O בִּיסמוּט זוהי מתכת השייכת לקבוצה 15 של טבלה מחזורית בעל הסמל Bi ומספר אטומי 83. יש לו צבע לבן כסוף, עם גוון ורוד על פני השטח שלו. זו מתכת שבירה, ולמרות היותה מתכת כבדה, היא לא רעילה בכלל.
ביסמוט משמש ב סגסוגות מתכתיות, כמו גם בתעשיות הקוסמטיקה והרפואה. הוא ידוע בזכות התכונה הדיאמגנטית שלו והוא אחד החומרים הבודדים שמתרחבים כאשר מתמצקים (כמו מים). הוא נמצא בצורת סולפידים או תחמוצות אך גם בצורת גבישים אלמנטריים, היוצרים שכבות קטנות של תחמוצות על פני השטח ומשקפים גוונים ססגוניים.
קראו גם: סקנדיום - מתכת המסוגלת לייצר סגסוגות מתכת טובות
סיכום ביסמוט
- ביסמוט הוא א מַתֶכֶת השייכים לקבוצה 15 של הטבלה המחזורית.
- מבחינה כימית הוא דומה יותר לארסן ולאנטימון מאשר לחנקן וזרחן.
- זוהי מתכת שמתרחבת כאשר היא מתמצקת, בנוסף להיותה דיאמגנטית.
- למרות היותה מתכת כבדה, היא אינה רעילה, כמו שאר היסודות בקבוצה זו.
- זה יכול לשמש בסגסוגות מתכתיות, כמו גם קוסמטיקה ותרופות.
- הוא נמצא בצורה של תחמוצות, סולפידים, אבל גם בצורת יסוד, עם גבישים צבעוניים ומדהימים למדי.
- גילויו התרחש בשנת 1753, כאשר קלוד פרנסואה ג'פרי הבחין בינו לבין עופרת ופח.
תכונות ביסמוט
- סֵמֶל: דוּ
- מסה אטומית: 208,98040(1)
- מספר אטומי: 83
- נקודת רתיחה: 1564 מעלות צלזיוס
- נקודת היתוך: 271.4 מעלות צלזיוס
- צְפִיפוּת: 9.79 גרם. ל-1 (20 מעלות צלזיוס)
- תצורה אלקטרונית: [Xe]4f145ד106 שניות26 עמ'3
- סדרה כימית: קבוצה 15, מתכות כבדות
מאפיינים של ביסמוט
ביסמוט, מספר אטומי 83 בטבלה המחזורית, הוא יסוד כימי עם האופי המתכתי הגבוה ביותר של קבוצה 15. בצורתו הטהורה הוא שביר ולמרות שמראהו אופייני למתכת (יש לו ברק ו צבע לבן כסוף), הצבעים הורודים והאדומים הם שגורמים לנו להבין שזה ביסמוט טָהוֹר.
האיזוטופ 209Bi הוא היחיד מהאלמנט הזה שנמצא בטבע., ולעתים קרובות נחשב לאיזוטופ היציב הכבד מכל היסודות. עם זאת, ידוע שהוא למעשה מעט רדיואקטיבי. הזמן של חצי חיים של איזוטופ זה ארוך מאוד, בטווח של 1.9 על 1019 שנים. לשם השוואה, הגיל המשוער של היקום הוא 1.4 על 1010 שנים.
הכימיה של בי קרובה יותר אַרסָן זה אַנטִימוֹן מאשר מ חַנקָן זה זַרחָן. לדוגמה, כמו As ו-Sb, ביסמוט יכול לעבור שְׂרֵפָה כאשר מחומם באוויר, מייצר להבה כחולה ואדים צהובים עקב ה תַחמוֹצֶת נוצר, כמו גם להגיב עם הלוגנים.
4 Bi(s) + 3 O2 (ז) → 2 בי2O3 (ים)
ביסמוט מתנגד להתקפה של חומרים אלקליים וחומצות לא מחמצנות, אפילו חזקות (כפי שקורה עם HCl), אבל הוא יכול להגיב עם HNO3 מרוכז ליצירת Bi (NO3)3 וגם עם H2רק4 מרוכז ליצירת בי2(רק4)3.
זה מתכת עם מוליכות תרמית נמוכה, בהיותו רק גדול מה- כַּספִּית. גם מציג התנגדות חשמלית גדולה ומוכר כ אחד החומרים האבחוניים ביותר שיש (נדחה על ידי שדה מגנטי). ביסמוט הוא אחד החומרים הבודדים מלבד מים שמתרחבים כשהם מתמצקים. הגידול בנפח הוא בסביבות 3.32%.
למה משמש ביסמוט?
העובדה שהביסמוט מתרחב כשהוא מתמצק מכניסה אותו ל- הרכב של סגסוגות נקודת התכה נמוכה, שצריך להתרחב למילוי תבניות. עם מתכות אחרות, כגון פַּח, קדמיום וכן הלאה, ביסמוט משמש גם ב צורת סגסוגות בהתקני בטיחות, כגון גלאי להבה. התכונה הדיאמגנטית שלו ממקמת אותו ב ייצור רכבות הרמה מגנטיות (Maglevs), שיכול לעלות על 400 קמ"ש.
ביסמוט, בשל צפיפותו הדומה, משמש כ תחליף של עוֹפֶרֶת, שכן הוא רעיל ביותר וסובל ממספר תקנות סביבתיות. דוגמה שבה החלפה זו מתרחשת היא באירועי ציד ספורטיביים.
ביסמוט אינו מרכיב מסוכן לבריאות האדם, ולכן נחקר ב תעשיית הקוסמטיקה והתרופות. BiOCl (ביסמוט אוקסיכלוריד) משמש כפיגמנט כדי להקנות ברק כסוף לכמה מוצרי טיפוח אישיים. סליצילאט ביסמוט מונו-בסיסי, המשווק תחת השם פפטוביסמול, הוא נוגד חומצה ידוע על מנת לטפל באי נוחות וזיהומים מסוימים במערכת המעיים. בֶּטֶןכגון צרבת, בחילות ו שִׁלשׁוּל.
היכן נמצא ביסמוט?
בממוצע, יש 0.1-0.2 ppm של ביסמוט קרום כדור הארץ, סכום קרוב ל כסף. עפרות הביסמוט העיקריות הן ביסמוטיניט (Bi2S3) וה ביסמיט (Bi2O3).
הביסמוט יכול להתרחש גם בצורתו היסודית - בצורת גבישים עם שכבות תחמוצת ברוחב שונה המשקפות צבעים בגוון ססגוני.
ראה גם: ניקל - מתכת המשמשת לעתים קרובות לייצור נירוסטה
השגת ביסמוט
כמו מתכות קטנות אחרות, ביסמוט מתקבל כתוצר לוואי של תהליך השגת מתכות נפוצות יותר, במקרה, נְחוֹשֶׁת ולהוביל. יצרני הביסמוט העיקריים הם: סין, לאוס, דרום קוריאה, מקסיקו, קזחסטן ויפן.
נכון לעכשיו, תהליכי הייצור העיקריים הם Betts ו-Kroll-Betterton. הראשונה היא שיטה אלקטרוליטית, שמתחילה בפס עופרת, המכיל נחושת, אנטימון, ארסן, סֵלֶנִיוּם, טלוריום, כסף, זהב וביסמוט. בעוד שעופרת מתקבלת מהקתודה של התא האלקטרוליטי, הזיהומים (בהם נמצא ביסמוט) נשמרים בצורה של תמיסה כהה מאוד, שתכולת הביסמוט שלה יכולה להגיע לכ-20% ב פסטה.
תהליך Kroll-Betterton שונה מהקודם בכך שהוא מסיר ביסמוט באופן סלקטיבי מתערובת עופרת. במקרה הזה, סִידָן זה מגנזיום מתווספים ליצירת CaMg2דוּ2, ביסמוט סידן דימגנזיום. משם, ניתן לשחזר ביסמוט על ידי שימוש בכלור או עופרת כלוריד, לייצור סגסוגת מתכתית של עופרת וביסמוט, שתכולת ה-Bi שלה היא בטווח של 7% במסה.
הביסמוט ניתן לחדד באמצעות כְּלוֹר, להגיע לטוהר של 99.99%.
אמצעי זהירות עם ביסמוט
למרות שביסמוט תופס עמדה של מתכת כבדה בטבלה המחזורית, לצד יסודות כמו אנטימון ועופרת, המתכת והתרכובות שלה אינן מזיקות לבריאותנו. כדי להיות ברור, כמה תרכובות ביסמוט רעילות פחות ממלח שולחן.
היסטוריה של ביסמוט
הביסמוט ידוע לאנושות מזה זמן רב, כמו במקרה של חברת האינקה, שבמאה ה-16 השתמשה ביסמוט מעורבב בדיל כדי לייצר ברונזה ביסמוט.
עם זאת, זה היה מבולבל כל הזמן עם עופרת ופח. עד, בשנת 1753, הצרפתי קלוד פרנסואה ג'פרי הוכיח שזהו אלמנט נבדל מעופרת ומפח. שמו נגזר מהמילה הגרמנית ויסמוט, שפירושו "מסה לבנה".
מאת סטפנו אראוחו נובאיס
מורה לכימיה