Bismut (Bi): kenmerken, toepassingen, productie

O bismut Het is een metaal dat behoort tot groep 15 van Periodiek systeem die het symbool Bi en atoomnummer 83 heeft. Het heeft een zilverwitte kleur, met een roze tint op het oppervlak. Het is een broos metaal en ondanks dat het een zwaar metaal is, is het helemaal niet giftig.

Bismut wordt gebruikt in metaallegeringen, evenals in de cosmetica- en medicijnenindustrie. Het staat bekend om zijn diamagnetische eigenschappen en is een van de weinige materialen die uitzetten als ze hard worden (zoals water). Het wordt gevonden in de vorm van sulfiden of oxiden, maar ook in de vorm van elementaire kristallen, die kleine laagjes oxiden op het oppervlak vormen en iriserende tonen reflecteren.

Lees ook: Scandium - een metaal dat goede metaallegeringen kan maken

bismut samenvatting

• Bismut is een metaal behorend tot groep 15 van het periodiek systeem.
• Chemisch lijkt het meer op arseen en antimoon dan op stikstof en fosfor.
• Het is een metaal dat uitzet wanneer het stolt, naast dat het diamagnetisch is.
• Ondanks dat het een zwaar metaal is, is het niet giftig, zoals de andere elementen in deze groep.
• Het kan worden gebruikt in metaallegeringen, maar ook in cosmetica en medicijnen.
• Het wordt gevonden in de vorm van oxiden, sulfiden, maar ook in elementaire vorm, met kleurrijke en vrij opvallende kristallen.
• De ontdekking vond plaats in 1753, toen Claude François Geoffrey het onderscheidde van lood en tin.

bismut eigenschappen

• Symbool: Bi
• Atoom massa: 208,98040(1)
• Atoomnummer: 83
• Kookpunt: 1564°C
• Fusiepunt: 271,4°C
• Dikte: 9,79 gr. L^-1 (20°C)
• Elektronische configuratie: [Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²18.00 uur³
• chemische serie: groep 15, zware metalen

kenmerken van bismut

Monster van metallisch bismut.

Bismut, atoomnummer 83 op het periodiek systeem, is de chemish element met het hoogste metallic karakter van groep 15. In zijn pure vorm is het broos en hoewel het uiterlijk typisch is voor een metaal (het heeft een glans en zilverwitte kleur), zijn het de roze en rode kleuren die ons doen beseffen dat het bismut is zuiver.

de isotoop ²⁰⁹Bi is de enige van dit element die in de natuur voorkomt., en wordt vaak beschouwd als de zwaarste stabiele isotoop van alle elementen. Het is echter bekend dat het eigenlijk licht radioactief is. de tijd van halveringstijd van deze isotoop is erg lang, in het bereik van 1,9 x 10¹⁹ jaar. Ter vergelijking: de geschatte leeftijd van het heelal is 1,4 x 10¹⁰ jaar.

Bi's chemie is dichterbij arseen- Het is antimoon dan van stikstof Het is fosfor. Bismut kan bijvoorbeeld net als As en Sb ondergaan verbranding bij verhitting met lucht, met een blauwe vlam en gele dampen als gevolg van de oxyde gevormd, evenals reageren met halogenen.

4 Bi(s) + 3 O₂ (g) → 2 Bi₂O₃ (S)

Bismut weerstaat de aanval van alkalische stoffen en niet-oxiderende zuren, zelfs sterke (zoals het geval is met HCl), maar het kan reageren met HNO₃ geconcentreerd om Bi (NO₃)₃ en ook met H₂ALLEEN₄ geconcentreerd om Bi te vormen₂(ALLEEN₄)₃.

Het is een metaal met lage thermische geleidbaarheid, alleen groter zijn dan de Kwik. presenteert ook grote elektrische weerstand en wordt erkend als een van de meest beschikbare diagnostische materialen (wordt afgestoten door magnetische velden). Bismut is naast water een van de weinige stoffen die uitzet als het stolt. De toename in volume is ongeveer 3,32%.

Waar wordt bismut voor gebruikt?

Het feit dat bismut uitzet naarmate het stolt, plaatst het in de samenstelling van laagsmeltende legeringen, die moeten uitbreiden om vormen te vullen. Met andere metalen, zoals blik, cadmium enzovoort, bismut wordt ook gebruikt in vorm van legeringen in veiligheidsinrichtingen, zoals vlamdetectoren. Zijn diamagnetische eigenschap plaatst het in de fabricage van magnetische lifttreinen (Maglevs), die 400 km/u kan overschrijden.

Maglev-treinen staan ​​bekend om de indrukwekkende snelheid die ze kunnen bereiken.

Bismut wordt vanwege zijn vergelijkbare dichtheid gebruikt als een substituent van leiding, omdat het extreem giftig is en onderhevig is aan verschillende milieuvoorschriften. Een voorbeeld waarbij deze vervanging plaatsvindt, is bij sportjachtevenementen.

Bismut is geen gevaarlijk element voor de menselijke gezondheid en is daarom onderzocht in cosmetica- en farmaceutische industrie. BiOCl (bismuth oxychloride) wordt gebruikt als pigment om sommige producten voor persoonlijke verzorging een zilverachtige glans te geven. Monobasisch bismutsalicylaat, op de markt gebracht onder de naam Peptobismol, is een bekende antacidum om bepaalde ongemakken en infecties in het darmkanaal te behandelen en maagzoals brandend maagzuur, misselijkheid en diarree.

Bismut is aanwezig in de samenstelling van maagzuurremmers.

Waar wordt bismut gevonden?

Gemiddeld zit er 0,1-0,2 ppm bismut in aardkorst, een bedrag in de buurt zilver. De belangrijkste bismutertsen zijn bismuthiniet (Bi2S3) en de bismiet (Bi2O3).

Bismuthinietmonster in een kwartssteen.

de bismut kan ook in zijn elementaire vorm voorkomen - in de vorm van kristallen met oxidelagen van verschillende breedtes die kleuren reflecteren in een iriserende toon.

Bismut kristal.

Zie ook: Nikkel - een metaal dat vaak wordt gebruikt om roestvrij staal te maken

Bismut verkrijgen

Net als andere kleine metalen, bismut wordt verkregen als bijproduct van het proces om meer gewone metalen te verkrijgen, in geval dat, koper en leiden. De belangrijkste producenten van bismut zijn: China, Laos, Zuid-Korea, Mexico, Kazachstan en Japan.

Momenteel zijn de belangrijkste productieprocessen Betts en Kroll-Betterton. De eerste is een elektrolytische methode, die begint met een loodstaaf, die koper, antimoon, arseen, selenium, tellurium, zilver, goud en bismut. Terwijl lood wordt verkregen uit de kathode van de elektrolytische cel, worden de onzuiverheden (waarin bismut zit) worden bewaard in de vorm van een zeer donkere brij, waarvan het bismutgehalte ongeveer 20% kan bedragen pasta.

Het Kroll-Betterton-proces verschilt van het vorige doordat het selectief bismut uit een loodmengsel verwijdert. In dat geval, calcium Het is magnesium worden toegevoegd aan de vorming van CaMg₂Bi₂, calcium dimagnesium bismut. Van daaruit kan bismut worden gewonnen door chloor of loodchloride te gebruiken, waardoor een metaallegering van lood en bismut ontstaat, waarvan het Bi-gehalte in het bereik van 7 massaprocent ligt.

de bismut kan worden verfijnd met behulp van chloor, met een zuiverheid van 99,99%.

Voorzorgsmaatregelen met bismut

Hoewel bismut een zware metalen positie inneemt op het periodiek systeem, naast elementen als antimoon en lood, het metaal en zijn verbindingen zijn onschadelijk voor onze gezondheid. Voor alle duidelijkheid: sommige bismutverbindingen zijn minder giftig dan tafelzout.

geschiedenis van bismut

de bismut is al lang bekend bij de mensheid, zoals het geval is met de Inca-maatschappij, die in de 16e eeuw bismut vermengd met tin gebruikte om bismut-brons te produceren.

Het werd echter voortdurend verward met lood en tin. Totdat, in 1753, de Fransman Claude François Geoffrey toonde aan dat het een ander element was dan lood en tin. De naam is afgeleid van het Duitse woord Wismuth, wat "witte massa" betekent.

Door Stefano Araujo Novais
Scheikundeleraar