Bizmut

A bizmut egy 83 -as rendszámú kémiai elem [3] . A kémiai elemek periódusos rendszerének 15. csoportjába tartozik (a periódusos rendszer elavult rövid alakja szerint az V csoport fő alcsoportjába, vagy a VA csoportjába tartozik), a táblázat hatodik periódusában található. . Az elem atomtömege 208,98040(1) a. e. m. [1] A Bi szimbólum jelölése (a latin Bismuthum szóból ). Az egyszerű anyag , a bizmut normál körülmények között fényes ezüstös fém , rózsaszínes árnyalattal . Légköri nyomáson romboéderes kristálymódosulatban létezik [2] .

A természetes bizmutot, amelyet egyetlen 209 Bi izotóp képvisel, régóta stabil (nem radioaktív) elemnek tekintették, de 2003-ban kísérletileg felfedezték rendkívül lassú alfa-bomlását . Eddig a pontig a bizmut-209-et tartották a legnehezebbnek a jelenleg létező stabil izotópok közül. A bizmut ( 209 Bi) felezési ideje (1,9 ± 0,2)⋅10 19 év , ami kilenc nagyságrenddel nagyobb, mint az Univerzum életkora .

A név története és eredete

A feltehetően latin Bismuthum vagy bisemutum a német weisse Masse , "white mass" [4] szóból származik .

A középkorban a bizmutot gyakran használták az alkimisták kísérleteik során. Az ércet kitermelő bányászok tectum argenti-nek nevezték, ami "ezüst tetőt" jelent, míg azt hitték, hogy a bizmut fél ezüst.

A bizmutot nemcsak Európában használták. Az inkák élű fegyverek készítése során bizmutot használtak, mert az kardok különleges szépségükkel tűntek ki, ragyogásukat pedig az irizáló oxidáció okozta, amely a fémfelületen vékony bizmut-oxid film képződésének eredménye .

A bizmutot azonban nem rendelték hozzá független elemhez, és azt hitték, hogy az ólom , antimon vagy ón egy fajtája . A bizmutot először 1546-ban említik Georgius Agricola német ásványkutató és kohász írásai . 1739-ben I. G. Pott német kémikus megállapította, hogy a bizmut még mindig különálló kémiai elem. 80 év után Berzelius svéd vegyész vezette be először a Bi elem szimbólumát a kémiai nómenklatúrába [5] .

A természetben lenni

A földkéreg bizmuttartalma 2⋅10 -5 tömeg%, a tengervízben - 2⋅10 -5 mg/l [2] .

Az ércekben mind saját ásványai formájában, mind más fémek szulfidjainak és szulfosóinak adalékanyagaként megtalálható. A világgyakorlatban az összes bányászott bizmut mintegy 90%-át az ólom-cink, réz, ónércek és századrész, néha tized százalék bizmutot tartalmazó koncentrátumok kohászati feldolgozása során nyerik ki.

Az 1% vagy több bizmutot tartalmazó bizmutércek ritkák. Az ilyen ércek részét képező bizmut ásványok, valamint más fémek ércei a natív bizmut (98,5–99% Bi-t tartalmaz), bizmut Bi 2 S 3 (81,30% Bi), tetradimit Bi 2 Te 2 S (56 3– ) 59,3% Bi), kozalit Pb 2 Bi 2 S 5 (42% Bi), bizmut Bi 2 O 3 (89,7% Bi), bizmut Bi 2 CO 3 (OH) 4 ( 88,5–91,5 % Bi), wittikhenit Cu 3 BiS 3 , galenobizmutit PbBi 2 S 4 , aikinit CuPbBiS 3 .

A lerakódások genetikai csoportjai és ipari típusai

A bizmut megnövekedett koncentrációban halmozódik fel különböző genetikai típusú lerakódásokban: pegmatitokban , kontakt-metaszomatikus, valamint magas és közepes hőmérsékletű hidrotermikus lerakódásokban. A bizmut sajátos lelőhelyek korlátozott eloszlásúak, és általában ez a fém komplex érceket képez más fémekkel számos hidrotermikus lelőhelyben [6] . Köztük a következők:

Volfrám - réz - bizmut
Öt elemből álló lerakódások (Co-Ni-Bi-Ag-U)
Arany -bizmut
Arzén - bizmut
Réz-bizmut
Kvarc - bizmut

A világ bizmuttermelése és fogyasztása

A bizmut meglehetősen ritka fém , és globális termelése/fogyasztása alig haladja meg az évi 6000 tonnát (évi 5800-ról 6400 tonnára).

Betétek

Bizmutlelőhelyek ismertek Németországban , Mongóliában , Bolíviában , Ausztráliában ( Tasmania szigetén ), Peruban , Oroszországban és más országokban is [7] .

Getting

A bizmut előállítása polifémes réz- és ólomkoncentrátumok, valamint bizmutércek pirometallurgiával és hidrometallurgiával történő feldolgozásán alapul . A rézkoncentrátumok kapcsolódó feldolgozásával kapott bizmut-szulfid vegyületekből bizmut előállításához vashulladékkal és folyasztószerrel történő kicsapásos olvasztást alkalmaznak.

A folyamat a reakció szerint megy végbe:

{\mathsf {Bi_{2}S_{3}+3Fe\rightarrow 2Bi+3FeS))

Oxidált ércek alkalmazása esetén a bizmutot szénnel redukálják egy olvadó folyasztószer alatt 900-1000 °C hőmérsékleten:

{\mathsf {Bi_{2}O_{3}+3C\rightarrow 2Bi+3CO))

A szulfidércek oxidércekké alakíthatók a következő reakcióval:

{\mathsf {2Bi_{2}S_{3}+9O_{2}\rightarrow 2Bi_{2}O_{3}+6SO_{2))}

Szén helyett nátrium-szulfit használható , amely 800 °C hőmérsékleten redukálja a bizmut-oxidot a reakció szerint:

{\mathsf {Bi_{2}O_{3}+3Na_{2}SO_{3}\rightarrow 2Bi+3Na_{2}SO_{4}}}

A bizmut-szulfidot szódával körülbelül 950 °C-on, vagy nátrium-hidroxiddal 500-600 °C-on bizmuttá redukálhatjuk. Ezen folyamatok reakciói a következő formájúak:

{\mathsf {4Bi_{2}S_{3}+12Na_{2}CO_{3}\rightarrow 8Bi+9Na_{2}S+3Na_{2}SO_{4}+12CO_{2))}

{\mathsf {4Bi_{2}S_{3}+24NaOH\rightarrow 8Bi+9Na_{2}S+3Na_{2}SO_{4}+12H_{2}O))

Az ólomkoncentrátumok feldolgozása során keletkező nyers ólomból a bizmut kinyerése a bizmut magnézium vagy kalcium segítségével történő elválasztásából áll. Ebben az esetben a bizmut felhalmozódik a felső rétegekben CaMg 2 Bi 2 vegyület formájában . A Ca és Mg további tisztítása lúgréteg alatt, oxidálószer ( NaNO 3 ) hozzáadásával történő átolvasztás során történik. A kapott terméket elektrolízisnek vetik alá, így iszapot kapnak, amelyet nyers bizmuttá olvasztanak [2] .

A bizmut előállításának hidrometallurgiai módszerét magasabb gazdasági mutatók és a rossz minőségű polifém koncentrátumok feldolgozása során nyert termék tisztasága jellemzi. A módszer a bizmuttartalmú ércek, intermedierek, ötvözetek salétrom- és sósavval történő feloldásán, majd a keletkező oldatok kioldódásán alapul. A kilúgozást kénsavval vagy elektrokémiai kilúgozást nátrium-klorid oldattal végezzük. A bizmut további extrakciója és tisztítása extrakciós módszerekkel történik [8] .

A nagy tisztaságú bizmut előállítása a hidrometallurgiai finomításon, a zónaolvasztáson és a kétlépcsős desztilláción alapul.

Fizikai tulajdonságok

A bizmut egy ezüstös -fehér fém, rózsaszínes árnyalattal. A bizmut nyolc krisztallográfiai módosulata ismert, ezek közül hetet nagy nyomáson kaptak. Normál körülmények között az I. bizmut stabil - a trigonális rendszer kristályai , R 3 m tércsoport , cellaparaméterek a = 0,4746 nm , α = 57,23 ° , Z = 2 . 2,57 GPa nyomáson és +25 °C hőmérsékleten a bizmut kristályrács polimorf átalakuláson megy keresztül romboéderből monoklinikussá , rácsparaméterekkel a = 0,6674 nm , b = 0,6117 nm , c = 0,331,10 , = n 331,10 ° , C 2 m tércsoport , Z = 4 (II. módosítás bizmut). 2,72 GPa , 4,31 GPa és körülbelül 5 GPa nyomáson a bizmut kristályrács polimorf átalakulása is bekövetkezik. 7,74 GPa nyomáson a bizmutnak van egy köbös rácsa, az Im 3 m tércsoport, a rácsparaméterrel a = 0,3800 nm , Z = 2 (VI. módosítás bizmut). A 2,3–5,2 GPa nyomástartományban és 500–580 °C hőmérsékleten a bizmutnak van egy tetragonális rácsa, amelynek paraméterei a = 0,657 nm , c = 0,568 nm , Z = 8 (VII. módosítás bizmut). 30 GPa nyomáson polimorf átalakulást is találtak [2] .

A bizmut szilárd halmazállapotból folyékony halmazállapotba való átmenetét a sűrűség 9,8 g/cm 3 -ről 10,07 g/cm 3 -re történő növekedése kíséri , ami a hőmérséklet emelkedésével fokozatosan csökken, és 900 °C - on 9,2 g/cm 3 . A bizmut fordított átmenete folyékonyból szilárd halmazállapotba 3,3%-os térfogatnövekedéssel jár együtt. Az olvadás közbeni sűrűségnövekedés csak néhány anyagnál figyelhető meg; egy másik jól ismert példa az ilyen tulajdonságú anyagra a víz.

A bizmut elektromos ellenállása 1,2 μΩ m +17,5 ° C -on , és a hőmérséklettel nő. Érdekesség, hogy az ellenállás az olvadás során csökken: szilárd bizmut esetében (269 °C-on) 2,67 μΩ m , folyékony állapotban (272 °C-on) pedig csak 1,27 μΩ m .

A lineáris tágulás hőmérsékleti együtthatója 13,4 10 −6 K −1 293 K (+20 ° C) hőmérsékleten.

Más fémekhez képest a bizmutnak, akárcsak a higanynak, alacsony a hővezető képessége , 300 K -en 7,87 W / (m K) .

A bizmut egy diamágnes , amelynek mágneses szuszceptibilitása -1,34 10 -9 293 K - on , így ez a legdiamágnesesebb fém. A cérnára felfüggesztett bizmutminta észrevehetően oldalra tér a felhozott erős mágnestől. Ezt a jelenséget diamágneses levitációnak nevezik [9] .

A kristályos bizmut még 10 mK nagyságrendű hőmérsékletre lehűtve sem megy át szupravezető állapotba . Azonban bizonyíték van arra, hogy a szupravezetés normál nyomáson körülbelül 0,5 mK hőmérsékleten következik be. Ebben az esetben a kritikus mágneses tér csak 5,2 μT [10] .

Szobahőmérsékleten a bizmut törékeny fém, törésben durva szemcsés szerkezetű, de 150-250 °C hőmérsékleten plasztikus tulajdonságokat mutat. A bizmut egykristályok szobahőmérsékleten is képlékenyek, és lassú erőkifejtéssel könnyen meghajlanak. Ugyanakkor érezheti a folyamat "gradációját", és még egy enyhe roppanást is hallhat - ez az ikerszövetségnek köszönhető, amelynek következtében a rugalmas feszültség hirtelen megszűnik.

Rugalmassági modulus : 32-34 GPa.

Nyírási modulus : 12,4 GPa [5] .

Izotópok

A természetes bizmut egy izotópból áll, a 209 Bi-ből, amelyet korábban a természetben létező legnehezebb stabil izotópnak tartottak. 2003 -ban azonban kísérletileg beigazolódott az a három évtizeddel korábban megfogalmazott elméleti feltevés [12] , hogy alfa-radioaktív [11] . A 209 Bi mért felezési ideje (1,9±0,2)⋅10 19 év, ami sok nagyságrenddel hosszabb, mint az Univerzum életkora . Így a bizmut minden ismert izotópja radioaktív. Az egy 209 Bi izotópból álló természetes bizmut gyakorlatilag radioaktívan ártalmatlan az emberre, mivel egy év alatt egy gramm természetes bizmutban átlagosan csak körülbelül 100 atommagban történik alfa-bomlás, amely stabil tallium -205-té alakul.

A 209 Bi mellett több mint három tucat (eddig 34) izotóp ismert, amelyek többsége izomer állapotú . Közülük három hosszú életű:

207 Bi 31,55 év;
208 Bi 3,68⋅10 5 év;
210 m Bi 3,04⋅10 6 év .

A többi radioaktív és rövid életű: felezési idejük nem haladja meg a néhány napot.

A 184-208 és 215-218 tömegszámú bizmut izotópokat mesterségesen nyerték, a többi - 210 Bi, 211 Bi, 212 Bi, 213 Bi és 214 Bi - a természetben képződik, belépve az atommagok radioaktív bomlási láncába. urán-238 , urán-235 és tórium -232 .

Kémiai tulajdonságok

A vegyületekben a bizmut -3, +1, +2, +3, +4, +5 oxidációs állapotot mutat. Szobahőmérsékleten száraz levegőn nem oxidálódik, nedves levegőn viszont vékony oxidréteg borítja. Az olvadáspontra való melegítés a bizmut oxidációjához vezet, ami 500 °C-on észrevehetően felerősödik. Amikor a hőmérséklet 1000 °C fölé emelkedik, Bi 2 O 3 oxid képződésével kiég [5] :

{\mathsf {4Bi+3O_{2}\ {\xrightarrow \ }2Bi_{2}O_{3))}

Az ózon és a bizmut kölcsönhatása Bi 2 O 5 oxid képződéséhez vezet .

Enyhén oldja a foszfort. A szilárd és folyékony bizmutban lévő hidrogén gyakorlatilag nem oldódik, ami a hidrogén alacsony aktivitását jelzi a bizmuthoz képest. Ismert hidridek Bi 2 H 2 és BiH 3 - már szobahőmérsékleten instabil, mérgező gázok. A bizmut nem lép kölcsönhatásba szénnel, nitrogénnel és szilíciummal [13] .

A bizmut kénnel vagy kén-dioxiddal való kölcsönhatását BiS , Bi 2 S 3 szulfidok képződése kíséri .

{\mathsf {Bi+S\ {\xrightarrow {510^{o}C}}\ BiS}}

{\mathsf {2Bi+3S\ {\xrightarrow {300-400^{o}C}}\ Bi_{2}S_{3}}}

A bizmut ellenáll a tömény sósavnak és a híg kénsavnak, de oldódik salétromsavban és perklórsavban, valamint aqua regiában .

{\mathsf {Bi+4HNO_{3}\ {\xrightarrow {}}\ Bi(NO_{3})_{3}+NO\uparrow +2H_{2}O))

{\mathsf {Bi+3HCl+HNO_{3}\ {\xrightarrow {}}\ BiCl_{3}+NO\uparrow +2H_{2}O))

A bizmut reakcióba lép a dinitrogén-tetroxiddal , és bizmut-nitrátot képez :

{\mathsf {Bi+3N_{2}O_{4}\ {\xrightarrow {70-110^{o}C}}\ Bi(NO_{3})_{3}+3NO\uparrow }}

Tömény kénsavval oldódik bizmut-szulfáttá :

{\mathsf {2Bi+6H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ Bi_{2}(SO_{4})_{3}+3SO_{2}\uparrow +6H_{2}O} }

A bizmut fluorral, klórral, brómmal és jóddal való kölcsönhatása különféle halogenidek képződésével jár együtt:

{\mathsf {2Bi+5F_{2}\ {\xrightarrow {600-700^{o}C}}\ 2BiF_{5}}}

{\mathsf {2Bi+3Cl_{2}\ {\xrightarrow {200^{o}C}}\ 2BiCl_{3}}}

Fémekkel képes intermetallidokat - bizmutidokat képezni [2] [14] .

A bizmut szerves bizmutvegyületek , például trimetil - bizmut Bi(CH 3 ) 3 és trifenil - bizmut Bi(C 6 H 5 ) 3 képzésére is képes .

Költség

A bizmut ára a világpiacon instabil, amit a kereslet és kínálat ingadozása, valamint az ólomtermelés csökkenése vagy növekedése határoz meg, ami az értékes bizmut termelésének növekedéséhez vagy csökkenéséhez vezet. kísérőanyag ólomtartalmú koncentrátumokban. Az 1970-es évek óta a bizmut legalacsonyabb ára 1980-ban 3,5 USD/kg, a legmagasabb ára 1989-ben 15 USD/kg volt. 1995 végén a 99,99%-os ára 8,8 dollár/kg volt [15] .

Az egyesült államokbeli raktárból származó termékek kilogrammonkénti ára a januártól szeptemberig tartó időszakban 8,8 dollárral emelkedett (kilogrammonként 19,80 dollárról 28,60 dollárra (ingyenes a fedélzeten)).

A rotterdami raktárból származó bizmut nemesfém ára 2011 januárja és szeptembere között 4,2 dollárral (kilogrammonként 22,20 dollárról 26,40 dollárra (CIF)) nőtt.

A fém tisztasági fokától függően a bizmutot több osztályra osztják. A tisztaság növelése érdekében ezek a Vi2, Vi1, Vi00 osztályok, a GOST 10928-90 normalizálja a szennyeződések tartalmát ezekben az osztályokban, legfeljebb 3%, 2% és 0,02% [16] . Nagy tisztaságú Vi000 [17] , Vi0000 [17] bizmutot is gyártanak . A fémes bizmut ára jelentősen függ a tisztaságától. A világpiaci súlyozott átlagár 2016 végén körülbelül 10 USD/kg volt [18] . A nagy tisztaságú minőségek vásárlói tudományos központok, különösen a bizmutot más elemek szintézisére használják [19] .

Alkalmazás

Kohászat

A bizmut nagy jelentőséggel bír az úgynevezett " automata acélok ", különösen a rozsdamentes acélok gyártásában, és nagyban megkönnyíti ezek feldolgozását az automata gépeken történő forgácsolással (esztergálás, marás stb.) mindössze 0,003%-os bizmutkoncentrációnál, ugyanakkor a korrózióra való hajlam növelése nélkül . A bizmutot alumínium alapú ötvözetekben használják (körülbelül 0,01%), ez az adalékanyag javítja a fém plasztikus tulajdonságait, nagyban leegyszerűsíti a feldolgozását.

Katalizátorok

A polimerek gyártása során a bizmut-trioxid katalizátorként szolgál , és különösen az akril polimerek gyártásánál használják. A kőolaj krakkolásában a bizmut-oxid-klorid talál némi hasznot .

Hőelektromos anyagok

A bizmutot félvezető anyagokban használják, különösen termoelektromos eszközökben. Ezek az anyagok közé tartozik a tellurid (a bizmuttellurid termikus emfje 280 µV/K) és a bizmut - szelenid . Nagyon hatékony bizmut - cézium - tellurium alapú anyagot kaptak szuperprocesszorok félvezető hűtőinek gyártásához.

Nukleáris sugárzás detektorok

A nukleáris sugárzás detektorok gyártása szempontjából némi jelentőséggel bír az egykristályos bizmut-jodid . A bizmutcsíra (Bi 4 Ge 3 O 12 , rövid elnevezése BGO) egy gyakori szcintillációs anyag , amelyet a magfizikában , a nagy energiájú fizikában , a számítógépes tomográfiában és a geológiában használnak . Ez az anyag kedvezőbb a közönséges szcintillátorokhoz képest, mivel sugárzásálló, kiváló időbeli stabilitása van, és teljesen nem higroszkópos . A bizmut-gallát Bi 2 Ga 4 O 9 szintén ígéretes szcintillátor nagy időbeli felbontással . Használata még mindig korlátozott a nagyméretű egykristályok termesztésének nehézségei miatt .

Alacsony olvadáspontú ötvözetek

A bizmutötvözetek más olvadó anyagokkal ( kadmium , ón , ólom , indium , tallium , higany , cink és gallium ) nagyon alacsony olvadásponttal rendelkeznek (egyesek a víz forráspontja alatt vannak, és a bizmuttal leginkább olvadó összetétel olvadáspontja van körülbelül +41 °C [20] ). A legismertebbek a Wood-ötvözet és a (mérgező kadmiummentes ) Rose- ötvözet . Az alacsony olvadáspontú ötvözeteket a következőképpen használják:

hőhordozók;
forrasztóanyagok;
a tűzjelző és az automatikus tűzoltó készülékek adatai;
vákuumban és magas hőmérsékleten működő speciális kenőanyagok, amikor a szerves kenőanyagok nem alkalmazhatók;
szeleprészek, amelyek megolvadása megnyitja a keresztmetszetet a folyadékok és gázok, például rakéta-üzemanyagok áramlásához ;
biztosítékok nagy teljesítményű elektromos áramkörökben ;
tömítések ultranagy vákuumú berendezésekben;
Rögzítő anyagok törött végtagcsontokhoz az orvostudományban;
hőmérő folyadékok folyékony hőmérőben ;
anyagok befektetési modellek gyártásához az öntödében stb.

Mágneses mezők mérése

A nagy tisztaságú fém bizmutot mágneses mezők mérésére szolgáló tekercsek készítésére használják , mivel a bizmut elektromos ellenállása jelentősen és szinte lineárisan függ a mágneses tértől, ami lehetővé teszi a külső mágneses tér erősségének mérését egy tekercs ellenállásának mérésével. készült belőle.

Polónium-210 előállítása

A bizmut némi jelentőséggel bír a nukleáris technológiában a polónium-210 előállításában , amely fontos elem a radioizotópiparban.

Kémiai áramforrások

A grafittal kevert bizmut-oxidot pozitív elektródaként használják bizmut-magnézium cellákban ( EMF 1,97-2,1 V , fajlagos energiafogyasztása 120 Wh /kg, 250-290 Wh/dm³).

Az ólom-bizmutátot pozitív elektródaként használják lítiumcellákban.

Az indiummal ötvözött bizmutot rendkívül stabil és megbízható higany-bizmut-indium cellákban használják . Az ilyen elemek jól működnek térben és olyan körülmények között, ahol fontos a feszültségstabilitás, a nagy fajlagos energiaintenzitás, és a megbízhatóság kiemelt szerepet játszik (például katonai és űrhajózási alkalmazások).

A bizmut-trifluoridot rendkívül energiaigényes lantán-fluorid akkumulátorok gyártására használják (elméletileg 3000 Wh/dm³, gyakorlatilag elért - 1500-2300 Wh/dm³).

Tartós fémek és ötvözetek feldolgozása

Alacsony olvadáspontú bizmutötvözetek (például faötvözet , rózsaötvözet stb .) uránból , volfrámból és ezek ötvözeteiből, valamint más olyan anyagokból készült alkatrészek munkadarabjainak rögzítésére szolgálnak , amelyeket nehéz fémvágó gépeken vágni . (esztergák, marófúrás stb.).

Atomenergia

A bizmut-ólom eutektikus ötvözetet folyékony fémhűtésű atomreaktorokban használják . Különösen a szovjet tengeralattjáró-flottában használtak ilyen reaktorokat a K-27 tengeralattjárón és hét Project 705 (Lira) tengeralattjárón .

A bizmut kis termikus neutronbefogási keresztmetszete és jelentős uránoldó képessége, jelentős forrásponttal és szerkezeti anyagokkal szembeni alacsony agresszivitásával párosulva lehetővé teszi a bizmut felhasználását olyan homogén atomreaktorokban, amelyek még nem hagyták el a kísérleti fejlesztés szakaszát. .

Mágneses anyagok

Az intermetallikus mangán-bizmut erősen ferromágneses, és az ipar nagy mennyiségben állítja elő műanyag mágnesek előállítására. Ennek az anyagnak az a tulajdonsága és előnye, hogy gyorsan és olcsón beszerezhető bármilyen alakú és méretű állandó mágnes (a nem vezető mágnesek mellett). Ezenkívül ez a mágneses anyag meglehetősen tartós és jelentős kényszerítő erővel rendelkezik . A bizmut mangán vegyületein kívül ismertek a bizmut indiummal , krómmal és európiummal alkotott mágnesesen kemény vegyületei is, amelyek alkalmazása vagy a szintézis nehézségei (bizmut- króm ), vagy a magas ára miatt speciális technológiai területekre korlátozódik. a második komponens ( indium , európium ).

Üzemanyagcellák

Más fémek ( vanádium , réz , nikkel , molibdén stb.) oxidjaival adalékolt bizmut-oxid (VIMEVOKS kerámia fázisok) 500-700 K közötti hőmérsékleten nagyon magas elektromos vezetőképességgel rendelkezik, és magas hőmérsékletű fémek előállítására használják. üzemanyagcellák .

Magas hőmérsékletű szupravezetés

A kerámiák, amelyek magukban foglalják a bizmut-, kalcium- , stroncium- , bárium- , réz- , ittrium -oxidokat stb., magas hőmérsékletű szupravezetők . Az elmúlt években ezeknek a szupravezetőknek a tanulmányozása során olyan fázisokat tártak fel, amelyekben 110 K hőmérsékleten a szupravezető állapotba való átmenet csúcspontja van.

Tetrafluorhidrazin előállítása

A bizmutot apró forgács vagy por formájában katalizátorként használják tetrafluorhidrazin ( nitrogén-trifluoridból ) előállításához, amelyet rakéta-üzemanyag oxidálószerként használnak.

Elektronika

A 88% Bi és 12% Sb összetételű ötvözet mágneses térben a mágneses ellenállás rendellenes hatását mutatja ; ebből az ötvözetből nagy sebességű erősítők és kapcsolók készülnek.

A volfrám , a vanadát-sztannát , a bizmut- szilikát és a niobát a magas hőmérsékletű ferroelektromos anyagok összetevői.

A bizmut-ferrit BiFeO 3 vékony filmek formájában ígéretes magnetoelektromos anyag.

A bizmut az ólommentes forrasztóanyagok egyik alkotóeleme, valamint a rendkívül érzékeny mikrohullámú alkatrészek felszerelésére használt alacsony olvadáspontú forraszanyagok.

Orvostudomány

A gyógyászatban a bizmut vegyületei közül a bi 2 O 3 trioxidját használják legszélesebb körben . Különösen a gyógyszeriparban használják számos gasztrointesztinális betegségek kezelésére szolgáló gyógyszer [21] , valamint antiszeptikus és gyógyító szerek előállítására. Emellett a közelmúltban számos daganatellenes gyógyszert fejlesztettek ki az onkológiai betegségek kezelésére.

A bizmut-oxidot a gyógyászatban radiopaque szerként és töltőanyagként használják az erek gyártásához. Ezenkívül az olyan vegyületeket, mint a bizmut-gallát , a tartarát , a karbonát , a szubszalicilát , a szubcitrát és a bizmut-tribróm -fenolát, széles körben használják az orvostudományban . Ezen vegyületek alapján számos gyógyászati készítményt fejlesztettek ki (köztük olyan széles körben használtakat, mint a Vishnevsky kenőcs ).

Fekélyellenes gyógyszerekként : bizmut-trikálium-dicitrát ( bizmut-szubcitrát) ( ATX kód A02BX05), bizmut - szubnitrát (A02BX12), ranitidin-bizmut-citrát (A02BA07).

Bizmut-citrát (Bizmut (III) citrát, C 6 H 5 BiO 7 ) - a szalmonella izolálására szolgáló táptalaj előállítására használják.

Pigmentek

A bizmut-vanadátot pigmentként használják (világos sárga színű).

Kozmetika

A bizmut-oxid-kloridot fényesítő szerként használják körömlakk, rúzs, szemhéjfesték stb.

Vadászat és horgászat

A bizmut viszonylag biztonságos a környezet számára. Ez lehetővé teszi a bizmutsörét és a süllyesztők használatát a hagyományos és mérgező ólom helyett [22] .

Biológiai szerep

A bizmut tartalma az emberi szervezetben:

izomszövet - 0,32 × 10 -5 %
csontszövet - kevesebb, mint 0,2 × 10 -4 %
vér — ~0,016 mg/l
napi bevitel étkezés közben 0,005-0,02 mg.

Egy átlagos ember (testsúly ~ 70 kg) szervezetében kicsi a tartalom, de pontos adatok nem állnak rendelkezésre. A mérgező és halálos dózisokra vonatkozó adatok szintén hiányoznak [23] . A bizmutról azonban ismert, hogy szájon át szedve alacsony toxicitású. Ez váratlannak tűnik, mivel a nehézfémek általában nagyon mérgezőek, de ez az oldható bizmutvegyületek könnyű hidrolízisével magyarázható. Az emberi szervezetben található pH -értékek tartományában (a gyomor kivételével) a bizmut szinte teljesen kicsapódik oldhatatlan bázikus sók formájában. Ha azonban a bizmutot olyan anyagokkal együtt veszik be, amelyek képesek oldattá alakítani (glicerin, tejsav stb.), súlyos mérgezés lehetséges. Nagy mennyiségű tömény nitrát- és más bizmutsó-oldat lenyelése esetén jelentős veszélyt jelent a hidrolízis következtében képződő szabad sav magas koncentrációja.

A hidrolízisre való hajlam és az alacsony toxicitás a bizmut bázikus sóinak (szubcitrát, bázikus nitrát stb.) gyomorfekély kezelésére szolgáló gyógyszerként való felhasználásának köszönhető . A sav semlegesítése és a gyomor falának kolloid üledékekkel való védelme mellett a bizmut aktív a Helicobacter pylori baktérium ellen is , amely jelentős szerepet játszik a gyomorfekély kialakulásában.

Lásd még

Országok listája bizmutgyártás szerint

Jegyzetek

↑ 1 2 Meija J. et al. Az elemek atomi tömegei 2013 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2016. - Kt. 88 , sz. 3 . - P. 265-291 . - doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Fedorov P. I. Wismuth // Kémiai Enciklopédia : 5 kötetben / Ch. szerk. I. L. Knunyants . - M . : Szovjet Encyclopedia , 1988. - T. 1: A - Darzana. - S. 379-380. — 623 p. — 100.000 példány. - ISBN 5-85270-008-8 .
↑ Periódusos táblázat az IUPAC honlapján .
↑ Nicholas C; normann. Az arzén, az antimon és a bizmut kémiája . - 1998. - P. 41. - ISBN 978-0-7514-0389-3 .
↑ 1 2 3 Kiad. Dritsa M. E. Az elemek tulajdonságai. - Kohászat, 1985. - S. 292-302. — 672 p..
↑ Wolfson F. I., Druzhinin A. V. Az érctelepek főbb típusai. — M .: Nedra, 1975. — 392 p.
↑ Venetsky Sergey Iosifovich. "Üzleti út" az űrbe (bizmut) // Ritkáról és szórványról: történetek a fémekről. - M . : Kohászat, 1980. - 184 p.
↑ Yukhin Yu. M., Mikhailov Yu. I. Bizmutvegyületek és anyagok kémiája. - SO RAN, 2001. - S. 19-21. — 360 s.
↑ Kísérletek a mágneses levitációval Archiválva : 2012. február 15., a Wayback Machine (fin.)
↑ Om Prakash, Anil Kumar, A. Thamizhavel, S. Ramakrishnan. A tiszta bizmut egykristályok tömeges szupravezetésének bizonyítéka környezeti nyomáson // Tudomány . - 2017. - Kt. 355 . — P. 52–55 . - doi : 10.1126/science.aaf8227 .
↑ Pierre de Marcillac, Noël Coron, Gérard Dambier, Jacques Leblanc és Jean-Pierre Moalic. A természetes bizmut radioaktív bomlásából származó α-részecskék kísérleti kimutatása (angol) // Nature : Journal. - 2003. - április ( 422. évf. , 6934. sz.). - P. 876-878 . - doi : 10.1038/nature01541 . — . — PMID 12712201 .
↑ HG Carvalho, M. Penna. 209 Bi alfa-aktivitása (határozatlan) // Lettere al Nuovo Cimento. - 1972. - V. 3 , 18. sz . - S. 720 . - doi : 10.1007/BF02824346 .
↑ Slavinsky M.P. Az elemek fizikai és kémiai tulajdonságai. - A vas- és színesfémkohászat állami tudományos és műszaki kiadója, 1952. - S. 426-432. — 764 p.
↑ Lidin R.A. és egyéb szervetlen anyagok kémiai tulajdonságai: Proc. juttatás az egyetemek számára. - 3. kiadás, Rev. - M . : Kémia, 2000. - 480 p. — ISBN 5-7245-1163-0 .
↑ Denisov V. M., Belousova N. V., Moiseev G. K. et al. Bizmuttartalmú anyagok: szerkezet és fizikai-kémiai tulajdonságok / Az Orosz Tudományos Akadémia Uráli ága. - Jekatyerinburg, 2000. - 527 p.
↑ GOST 10928
↑ 1 2 GOST 16274.0-77, TU 48-6-114
↑ Bizmut. Ár a világpiacon. . Letöltve: 2017. április 7. Az eredetiből archiválva : 2017. április 8.. (határozatlan)
↑ Transurán elemek. . Letöltve: 2017. március 15. Az eredetiből archiválva : 2017. március 16. (határozatlan)
↑ IndAlloy 15, összetétele: Bi (42,9%), Cd (5,10%), In (18,3%), Pb (21,7%), Hg (4,00%), Sn (8,00%). Matweb LLC. Anyagtulajdonságok adatai .
↑ Motorkina R.K.; Novitskaya N. Ya. (farm.), Shvaykova M. D. (bíróság). Bizmut // Big Medical Encyclopedia : 30 kötetben / ch. szerk. B. V. Petrovszkij . - 3. kiadás - M .: Szovjet Enciklopédia , 1977. - T. 4: Valin - Gambia. - S. 248-249. — 576 p. : ill.
↑ http://www.nordis.fi/patruunat/vihtavuori-haulikon-patruunat/ Archiválva : 2011. június 5. a Wayback Machine bizmut sörétes patronok termékcsaládjában
↑ Emsley J. Elements. — M.: Mir, 1993. — 256 p.

Irodalom

Chirkin VS Anyagok termofizikai tulajdonságai. - Állami Fizikai és Matematikai Irodalmi Kiadó , 1959. - S. 187-192. — 356 p.

Linkek

Szótárak és enciklopédiák

Nagy dán
Nagy katalán
Nagy katalán
Nagy norvég
Nagy orosz
Brockhaus és Efron
Kis Brockhaus és Efron
Brockhaus
Treccani
Universalis

Bibliográfiai katalógusokban
BNE : XX544135 BNF : 12150872q GND : 4145722-5 J9U : 987007282559205171 LCCN : sh85014436 NDL : 00560691 NKC : ph118931

Bizmutvegyületek _

bizmut arzenát (BiAsO 4 )
Bizmut-acetát (Bi(C 2 H 3 OO) 3 )
bizmut(I)-bromid (BiBr)
bizmut(II)-bromid (BiBr 2 )
bizmut(III)-bromid (BiBr 3 )
Nátrium-bizmutát (NaBiO 3 )
Dipraseodímium-bizmutid (Pr 2 Bi)
Prazeodímium -bizmutid (PrBi)
Magnézium-bizmutid (Mg 3 Bi 2 )
Nátrium- bizmutid (NaBi)
Nikkel -bizmutid (NiBi)
Palládium -bizmutid (PdBi)
Platina -bizmutid (PtBi)
Plutónium-bizmutid (PuBi)
Ródium-bizmutid (RhBi)
Trikálium-bizmutid (K 3 Bi)
Tripalládium-bizmutid (Pd 3 Bi)
bizmutin (BiH 3 )
Bizmutil-dikromát ((BiO) 2 Cr 2 O 7 )
Bizmut-hidroxid (Bi(OH) 3 )
Bizmut(III)-jodát (Bi(IO 3 ) 3 )
bizmut(II)-jodid (BiI 2 )
bizmut(III)-jodid (BiI 3 )
Bizmutil-karbonát ((BiO) 2 CO 3 )
Bizmut-molibdát (Bi 2 (MoO 4 ) 3 )
Bizmut-metahidroxid (BiO(OH))
Bizmut-nitrát (Bi(NO 3 ) 3 )
Bizmutil- nitrát (BiONO 3 )
Bizmut-oxalát (Bi 2 (C 2 O 4 ) 3 )
bizmut(II)-oxid (BiO)
Bizmut(III)-oxid (Bi 2 O 3 )
bizmut(IV)-oxid (BiO 2 )
Bizmut(V)-oxid (Bi 2 O 5 )
bizmut-oxid-bromid (BiOBr)
bizmut-oxid-jodid (BiOI)
bizmut-oxid-fluorid (BiOF)
bizmut-oxid-klorid (BiOCl)
Bizmutil- perklorát (BiOClO 4 )
bizmut(II) -szelenid (BiSe)
Bizmut(III)-szelenid (Bi 2 Se 3 )
Bizmut-szulfát (Bi 2 (SO 4 ) 3 )
bizmut(II)-szulfid (BiS)
Bizmut(III)-szulfid (Bi 2 S 3 )
bizmut-szulfid-jodid (BiSI)
bizmut-szulfid-klorid (BiSCl)
bizmut-tartarát (Bi 2 (C 4 H 4 O 6 ) 3 )
Bizmuttellurát (Bi 2 TeO 6 )
Bizmut(III)-tellurid (Bi 2 Te 3 )
bizmut-tetroxid (Bi 2 O 4 )
Bizmut-tioacetát (Bi(C 2 H 3 OS) 3 )
Bizmut-tiocianát (Bi(SCN) 3 )
Trimetil- bizmut (Bi(CH 3 ) 3 )
Trifenil- bizmut (Bi(C 6 H 5 ) 3 )
Trietil- bizmut (Bi(C 2 H 5 ) 3 )
Bizmut-tribróm-fenolát (Bi(OC 6 H 3 Br 3 ) 3 )
bizmut(III)-foszfát (BiPO 4 )
bizmut(III)-fluorid (BiF 3 )
bizmut(V)-fluorid (BiF 5 )
bizmut(I)-klorid (BiCl)
Bizmut(II)-klorid (BiCl 2 )
Bizmut(III)-klorid (BiCl 3 )
bizmut(IV)-klorid (BiCl 4 )
bizmut-citrát (BiC 6 H 5 O 7 )

D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periodikus rendszere

egy

egy

én

vö

nem

alkálifémek	alkáliföldfémek	Lantanidész	aktinidák	átmeneti fémek
könnyűfémek _	Félfémek	nem fémek	Halogének	nemesgázok

Fémek elektrokémiai tevékenységsorai
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Tl , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au