Бисмут (Bi): характеристики, приложения, производство

О бисмут Това е метал, принадлежащ към група 15 на Периодичната таблица който има символа Bi и атомен номер 83. Има сребристо бял цвят, с розов оттенък на повърхността. Това е крехък метал и въпреки че е тежък метал, изобщо не е токсичен.

Бисмутът се използва в метални сплави, както и в козметичната и медицинската индустрия. Той е добре известен със своите диамагнитни свойства и е един от малкото материали, които се разширяват при втвърдяване (като вода). Намира се под формата на сулфиди или оксиди, но също и под формата на елементарни кристали, които образуват малки слоеве от оксиди на повърхността и отразяват преливащи се тонове.

Прочетете също: Скандий — метал, способен да прави добри метални сплави

бисмут резюме

• Бисмутът е a метал принадлежащи към група 15 на периодичната система.
• Химически той е по-сходен с арсена и антимона, отколкото с азота и фосфора.
• Това е метал, който се разширява при втвърдяване, освен че е диамагнитен.
• Въпреки че е тежък метал, той не е токсичен, както другите елементи от тази група.
• Може да се използва в метални сплави, както и в козметика и лекарства.
• Намира се под формата на оксиди, сулфиди, но също и в елементарна форма, с цветни и доста поразителни кристали.
• Откриването му става през 1753 г., когато Клод Франсоа Жофри го разграничава от оловото и калая.

свойства на бисмут

• символ: Би
• Атомна маса: 208,98040(1)
• Атомно число: 83
• Точка на кипене: 1564°С
• Точка на сливане: 271,4°С
• Плътност: 9.79g. Л^-1 (20°C)
• Електронна конфигурация: [Xe] 4f¹⁴5 д¹⁰6s²6p³
• химически серии: група 15, тежки метали

характеристики на бисмут

Проба от метален бисмут.

Бисмутът, атомен номер 83 в периодичната таблица, е химичен елемент с най-висок метален характер от група 15. В чистата си форма е крехък и въпреки че външният му вид е типичен за метал (има блясък и сребристобял цвят), именно розовият и червеният цвят ни карат да разберем, че това е бисмут чисто.

изотопа ²⁰⁹Bi е единственият от този елемент, който се среща в природата.и често се счита за най-тежкия стабилен изотоп от всички елементи. Известно е обаче, че всъщност е леко радиоактивен. времето на половин живот от този изотоп е много дълъг, в диапазона от 1,9 x 10¹⁹ години. За сравнение, приблизителната възраст на Вселената е 1,4 x 10¹⁰ години.

Химията на Би е по-близо до арсен то е антимон отколкото от азот то е фосфор. Например, подобно на As и Sb, бисмутът може да се подложи на изгаряне при нагряване с въздух, произвеждайки син пламък и жълти изпарения поради оксид образувани, както и да реагират с халогени.

4 Bi (s) + 3 O₂ (g) → 2 Bi₂О₃ (с)

Бисмутът издържа на атаката на алкални вещества и неокисляващи киселини, дори силни (какъвто е случаят с HCl), но може да реагира с HNO₃ концентриран до образуване на Bi (NO₃)₃ а също и с Х₂САМО₄ концентриран до образуване на Bi₂(САМО₄)₃.

Това е метал с ниска топлопроводимост, като е само по-голям от живак. също представя голямо електрическо съпротивление и е разпознат като един от най-достъпните диагностични материали (е отблъснат от магнитни полета). Бисмутът е едно от малкото вещества освен водата, които се разширяват, когато се втвърдят. Увеличението на обема е около 3,32%.

За какво се използва бисмутът?

Фактът, че бисмутът се разширява, докато се втвърдява, го поставя в състав на сплави с ниска точка на топене, които трябва да се разширят, за да запълнят формите. С други метали, като напр калай, кадмий и др., бисмутът се използва и в форма на сплави в предпазни устройства, като детектори за пламък. Диамагнитното му свойство го поставя в производство на магнитни лифтове (Maglevs), който може да надвиши 400 км/ч.

Влаковете Maglev са известни с впечатляващата скорост, която могат да достигнат.

Бисмутът, поради сходната си плътност, се използва като a заместител на водя, тъй като е изключително токсичен и страда от няколко екологични разпоредби. Пример, при който това заместване се случва, са състезанията по спортен лов.

Бисмутът не е опасен елемент за човешкото здраве и затова е изследван в козметична и фармацевтична индустрия. BiOCl (бисмутов оксихлорид) се използва като пигмент за придаване на сребрист блясък на някои продукти за лична хигиена. Едноосновният бисмутов салицилат, предлаган на пазара под името Peptobismol, е добре известен антиацид за лечение на някои дискомфорти и инфекции в чревния тракт и стомахакато киселини, гадене и диария.

Бисмутът присъства в състава на антиацидите.

Къде се намира бисмутът?

Средно има 0,1-0,2 ppm бисмут земната кора, сума, близка до сребро. Основните бисмутови руди са бисмутинит (Bi2S3) и на бисмит (Bi2O3).

Проба бисмутинит в кварцов камък.

бисмута може да се появи и в елементарна форма — под формата на кристали с оксидни слоеве с различна ширина, които отразяват цветовете в преливащ тон.

Бисмутов кристал.

Вижте също: Никел — метал, често използван за производството на неръждаема стомана

Получаване на бисмут

Подобно на други второстепенни метали, бисмутът се получава като страничен продукт от процеса на получаване на по-обикновени метали, в случай, мед и олово. Основните производители на бисмут са: Китай, Лаос, Южна Корея, Мексико, Казахстан и Япония.

В момента основните производствени процеси са Betts и Kroll-Betterton. Първият е електролитен метод, който започва с оловен прът, който съдържа мед, антимон, арсен, селен, телур, сребро, злато и бисмут. Докато оловото се получава от катода на електролитната клетка, примесите (в които е бисмутът) се задържат под формата на много тъмна каша, чието съдържание на бисмут може да достигне около 20% в паста.

Процесът на Kroll-Betterton се различава от предишния по това, че селективно премахва бисмут от оловна смес. В този случай, калций то е магнезий се добавят към образуването на CaMg₂Би₂, калций димагнезий бисмут. Оттам бисмутът може да бъде възстановен чрез използване на хлор или оловен хлорид, като се получава метална сплав от олово и бисмут, чието съдържание на Bi е в диапазона от 7% от масата.

бисмута може да се прецизира с помощта на хлор, достигайки чистота от 99,99%.

Предпазни мерки с бисмут

Въпреки че бисмутът заема позиция на тежък метал в периодичната таблица, до елементи като антимон и олово, металът и неговите съединения са безвредни за нашето здраве. За да бъде ясно, някои бисмутови съединения са по-малко токсични от готварската сол.

история на бисмута

бисмута е познат на човечеството отдавна, какъвто е случаят с обществото на инките, което през 16 век използва бисмут, смесен с калай, за производството на бисмутов бронз.

Въпреки това постоянно се бъркаше с олово и калай. Докато през 1753 г. французинът Клод Франсоа Джефри демонстрира, че това е елемент, различен от оловото и калая. Името му произлиза от немската дума висмут, което означава „бяла маса“.

От Стефано Араухо Новаис
Учител по химия