บิสมัท (Bi): ลักษณะเฉพาะ การใช้งาน การผลิต

บิสมัท เป็นโลหะที่อยู่ในกลุ่มที่ 15 ของ ตารางธาตุ ซึ่งมีสัญลักษณ์ Bi และเลขอะตอม 83 มีสีขาวเงินมีสีชมพูบนพื้นผิว มันเป็นโลหะที่เปราะบาง และแม้จะเป็นโลหะหนัก แต่ก็ไม่เป็นพิษเลย

บิสมัทใช้ใน โลหะผสมเช่นเดียวกับในอุตสาหกรรมเครื่องสำอางและยา เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องคุณสมบัติแม่เหล็กและเป็นหนึ่งในวัสดุไม่กี่ชนิดที่ขยายตัวเมื่อแข็งตัว (เช่น น้ำ) พบในรูปของซัลไฟด์หรือออกไซด์ แต่ยังอยู่ในรูปของผลึกมูลฐาน ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นเล็กๆ ของออกไซด์บนพื้นผิวและสะท้อนแสงสีรุ้ง

อ่านด้วย: สแกนเดียม — โลหะที่สามารถสร้างโลหะผสมที่ดีได้

สรุปบิสมัท

  • บิสมัทเป็น โลหะ อยู่ในกลุ่มที่ 15 ของตารางธาตุ
  • ทางเคมีคล้ายกับสารหนูและพลวงมากกว่าไนโตรเจนและฟอสฟอรัส
  • เป็นโลหะที่ขยายตัวเมื่อแข็งตัว นอกจากจะเป็นไดอะแมกเนติกแล้ว
  • แม้จะเป็นโลหะหนัก แต่ก็ไม่เป็นพิษเหมือนธาตุอื่นๆ ในกลุ่มนี้
  • สามารถใช้ในโลหะผสมเช่นเดียวกับเครื่องสำอางและยา
  • พบในรูปของออกไซด์ ซัลไฟด์ แต่ยังอยู่ในรูปของธาตุ ด้วยผลึกที่มีสีสันและโดดเด่นทีเดียว
  • การค้นพบเกิดขึ้นในปี 1753 เมื่อ Claude François Geoffrey แยกความแตกต่างระหว่างตะกั่วและดีบุก

คุณสมบัติบิสมัท

  • เครื่องหมาย: ไบ
  • มวลอะตอม: 208,98040(1)
  • เลขอะตอม: 83
  • จุดเดือด: 1564°ซ
  • จุดหลอมรวม: 271.4°ซ
  • ความหนาแน่น: 9.79g. แอล-1 (20°ซ)
  • การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์: [Xe]4ฉ145 วัน106 วินาที26 น3
  • ชุดสารเคมี: หมู่ 15 โลหะหนัก

ลักษณะของบิสมัท

ตัวอย่างบิสมัทโลหะ
ตัวอย่างบิสมัทโลหะ

บิสมัท เลขอะตอม 83 ในตารางธาตุคือ องค์ประกอบทางเคมี มีลักษณะโลหะสูงสุดในกลุ่ม 15. ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ มันเปราะและแม้ว่ารูปลักษณ์ภายนอกจะเป็นโลหะทั่วไป (มีความมันวาวและ สีขาวเงิน)เป็นสีชมพูแดงที่ทำให้รู้ว่าเป็นบิสมัท บริสุทธิ์.

ไอโซโทป 209Bi เป็นองค์ประกอบเดียวที่พบในธรรมชาติและมักถูกมองว่าเป็นไอโซโทปเสถียรที่หนักที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหมด อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีว่าจริงๆแล้วมันมีกัมมันตภาพรังสีเล็กน้อย เวลาของ ครึ่งชีวิต ของไอโซโทปนี้ยาวมาก อยู่ในช่วง 1.9 x 1019 ปี. สำหรับการเปรียบเทียบ อายุโดยประมาณของเอกภพคือ 1.4 x 1010 ปี.

เคมีของ Bi ใกล้เคียงกัน สารหนู มันคือ พลวง กว่าจาก ไนโตรเจน มันคือ สารเรืองแสง. ตัวอย่างเช่น เช่น As และ Sb บิสมัทสามารถผ่านได้ การเผาไหม้ เมื่อถูกทำให้ร้อนด้วยอากาศทำให้เกิดเปลวไฟสีน้ำเงินและควันสีเหลืองเนื่องจาก ออกไซด์ ที่เกิดขึ้นรวมทั้งทำปฏิกิริยากับ ฮาโลเจน.

4 Bi (s) + 3 O2 (ช) → 2 ไบ23 (วินาที)

บิสมัทต่อต้านการโจมตีของสารอัลคาไลน์และกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ แม้แต่สารที่แรง (เช่นในกรณีของ HCl) แต่ก็สามารถทำปฏิกิริยากับ HNO3 เข้มข้นในรูปแบบ Bi (NO3)3 และยังมี H2เท่านั้น4 เข้มข้นเพื่อสร้าง Bi2(เท่านั้น4)3.

เป็นโลหะด้วย การนำความร้อนต่ำเป็นเพียงยิ่งใหญ่กว่า ปรอท. ยังนำเสนอ ความต้านทานไฟฟ้าที่ดี และได้รับการยอมรับว่าเป็น หนึ่งในวัสดุการวินิจฉัยที่มีอยู่มากที่สุด (มันไส้โดย สนามแม่เหล็ก). บิสมัทเป็นหนึ่งในสารไม่กี่ชนิดนอกจากน้ำที่จะขยายตัวเมื่อแข็งตัว ปริมาณเพิ่มขึ้นประมาณ 3.32%

บิสมัทใช้ทำอะไร?

ข้อเท็จจริงที่ว่าบิสมัทขยายตัวเมื่อแข็งตัวทำให้อยู่ใน ส่วนประกอบของโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำซึ่งจำเป็นต้องขยายให้เต็มแม่พิมพ์ กับโลหะอื่นๆเช่น ดีบุก, แคดเมียม และอื่น ๆ บิสมัทยังใช้ใน รูปร่างของโลหะผสมในอุปกรณ์นิรภัยเช่น เครื่องตรวจจับเปลวไฟ คุณสมบัติ diamagnetic วางไว้ใน การผลิตรถไฟยกแม่เหล็ก (Maglevs)ซึ่งทำความเร็วได้เกิน 400 กม./ชม.

รถไฟ Maglev ในเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน รถไฟที่มีบิสมัทในส่วนประกอบเนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก
รถไฟ Maglev ขึ้นชื่อเรื่องความเร็วที่น่าประทับใจ

บิสมัท เนื่องจากมีความหนาแน่นใกล้เคียงกัน จึงใช้เป็น แทนของ ตะกั่วเนื่องจากเป็นพิษอย่างยิ่งและทนทุกข์ทรมานจากกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมหลายประการ ตัวอย่างที่การเปลี่ยนตัวเกิดขึ้นคือในการแข่งขันกีฬาล่าสัตว์

บิสมัทไม่ใช่องค์ประกอบที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ ดังนั้นจึงมีการสำรวจใน อุตสาหกรรมเครื่องสำอางและยา. BiOCl (bismuth oxychloride) ใช้เป็นเม็ดสีเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลบางชนิดมีประกายสีเงิน Monobasic bismuth salicylate วางตลาดภายใต้ชื่อ Peptobismol เป็นยาลดกรดที่รู้จักกันดีเพื่อใช้รักษาอาการไม่สบายและการติดเชื้อในลำไส้และ ท้องเช่น แสบร้อนกลางอก คลื่นไส้ เป็นต้น ท้องเสีย.

ยาลดกรดที่วางอยู่ในภาชนะ ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ที่มีบิสมัทเป็นองค์ประกอบ
บิสมัทมีอยู่ในองค์ประกอบของยาลดกรด

พบบิสมัทที่ไหน?

โดยเฉลี่ยแล้วมีบิสมัทอยู่ 0.1-0.2 ppm เปลือกโลกเป็นจำนวนเงินใกล้เคียงกับ เงิน. แร่บิสมัทหลักคือ บิสมูทิไนต์ (Bi2S3) และ บิสไมต์ (Bi2O3).

ตัวอย่างบิสมัทไนต์ในหินควอตซ์ ซึ่งเป็นหนึ่งในแร่บิสมัทหลัก
ตัวอย่างบิสมูทิไนต์ในหินควอทซ์

บิสมัท ยังสามารถเกิดขึ้นได้ในรูปธาตุ — ในรูปของผลึกที่มีชั้นออกไซด์ที่มีความกว้างต่างกัน ซึ่งจะสะท้อนสีเป็นสีรุ้ง

คริสตัลบิสมัทซึ่งสะท้อนสีในโทนสีรุ้ง
คริสตัลบิสมัท

ดูเพิ่มเติม: นิกเกิล — โลหะที่มักใช้ทำเหล็กกล้าไร้สนิม

การได้รับบิสมัท

เช่นเดียวกับโลหะรองอื่นๆ บิสมัท ได้รับเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการได้รับโลหะทั่วไปมากขึ้น, เผื่อ, ทองแดง และนำ ผู้ผลิตบิสมัทหลัก ได้แก่ จีน ลาว เกาหลีใต้ เม็กซิโก คาซัคสถาน และญี่ปุ่น

ปัจจุบันกระบวนการผลิตหลักคือ Betts และ Kroll-Betterton วิธีแรกคือวิธีอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเริ่มต้นด้วยแท่งตะกั่วซึ่งประกอบด้วยทองแดง พลวง สารหนู ซีลีเนียม, เทลลูเรียม, เงิน, ทอง และบิสมัท ในขณะที่ตะกั่วได้มาจากแคโทดของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ สิ่งเจือปน (ซึ่งมีบิสมัทอยู่) จะถูกเก็บรักษาไว้ในรูปแบบของสารละลายที่มีสีเข้มมาก ซึ่งเนื้อหาของบิสมัทสามารถเข้าถึงได้ประมาณ 20% ใน พาสต้า.

กระบวนการ Kroll-Betterton แตกต่างจากกระบวนการก่อนหน้านี้ตรงที่จะคัดเอาบิสมัทออกจากส่วนผสมของตะกั่ว ในกรณีนั้น, แคลเซียม มันคือ แมกนีเซียม ถูกเพิ่มเข้าไปในการก่อตัวของ CaMg2ไบ2แคลเซียมไดแมกนีเซียมบิสมัท จากนั้น สามารถนำบิสมัทกลับมาใช้ใหม่ได้โดยใช้คลอรีนหรือตะกั่วคลอไรด์ ทำให้เกิดโลหะผสมระหว่างตะกั่วและบิสมัท ซึ่งมีปริมาณ Bi อยู่ในช่วง 7% โดยมวล

บิสมัท สามารถปรับแต่งได้โดยใช้ คลอรีนถึงความบริสุทธิ์ถึง 99.99%

ข้อควรระวังกับบิสมัท

แม้ว่าบิสมัทจะอยู่ในตำแหน่งโลหะหนักในตารางธาตุ ถัดจากธาตุต่างๆ เช่น พลวงและตะกั่ว โลหะและสารประกอบไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของเรา. เพื่อให้ชัดเจน สารประกอบบิสมัทบางชนิดมีพิษน้อยกว่าเกลือแกง

ประวัติของบิสมัท

บิสมัท เป็นที่รู้จักของมนุษย์มาช้านานเช่นเดียวกับกรณีของสังคมอินคา ซึ่งในศตวรรษที่ 16 ใช้บิสมัทผสมกับดีบุกเพื่อผลิตบิสมัทบรอนซ์

อย่างไรก็ตาม ตะกั่วและดีบุกสับสนอยู่ตลอดเวลา จนกระทั่งในปี 1753 Claude François Geoffrey ชาวฝรั่งเศสได้แสดงให้เห็นว่ามันเป็นองค์ประกอบที่แตกต่างจากตะกั่วและดีบุก. ชื่อของมันมาจากคำภาษาเยอรมัน วิชมุทซึ่งหมายถึง "มวลสีขาว"

โดย Stefano Araujo Novais
ครูสอนเคมี

ขั้นตอนที่สองของการลืมเงิน: เข้าใจว่าการช่วยเหลือจะทำงานอย่างไร

ไม่มีอะไรดีไปกว่าการหาเงินที่ลืมไว้ที่ด้านล่างของกระเป๋ากางเกงหรือกระเป๋าสตางค์ของคุณ เมื่อเร็ว ๆ...

read more

กฎ 3 ข้อในการรักษาและเพิ่มกล้ามเนื้อหลังอายุ 60 ปี

เป็นเรื่องปกติที่กล้ามเนื้อของเราจะลดลงตามอายุ เพราะนี่คือหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงหลักที่เกิดขึ้นตาม...

read more
นกตัวเดียว: ในภาพนี้ นกตัวเดียว

นกตัวเดียว: ในภาพนี้ นกตัวเดียว

เกมแห่งข้อผิดพลาด 7 ประการ ภาพลวงตา และปริศนาต่างๆ เป็นเพื่อนที่ดีในการหันเหความสนใจของคุณและทำให...

read more