合金也就稍为膨胀了，使字的笔划都清晰地凸显出来。
在现代工业中，锑元素主要用来做阻燃剂，被广泛用于金、陶瓷、玻璃、颜料、半导体元件、医药及化工等领域中。
锑矿的微观成分
不光是工业生产中，Sb元素离我们的生活并不远。比如近年来在化妆品行业中，多发生锑超标的事件。
可由于锑不但不会产生特别的功效，还会引起皮肤炎等症状，所以基本可排除人为添加锑超标的可能。那么，为什么某些化妆品种锑元素还是会超标呢？原因是锑作为重金属会富集在天然动植物和矿物质中，而化妆品中原料正是两者。
首先，使用天然提取成分时会不可避免的存在重金属残留。其次矿物质中也存在多种贵金属，生产中难以完全去除，以及生产过程控制不严格就容易产生。
不过只要成品中重金属含量不超过限量标准，也是安全的。一些廉价的“三无产品”，由于原料、提取的工艺不过关等，可能会含有锑及其化合物。
除了化妆品锑会超标外，锑还可能存在于我们常用的矿泉水瓶和碳酸饮料瓶等塑料包装中。在我们的日常生活中，用于食品包装的塑料材质主要以PET（聚对苯二甲酸乙二酯）为主的聚合物，据有关检测发现，PET材质的瓶体基本都含有锑。
英国化学家威廉·肖迪克曾对市场上15种热销的瓶装水进行化学检验，结果发现自然地下水中的锑含量是万亿分之一百，而刚出厂的瓶装水的锑含量平均为万亿分之一百六十。再过3个月后，瓶装水中锑元素的含量又会增长一倍。
有科学家针对该现象进行了深入调查，发现在PET的合成过程中会要以一种含锑的化合物作为催化剂，用于促进缩聚反应。虽说用于食品包装的PET材质，一般要进行脱锑工艺；但检测发现PET塑料材质的锑残留量仍然较高。因此不少人认为，脱锑工艺流程并没有排除锑元素的危险。
不过有关机构认为，塑料食品包装容器生产中所使用的锑催化剂生产工艺已得到了世界各国的广泛使用和认可，并无大碍；但从现实来看，锑在塑料瓶体中的残留确实是存在的。
而世界卫生组织规定，对水中锑含量和日摄入量应小于0.86微克/每日。为了确保远离锑的危害，我们就要尽可能少喝使用PET包装（瓶底或瓶身有标记PET）的酸性（碱性）饮料，同时注意选择离生产日期近的、储存条件良好的产品，不要反复使用PET材质的瓶子。
最好不要使用塑料瓶盛装热水，买回来的PET包装的饮品也不要长期存放，应尽快饮用。
不管怎样，当我们了解锑（Sb）元素的毒性后，就别像过去的人那样主动去中Sb的毒了吧。
来源：化学加
2021-08-11 133431
萍霄
钢中的残余元素问题是冶金工业面临的重要问题之一。在炼钢过程中，炼钢原料(包括铁水、废钢及铁合金等)会将大量杂质元素带入炼钢炉中。其中一部分杂质元素可以去除，但仍有一部分杂质元素将留在钢中，这一部分杂质(非有意添加的合金元素)统称为残余元素。
这些残余元素是钢材质量产生不稳定的主要因素之一。某些残余元素易于偏析，即使其含量很低，也会对钢材性能产生很强的负面作用。
如轴承钢中的残余钛就是一个典型的案例。Ti易与N反应产生高硬度夹杂物，极大影响轴承钢的使用寿命。
1、残余元素的分类
将已知的一部分钢中残余元素按其氧化势分为三类，如下表。它们在炼钢过程中分别表现为完全保留、部分保留和极少保留。
说起卤族元素，相信高考的各位学子都不会陌生。卤族元素即第七族VIIA族，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），简称卤素。希腊原文halogen，意为“成盐元素”，这些元素都是典型的非金属元素，它们能与典型金属或碱金属化合成盐而得名，在自然界当中都以典型的盐类存在。卤族元素是高考的一大高频考点，本文将通过七个部分结合MindMaster制作的思维导图对其做详细介绍。
一、卤族元素之间的异同点
卤素中的各个元素位于同一族，因此最外层电子都为七个，周期递增，核电荷数、电子层数、原子半径依次递增。
二、单质
卤素的单质都是双原子分子，颜色随着分子量的增大而加深，熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。卤素最外层都是七个电子，因此都具有氧化性，从F到I原子半径依次增大，原子核对最外层电子的吸引力依次减弱，从外界获得电子的能力就依次减弱，单质的氧化性就依次减弱。下图为卤素单质的物理性质和化学性质：
三、Cl2、HCl以及HClO
Cl2
Cl2常温常压下为黄绿色气体，剧毒，有强烈刺激性气味，不稳定具有强氧化性。氯气支持燃烧，除碳单质等少数物质以外许多物质都可在氯气中燃烧，可与金属进行燃烧反应生成盐，也可与氢气发生光照或燃烧反应生成盐酸，与磷进行反应氯气的量大量小会产生不同的化合物。氯气在工业上用途广泛，可用作制盐酸，制氯化铁，制漂粉精，自来水杀菌消毒。卤素单质的化学性质都不稳定，自然界中都以典型盐类存在，想要制得氯的单质，工业上最常见的方法是从饱和食盐水中提取，实验室制法通过浓HCl，MnO2固体进行加热提取。
HCl
盐酸（HCl）无色，刺激性气味气体，密度大于空气，极易溶于水，易挥发。可与氨气发生反应制得氯化铵，工业上通过氯气和氢气反应制得，实验室通过氯化钠和浓硫酸加热制得。
HClO
次氯酸（HClO）是一种弱酸，具有强氧化性，可用作消毒剂和漂白剂，化学性质不稳定，在光照条件下就会被分解，因此必须避光保存。
四、HX
卤素的氢化物均为无色有刺激性气味的气体，均易溶于水，易挥发。熔沸点由分子间作用力决定，分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，但HF中含有氢键，所以熔沸点最高。酸性指酸分子解离的能力，卤族元素从上到下原子半径依次增大，电负性依次减小，所以与H原子之间的吸引力越来越弱，H更容易电离出去，因此酸性由上到下依次增强。从上到下原子半径依次增大，原子核对核外电子吸引力依次减小，因此卤素所形成的的氢化物的稳定性依次减弱。
五、AgX
AgX具有水溶性和感光性，见光易分解，AgX都具有其特殊的用途，详见下图。
六、卤素提取
工业上卤素大多从海洋中提取，海水晒盐即可从海水中提取到卤素的各种氯化物，但含杂质量多，因此进行粗盐提纯。工业上常从海水中提取溴，海带中提取碘，具体流程如下图所示。
七、卤素离子检验
氯离子、溴离子、碘离子可通过沉淀法进行检验；溴离子、碘离子可通过置换萃取法进行检验；碘离子可通过氧化淀粉法进行检验。具体反应见下图。
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上表中，第一类元素的氧化势低于铁，在炼钢时不参与氧化反应，最终几乎全部积存在钢铁产品中。
第二类残余元素的氧化势与铁接近，在炼钢的吹炼过程中，仅有一部分被氧化除去，其去除程度与元素本身特性有关。
第三类元素氧化势高于铁，在钢水吹炼过程中，它们首先被氧化进入炉渣中除去，仅剩余极少一部分进入产品中。
因此，钢中的残余元素问题，实际上只有第一类和第二类所含的15种元素。其中8种元素为全保留元素，7种元素为部分保留元素。
2、钢中残余元素的来源
我国是一个共生铁矿较多的国家，共生铁矿中包括V、Ti、P、As、Sn、Sb、Re(稀土元素)等，在冶炼时带入钢材中。
除了原生铁矿带入铁水中的残余元素以外，钢水中的残余元素最大来源是废钢，主要分为：
(1)废钢中的合金钢。目前炼钢厂没有经济有效的技术，来分选合金钢与普碳钢，而在一些中、高合金钢中含有种类繁多的合金元素。在钢的再循环中，这些合金元素将作为残余元素进入钢中;
(2)废钢中的表面涂层或镀层。其中产生问题最多的是镀锡板，它是作为罐头盒进入废钢循环的，其他的镀层包括铜、镍和铬等;镀锌板也有广泛应用，但锌在炼钢中可基本去除而无需考虑;
(3)废钢原料中裹杂的有色金属。最重要的有汽车废钢，其中夹杂一些微型电机，主要杂质为铜。
市面上，残余元素含量最多的是铜，铜主要是由汽车废钢进入炼钢炉。据估计目前炼钢厂混合废钢中平均含铜量大约在0.3%左右，具体含量多少取决于合金钢的来源及所占比例。
钢中的残余Sb和As主要来源于原生铁矿，当含有这些杂质的废钢进入循环使用时，它们可以被稀释，但残量将在钢中逐渐积累。
钢中的H和N主要来源于炼钢时的车间气氛，其含量主要取决于不同的钢种成分和炼钢工艺。
3、残余元素在钢中的偏析
许多残余元素在钢中是以偏析的形式存在并发挥作用的。多数残余元素在钢中均有较强的偏析能力;这种元素的偏析过程，既可以发生于钢液的凝固过程，也可以发生于随后的固态相变，但需要很长的扩散时间。
在铸锭的冒口部分主要偏析元素是S、P、C，其次是Sb、N、As、H、Sn元素。偏析形成夹杂后，这一部分材料的硬度也高于铸锭的其它部份。
相对于凝固偏析，残余元素在固态相变、或加热时，会产生晶界偏析，如钢的第二类回火脆性主要是P、Sn、As、Sb晶界偏析引起的。
4、残余元素的作用简述
①8种全保留元素
Ni、Co、W、Mo可以提高钢的淬透性，属于有益元素;
Cu一方面可以引起钢材高温热加工时的铜脆，但另一方面又可以提高钢材耐大气腐蚀的能力;
残余元素Sn、As、Sb属于有害元素，它不但在钢中加强铜脆，更重要的是它会导致合金钢的第二类回火脆性;
Sn是钢中极为有害的残余元素之一，Sn会大大降低钢及合金的高温力学性能。
②7个部分保留元素
C、Mn、S、P是常规控制元素;
Cr能改善钢的抗氧化性能，增加钢的抗腐蚀能力和淬透性，但也会增加钢的回火脆性;
N有利于控制奥氏体的晶粒大小，但同时也会引起钢的应变时效;
钢中的H是一种有害无益的元素，会导致白点、低合金高强度钢内部产生裂纹等。
