البزموت (Bi): الخصائص والتطبيقات والإنتاج

ا البزموت إنه معدن ينتمي إلى المجموعة 15 من الجدول الدوري التي لها الرمز Bi والرقم الذري 83. لها لون أبيض فضي ، مع مسحة وردية على سطحها. إنه معدن هش ، وعلى الرغم من كونه معدنًا ثقيلًا ، إلا أنه ليس سامًا على الإطلاق.

يستخدم البزموت في سبائك معدنيةوكذلك في صناعات مستحضرات التجميل والأدوية. تشتهر بخصائصها المغناطيسية وهي واحدة من المواد القليلة التي تتمدد عندما تصلب (مثل الماء). توجد في شكل كبريتيدات أو أكاسيد ولكن أيضًا في شكل بلورات أولية ، والتي تشكل طبقات صغيرة من الأكاسيد على السطح وتعكس نغمات قزحية.

اقرأ أيضا: سكانديوم - معدن قادر على صنع سبائك معدنية جيدة

ملخص البزموت

• البزموت هو معدن تنتمي إلى المجموعة 15 من الجدول الدوري.
• من الناحية الكيميائية ، يشبه الزرنيخ والأنتيمون أكثر من النيتروجين والفوسفور.
• إنه معدن يتمدد عند التصلب ، بالإضافة إلى كونه مغناطيسيًا.
• على الرغم من كونه معدنًا ثقيلًا ، إلا أنه ليس سامًا مثل العناصر الأخرى في هذه المجموعة.
• يمكن استخدامه في السبائك المعدنية ، وكذلك في مستحضرات التجميل والأدوية.
• توجد في شكل أكاسيد ، كبريتيدات ، ولكن أيضًا في شكل عنصري ، مع بلورات ملونة ومذهلة تمامًا.
• تم اكتشافه في عام 1753 ، عندما ميزه كلود فرانسوا جيفري عن الرصاص والقصدير.

خصائص البزموت

• رمز: ثنائية
• الكتلة الذرية: 208,98040(1)
• العدد الذري: 83
• نقطة الغليان: 1564 درجة مئوية
• نقطة الانصهار: 271.4 درجة مئوية
• كثافة: 9.79 جرام إل^-1 (20 درجة مئوية)
• التكوين الإلكترونية: [Xe] 4f¹⁴5 د¹⁰6 s²6 ص³
• سلسلة كيميائية: المجموعة 15 المعادن الثقيلة

خصائص البزموت

عينة من البزموت المعدني.

البزموت ، العدد الذري 83 في الجدول الدوري ، هو عنصر كيميائي ذات الطابع المعدني الأعلى للمجموعة 15. في شكله النقي ، إنه هش ، وعلى الرغم من أن مظهره نموذجي للمعدن (له بريق و اللون الأبيض الفضي) ، الألوان الوردية والحمراء هي التي تجعلنا ندرك أنه البزموت نقي.

النظير ²⁰⁹Bi هو العنصر الوحيد الموجود في الطبيعة.، وغالبًا ما يُنظر إليه على أنه أثقل نظير مستقر من بين جميع العناصر. ومع ذلك ، فمن المعروف أنه مشع قليلاً. وقت نصف الحياة من هذا النظير طويل جدًا ، في حدود 1.9 × 10¹⁹ سنين. للمقارنة ، العمر المقدر للكون هو 1.4 × 10¹⁰ سنين.

كيمياء Bi أقرب إلى الزرنيخ إنها الأنتيمون من من نتروجين إنها الفوسفور. على سبيل المثال ، مثل As و Sb ، يمكن أن يخضع البزموت الإحتراق عند تسخينه بالهواء ، ينتج عنه لهب أزرق وأبخرة صفراء بسبب أكسيد شكلت ، وكذلك تتفاعل مع الهالوجينات.

4 ثنائية + 3 س₂ (ز) → 2 ثنائية₂ا₃ (س)

يقاوم البزموت هجوم المواد القلوية والأحماض غير المؤكسدة ، حتى القوية منها (كما هو الحال مع حمض الهيدروكلوريك) ، ولكن يمكن أن يتفاعل مع HNO₃ تتركز لتشكيل Bi (NO₃)₃ وكذلك مع H.₂فقط₄ تتركز لتشكيل ثنائي₂(فقط₄)₃.

إنه معدن به الموصلية الحرارية المنخفضة، فقط أكبر من الزئبق. يعرض أيضا مقاومة كهربائية كبيرة ومعترف بها على أنها واحدة من أكثر المواد التشخيصية المتاحة (يصده المجالات المغناطيسية). البزموت هو أحد المواد القليلة بجانب الماء الذي يتمدد عندما يتصلب. الزيادة في الحجم حوالي 3.32٪.

ما هو البزموت المستخدم؟

حقيقة أن البزموت يتوسع عندما يقوى يضعه في تكوين سبائك منخفضة نقطة الانصهار، والتي تحتاج إلى توسيع لملء القوالب. مع معادن أخرى ، مثل القصدير, الكادميوم وما إلى ذلك ، يستخدم البزموت أيضًا في شكل السبائك في أجهزة السلامة، مثل كاشفات اللهب. خصائصه النحاسية المغناطيسية تضعه في تصنيع قطارات الرفع المغناطيسية (Maglevs)، والتي يمكن أن تتجاوز 400 كم / ساعة.

تُعرف قطارات Maglev بالسرعة المذهلة التي يمكن أن تصل إليها.

يستخدم البزموت ، بسبب كثافته المماثلة ، كملفوف بديل يقودلأنها شديدة السمية وتعاني من العديد من اللوائح البيئية. مثال على حدوث هذا الاستبدال في أحداث الصيد الرياضي.

البزموت ليس عنصرًا خطيرًا على صحة الإنسان ، وبالتالي فقد تم استكشافه في صناعة مستحضرات التجميل والأدوية. يستخدم BiOCl (أوكسي كلوريد البزموت) كصبغة لإضفاء لمعان فضي على بعض منتجات العناية الشخصية. ساليسيلات البزموت أحادي القاعدة ، المسوق تحت اسم Peptobismol ، هو أحد مضادات الحموضة المعروفة من أجل علاج بعض المضايقات والالتهابات في الأمعاء و معدةمثل الحموضة المعوية والغثيان و إسهال.

البزموت موجود في تكوين مضادات الحموضة.

أين يوجد البزموت؟

في المتوسط ​​، يوجد 0.1-0.2 جزء في المليون من البزموت في قشرة الأرض، وهو مبلغ قريب من فضة. خامات البزموت الرئيسية هي البزموثينيت (Bi2S3) و ال البزميت (Bi2O3).

عينة البزموثينيت في حجر الكوارتز.

البزموت يمكن أن تحدث أيضًا في شكلها الأولي - على شكل بلورات ذات طبقات أكسيد مختلفة العروض تعكس الألوان بنبرة قزحية.

الكريستال البزموت.

نرى أيضا: النيكل - معدن يستخدم غالبًا في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ

الحصول على البزموت

مثل المعادن الثانوية الأخرى ، البزموت يتم الحصول عليها كمنتج ثانوي لعملية الحصول على معادن أكثر شيوعًا، في حال، نحاس وقيادة. المنتجون الرئيسيون للبزموت هم: الصين ولاوس وكوريا الجنوبية والمكسيك وكازاخستان واليابان.

حاليًا ، عمليات الإنتاج الرئيسية هي Betts و Kroll-Betterton. الطريقة الأولى هي طريقة التحليل الكهربائي ، والتي تبدأ بقضيب الرصاص ، والذي يحتوي على النحاس والأنتيمون والزرنيخ ، السيلينيوم, التيلوريوم، فضة، ذهب والبزموت. بينما يتم الحصول على الرصاص من كاثود الخلية الإلكتروليتية ، فإن الشوائب (التي يوجد فيها البزموت) يتم الاحتفاظ بها في شكل ملاط ​​داكن جدًا ، يمكن أن يصل محتواها من البزموت إلى حوالي 20 ٪ في معكرونة.

تختلف عملية Kroll-Betterton عن العملية السابقة من حيث أنها تزيل البزموت بشكل انتقائي من خليط الرصاص. في هذه الحالة، الكالسيوم إنها المغنيسيوم تضاف إلى تكوين CaMg₂ثنائية₂الكالسيوم ديمغنيزيوم البزموت. من هناك ، يمكن استعادة البزموت باستخدام الكلور أو كلوريد الرصاص ، وإنتاج سبيكة معدنية من الرصاص والبزموت ، يكون محتواها Bi في حدود 7٪ بالكتلة.

البزموت يمكن صقلها باستخدام الكلوروبلغت درجة نقاء 99.99٪.

احتياطات البزموت

على الرغم من أن البزموت يحتل موقع المعدن الثقيل في الجدول الدوري ، بجانب عناصر مثل الأنتيمون والرصاص ، المعدن ومركباته غير ضارة بصحتنا. للتوضيح ، بعض مركبات البزموت أقل سمية من ملح الطعام.

تاريخ البزموت

البزموت عرفت البشرية منذ زمن طويلكما هو الحال في مجتمع الإنكا ، الذي استخدم في القرن السادس عشر البزموت الممزوج بالقصدير لإنتاج برونز البزموت.

ومع ذلك ، كان يتم الخلط بينه وبين الرصاص والقصدير. حتى عام 1753 ، أظهر الفرنسي كلود فرانسوا جيفري أنه عنصر متميز عن الرصاص والقصدير. اسمها مشتق من الكلمة الألمانية wismuth، وهو ما يعني "الكتلة البيضاء".

بقلم ستيفانو أروجو نوفايس
مدرس كيمياء