Bismut

Bismutul este un element chimic cu număr atomic 83 [3] . Aparține grupului al 15-lea al tabelului periodic al elementelor chimice (în conformitate cu forma scurtă învechită a sistemului periodic , aparține subgrupului principal al grupului V sau grupului VA), se află în a șasea perioadă a tabelului . Masa atomică a elementului este 208,98040(1) a. e. m. [1] Notat prin simbolul Bi (din latină Bismuthum ). Substanța simplă bismut este, în condiții normale, un metal argintiu strălucitor cu o tentă roz . La presiunea atmosferică, există într-o modificare cristalină romboedrică [2] .

Bismutul natural, reprezentat de un singur izotop 209 Bi, a fost mult timp considerat un element stabil (neradioactiv), dar în 2003 a fost descoperită experimental dezintegrarea sa extrem de lentă alfa . Până în acest moment, bismutul-209 a fost considerat cel mai greu dintre izotopii stabili existenți în prezent. Timpul de înjumătățire al bismutului ( 209 Bi) este (1,9 ± 0,2)⋅10 19 ani , ceea ce este cu nouă ordine de mărime mai mare decât vârsta Universului .

Istoria și originea numelui

Presupusul latin Bismuthum sau bisemutum provine din germanul weisse Masse , „masă albă” [4] .

În Evul Mediu , bismutul a fost adesea folosit de alchimiști în timpul experimentelor. Minerii care extrageau minereu l-au numit tectum argenti, care înseamnă „acoperiș de argint”, în timp ce ei credeau că bismutul este jumătate de argint.

Bismutul a fost folosit nu numai în Europa. Incașii foloseau bismutul în procesul de fabricare a armelor cu tăiș, din cauza săbiilor sale s-au remarcat prin frumusețea lor deosebită, iar strălucirea lor a fost cauzată de oxidarea irizată, care a fost rezultatul formării unei pelicule subțiri de oxid de bismut pe suprafața metalului .

Cu toate acestea, bismutul nu a fost atribuit unui element independent și se credea că este o varietate de plumb , antimoniu sau staniu . Bismutul a fost menționat pentru prima dată în 1546 în scrierile mineralogului și metalurgistului german Georgius Agricola . În 1739, chimistul german I. G. Pott a descoperit că bismutul este încă un element chimic separat. După 80 de ani, chimistul suedez Berzelius a introdus pentru prima dată simbolul elementului Bi în nomenclatura chimică [5] .

Fiind în natură

Conținutul de bismut din scoarța terestră este de 2⋅10 −5 % din masă, în apa de mare - 2⋅10 −5 mg/l [2] .

Se găsește în minereuri atât sub formă de minerale proprii, cât și ca amestec în unele sulfuri și sulfosăruri ale altor metale. În practica mondială, aproximativ 90% din tot bismutul extras este extras pe parcurs în timpul prelucrării metalurgice a minereurilor de plumb-zinc, cupru, staniu și concentrate care conțin sutimi și uneori zecimi de procent de bismut.

Minereurile de bismut care conțin 1% sau mai mult bismut sunt rare. Mineralele de bismut care fac parte din astfel de minereuri, precum și minereurile din alte metale, sunt bismut nativ (conține 98,5–99% Bi), bismut Bi 2 S 3 (81,30% Bi), tetradimit Bi 2 Te 2 S (56 3–). 59,3% Bi), cosalit Pb 2 Bi 2 S 5 (42% Bi), bismut Bi 2 O 3 (89,7% Bi), bismut Bi 2 CO 3 (OH) 4 (88,5– 91,5% Bi), wittikhenit Cu 3 BiS 3 , galenobismuthit PbBi 2 S 4 , aikinit CuPbBiS 3 .

Grupuri genetice și tipuri industriale de zăcăminte

Bismutul se acumulează în concentrații ridicate în zăcăminte de diferite tipuri genetice: în pegmatite , în zăcăminte metasomatice de contact, precum și în zăcăminte hidrotermale de temperatură înaltă și medie. Depozitele propriu-zise de bismut au o distribuție limitată și, de obicei, acest metal formează minereuri complexe cu alte metale într-un număr de formațiuni de minereu ale zăcămintelor hidrotermale [6] . Printre acestea se numără următoarele:

Tungsten - cupru - bismut
Depozite de formare de cinci elemente (Co-Ni-Bi-Ag-U)
Aur -bismut
Arsenic -bismut
Cupru-bismut
Cuarț -bismut

Producția și consumul mondial de bismut

Bismutul este un metal destul de rar , iar producția/consumul global abia depășește 6.000 de tone pe an (de la 5.800 la 6.400 de tone pe an).

Depozite

Zăcămintele de bismut sunt cunoscute în Germania , Mongolia , Bolivia , Australia (pe insula Tasmania ), Peru , Rusia și, de asemenea, în alte țări [7] .

Obținerea

Producția de bismut se bazează pe prelucrarea concentratelor polimetalice de cupru și plumb și a minereurilor de bismut prin pirometalurgie și hidrometalurgie . Pentru a obține bismut din compuși de sulfură de bismut obținuți prin prelucrarea asociată a concentratelor de cupru, se folosește topirea prin precipitare cu resturi de fier și flux.

Procesul decurge în funcție de reacția:

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

În cazul utilizării minereurilor oxidate, bismutul este redus cu carbon sub un strat de flux fuzibil la temperaturi de 900–1000 °C:

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

Minereurile sulfurate pot fi transformate în minereuri oxidice prin reacția:

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

În loc de carbon, se poate folosi sulfit de sodiu , care reduce oxidul de bismut la o temperatură de 800 ° C în funcție de reacție:

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

Sulfura de bismut poate fi redusă la bismut cu sodă la aproximativ 950°C sau cu hidroxid de sodiu la 500-600°C. Reacțiile acestor procese au următoarea formă:

{\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))

Obținerea bismutului din plumbul brut, care se formează în timpul prelucrării concentratelor de plumb, constă în separarea bismutului cu ajutorul magneziului sau calciului. În acest caz, bismutul se acumulează în straturile superioare sub forma compusului CaMg2Bi2 . Purificarea suplimentară din Ca și Mg are loc în timpul topirii sub un strat de alcali cu adăugarea unui agent de oxidare ( NaN03 ) . Produsul rezultat este supus electrolizei pentru a obține un nămol, care este topit în bismut brut [2] .

Metoda hidrometalurgică de producere a bismutului se caracterizează prin indicatori economici mai mari și puritatea produsului obținut în timpul prelucrării concentratelor polimetalice sărace. Metoda se bazează pe procesul de dizolvare a minereurilor care conțin bismut, a intermediarilor, a aliajelor cu acizi azotic și clorhidric și de leșiere ulterioară a soluțiilor rezultate. Leșierea se efectuează folosind acid sulfuric sau leșiere electrochimică cu soluții de clorură de sodiu. Extracția și purificarea ulterioară a bismutului se realizează prin metode de extracție [8] .

Obținerea bismutului de înaltă puritate se bazează pe metodele de rafinare hidrometalurgică, topire în zone și distilare în două etape.

Proprietăți fizice

Bismutul este un metal alb- argintiu cu o tentă roz. Sunt cunoscute opt modificări cristalografice ale bismutului, șapte dintre ele au fost obținute la presiune ridicată. În condiții normale, bismutul I este stabil - cristale ale sistemului trigonal , grup spațial R 3 m , parametrii celulei a = 0,4746 nm , α = 57,23 ° , Z = 2 . La o presiune de 2,57 GPa și o temperatură de +25 °C , rețeaua cristalină de bismut suferă o transformare polimorfă din romboedric în monoclinic cu parametrii rețelei a = 0,6674 nm , b = 0,6117 nm , c = 0,3304 nm , 3304 nm ° , grupa spațială C 2 m , Z = 4 (modificare bismut II). La presiuni de 2,72 GPa , 4,31 GPa și aproximativ 5 GPa , au loc și transformări polimorfe ale rețelei cristaline de bismut. La o presiune de 7,74 GPa , bismutul are o rețea cubică, grup spațial Im 3 m cu un parametru rețelei a = 0,3800 nm , Z = 2 (modificare bismut VI). În intervalul de presiune de 2,3–5,2 GPa și temperaturi de 500–580 °C , bismutul are o rețea tetragonală cu parametrii a = 0,657 nm , c = 0,568 nm , Z = 8 (modificare bismut VII). La o presiune de 30 GPa s-a găsit și o transformare polimorfă [2] .

Trecerea bismutului de la starea solidă la cea lichidă este însoțită de o creștere a densității de la 9,8 g/cm 3 la 10,07 g/cm 3 , care scade treptat odată cu creșterea temperaturii și la 900 °C este de 9,2 g/cm 3 . Trecerea inversă a bismutului de la starea lichidă la starea solidă este însoțită de o creștere a volumului cu 3,3%. O creștere a densității în timpul topirii se observă doar la câteva substanțe; un alt exemplu binecunoscut de substanță cu această proprietate este apa.

Rezistivitatea electrică a bismutului este de 1,2 μΩ m la +17,5 °C și crește cu temperatura. O caracteristică interesantă este că rezistivitatea scade în timpul topirii: pentru bismut solid (la 269 ° C) este de 2,67 μΩ m , iar în stare lichidă (la 272 ° C) este de doar 1,27 μΩ m .

Coeficientul de temperatură al expansiunii liniare este 13,4 10 −6 K −1 la 293 K (+20 °C).

În comparație cu alte metale, bismutul, ca și mercurul, are o conductivitate termică scăzută , egală cu 7,87 W / (m K) la 300 K.

Bismutul este un diamagnet cu o susceptibilitate magnetică de −1,34 10 −9 la 293 K , ceea ce îl face cel mai diamagnetic metal. O mostră de bismut, suspendată pe un fir, se abate în mod vizibil în lateral de la un magnet puternic ridicat. Acest fenomen se numește levitație diamagnetică [9] .

Bismutul cristalin nu trece în starea de supraconductivitate nici măcar atunci când este răcit la o temperatură de ordinul a 10 mK . Cu toate acestea, există dovezi că supraconductivitatea la presiune normală apare la o temperatură de aproximativ 0,5 mK. În acest caz, câmpul magnetic critic este de numai 5,2 μT [10] .

La temperatura camerei, bismutul este un metal fragil și are o structură cu granulație grosieră într-o fractură, dar la o temperatură de 150-250 ° C prezintă proprietăți plastice. Cristalele simple de bismut sunt, de asemenea, plastice la temperatura camerei, iar cu o aplicare lentă a forței se îndoaie ușor. În același timp, puteți simți „gradația” procesului și chiar puteți auzi o ușoară zbârcire - aceasta se datorează înfrățirii , datorită căreia stresul elastic este îndepărtat brusc.

Modulul de elasticitate : 32–34 GPa.

Modulul de forfecare : 12,4 GPa [5] .

Izotopi

Bismutul natural constă dintr-un izotop , 209 Bi, care a fost considerat anterior cel mai greu izotop stabil care există în natură. Cu toate acestea, în 2003, ipoteza teoretică făcută cu trei decenii mai devreme [12] că este alfa radioactiv a fost confirmată experimental [11] . Timpul de înjumătățire măsurat al 209 Bi este (1,9±0,2)⋅10 19 ani, ceea ce este cu multe ordine de mărime mai mare decât vârsta Universului . Astfel, toți izotopii cunoscuți ai bismutului sunt radioactivi. Bismutul natural, constând dintr-un izotop 209 Bi , este practic inofensiv radioactiv pentru oameni, deoarece într-un an într-un gram de bismut natural, în medie, doar aproximativ 100 de nuclee suferă dezintegrare alfa, transformându-se în taliu -205 stabil.

În plus față de 209 Bi, sunt cunoscuți mai mult de trei duzini (până în prezent 34) de izotopi, dintre care majoritatea au stări izomerice . Printre acestea se numără trei longevive:

207 Bi 31,55 ani;
208 Bi 3,68⋅10 5 ani;
210m Bi 3.04⋅10 6 ani .

Toate celelalte sunt radioactive și de scurtă durată: timpul lor de înjumătățire nu depășește câteva zile.

Izotopii de bismut cu numere de masă de la 184 la 208 și de la 215 la 218 au fost obținuți artificial, restul - 210 Bi, 211 Bi, 212 Bi, 213 Bi și 214 Bi - se formează în natură, intrând în lanțurile de dezintegrare radioactivă a nucleelor . de uraniu-238 , uraniu -235 și toriu-232 .

Proprietăți chimice

În compuși, bismutul prezintă stări de oxidare -3, +1, +2, +3, +4, +5. La temperatura camerei în aer uscat nu se oxidează, dar în aer umed este acoperit cu o peliculă subțire de oxid. Încălzirea la temperatura de topire duce la oxidarea bismutului, care se intensifică vizibil la 500°C. Când temperatura atinge peste 1000 °C, se arde cu formarea de oxid Bi 2 O 3 [5] :

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

Interacţiunea ozonului cu bismutul duce la formarea oxidului Bi 2 O 5 .

Dizolvă ușor fosforul. Hidrogenul din bismut solid și lichid practic nu se dizolvă, ceea ce indică o activitate scăzută a hidrogenului în raport cu bismutul. Hidruri cunoscute Bi 2 H 2 și BiH 3 - instabile deja la temperatura camerei, gaze otrăvitoare. Bismutul nu interacționează cu carbonul, azotul și siliciul [13] .

Interacţiunea bismutului cu sulful sau dioxidul de sulf este însoţită de formarea de sulfuri BiS , Bi2S3 .

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

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

Bismutul este rezistent la acizii clorhidric concentrat și sulfuric diluat, dar se dizolvă în acizi azotic și percloric, precum și în acva regia .

{\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))

Bismutul reacționează cu tetroxidul de dinazot formând nitrat de bismut :

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

Se dizolvă cu acid sulfuric concentrat pentru a forma sulfat de bismut :

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

Interacțiunea bismutului cu fluor, clor, brom și iod este însoțită de formarea diferitelor halogenuri:

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

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

Cu metale este capabil să formeze intermetalide - bismutide [2] [14] .

Bismutul este de asemenea capabil să formeze compuşi organobismut cum ar fi trimetilbismut Bi ( CH3 ) 3 şi trifenilbismut Bi ( C6H5 ) 3 .

Cost

Prețurile bismutului pe piața mondială sunt instabile, ceea ce este determinat atât de fluctuațiile cererii și ofertei, cât și de o scădere sau creștere a producției de plumb, ceea ce duce, respectiv, la o creștere sau scădere a producției de bismut, care este un valoros. material de însoțire în concentrate care conțin plumb. Din anii 1970, cel mai mic preț al bismutului a fost de 3,5 USD/kg în 1980, iar cel mai mare preț a fost de 15 USD/kg în 1989. La sfârșitul anului 1995, prețul de 99,99% era de 8,8 USD/kg [15] .

Prețurile pe kilogram de produs dintr-un depozit din Statele Unite pentru perioada ianuarie-septembrie au crescut cu 8,8 USD (de la 19,80 USD la 28,60 USD per kilogram (gratuit la bord)).

Prețurile pentru lingourile de bismut dintr-un depozit din Rotterdam din ianuarie până în septembrie 2011 au crescut cu 4,2 USD (de la 22,20 USD la 26,40 USD pe kilogram (CIF)).

În funcție de gradul de puritate al metalului, bismutul este împărțit în mai multe grade. În ordinea creșterii purității, acestea sunt clasele Vi2, Vi1, Vi00, GOST 10928-90 normalizează conținutul de impurități în aceste grade nu mai mult de 3%, 2% și respectiv 0,02% [16] . De asemenea, sunt produse clase foarte pure de bismut Vi000 [17] , Vi0000 [17] . Prețul bismutului metalic depinde în mod semnificativ de puritatea acestuia. Prețul mediu ponderat pe piața mondială la sfârșitul anului 2016 era de aproximativ 10 USD/kg [18] . Cumpărătorii gradelor înalt purificate sunt centre științifice, în special, bismutul este folosit pentru sinteza altor elemente [19] .

Aplicație

Metalurgie

Bismutul are o mare importanță pentru producerea așa-numitelor „ oțeluri automate ”, în special a celor inoxidabile, și facilitează foarte mult prelucrarea acestora prin tăiere la mașini automate (strunjire, frezare etc.) la o concentrație de bismut de numai 0,003%, la în același timp fără a crește tendința de coroziune . Bismutul este utilizat în aliaje pe bază de aluminiu (aproximativ 0,01%), acest aditiv îmbunătățește proprietățile plastice ale metalului, simplifică foarte mult prelucrarea acestuia.

Catalizatori

În producția de polimeri , trioxidul de bismut servește ca catalizator și este utilizat, în special, în producția de polimeri acrilici. În cracarea petrolului , oxidul de bismut-clorura își găsește o anumită utilizare .

Materiale termoelectrice

Bismutul este utilizat în materialele semiconductoare utilizate, în special, în dispozitivele termoelectrice. Aceste materiale includ telurura (emf termică a telururii de bismut 280 µV/K) și seleniura de bismut . S-a obtinut un material foarte eficient pe baza de bismut - cesiu - teluriu pentru productia de frigidere cu semiconductori pentru superprocesoare.

Detectoare de radiații nucleare

De o oarecare importanță pentru producția de detectoare de radiații nucleare este iodura de bismut monocristal . Germanatul de bismut (Bi 4 Ge 3 O 12 , denumirea scurtă BGO) este un material de scintilație comun utilizat în fizica nucleară , fizica energiilor înalte , tomografie computerizată , geologie . Acest material se compară favorabil cu scintilatoarele obișnuite prin faptul că este rezistent la radiații, are o stabilitate temporală excelentă și este complet non- higroscopic . Galatul de bismut Bi 2 Ga 4 O 9 este de asemenea un scintilator promițător cu o rezoluție temporală mare . Utilizarea sa este încă limitată din cauza dificultății de a crește monocristale mari .

Aliaje cu punct de topire scăzut

Aliajele de bismut cu alte substanțe fuzibile ( cadmiu , staniu , plumb , indiu , taliu , mercur , zinc și galiu ) au un punct de topire foarte scăzut (unele sunt sub punctul de fierbere al apei, iar cea mai fuzibilă compoziție cu bismut are un punct de topire). de aproximativ +41 ° C [20] ). Cele mai cunoscute sunt aliajul de lemn și aliajul de trandafir (toxic fără cadmiu ) . Aliajele cu punct de topire scăzut sunt utilizate ca:

purtători de căldură;
lipituri;
detalii despre dispozitivele automate de stingere a incendiului și alarmă de incendiu;
lubrifianți speciali care funcționează în vid și la temperaturi ridicate, când lubrifianții organici nu sunt aplicabili;
piese de supapă, a căror topire deschide secțiunea transversală pentru fluxul de lichide și gaze, cum ar fi combustibilii pentru rachete ;
siguranțe în circuite electrice de mare putere ;
garnituri de etanșare în instalații de vid ultra-înalt;
Materiale de fixare pentru oasele membrelor rupte în medicină;
lichide termometrice în termometre pentru lichide ;
materiale pentru fabricarea modelelor de investitii in turnatorie etc.

Măsurarea câmpurilor magnetice

Bismutul metalic de înaltă puritate este utilizat pentru a face înfășurări pentru măsurarea câmpurilor magnetice , deoarece rezistența electrică a bismutului depinde în mod semnificativ și aproape liniar de câmpul magnetic, ceea ce face posibilă măsurarea puterii unui câmp magnetic extern prin măsurarea rezistenței unei înfășurări. făcut din ea.

Producția de poloniu-210

Bismutul are o oarecare importanță în tehnologia nucleară în producția de poloniu-210 , un element important în industria radioizotopilor.

Surse de curent chimic

Oxidul de bismut amestecat cu grafit este utilizat ca electrod pozitiv în celulele bismut-magneziu ( EMF 1,97-2,1 V cu un consum specific de energie de 120 W h /kg, 250-290 W h/dm³).

Bismutatul de plumb este utilizat ca electrod pozitiv în celulele cu litiu.

Bismutul dintr-un aliaj cu indiu este utilizat în celulele de mercur-bismut-indiu extrem de stabile și de încredere . Astfel de elemente funcționează bine în spațiu și în acele condiții în care stabilitatea tensiunii, intensitatea energetică specifică ridicată este importantă, iar fiabilitatea joacă un rol primordial (de exemplu, aplicații militare și aerospațiale).

Trifluorura de bismut este utilizată pentru producerea bateriilor cu lantan-fluorură extrem de consumatoare de energie (teoretic până la 3000 Wh/dm³, practic atins - 1500-2300 Wh/dm³).

Prelucrarea metalelor și aliajelor durabile

Aliajele de bismut cu punct de topire scăzut (de exemplu, aliaj de lemn , aliaj de trandafiri etc.) sunt utilizate pentru fixarea pieselor de prelucrat ale pieselor din uraniu , wolfram și aliajele acestora și alte materiale care sunt greu de prelucrat prin tăiere pe mașini de tăiat metal. (strunguri, frezare, găurire etc.).

Energia nucleară

Aliajul eutectic de bismut-plumb este utilizat în reactoare nucleare răcite cu metal lichid . În special, în flota de submarine sovietice, astfel de reactoare au fost utilizate pe submarinul K-27 și pe șapte submarine Project 705 (Lira) .

Secțiunea transversală mică de captare a neutronilor termici a bismutului și capacitatea semnificativă de a dizolva uraniul, împreună cu un punct de fierbere semnificativ și o agresivitate scăzută față de materialele structurale, fac posibilă utilizarea bismutului în reactoare nucleare omogene care nu au părăsit încă stadiul de dezvoltare experimentală. .

Materiale magnetice

Mangan-bismutul intermetalic este foarte feromagnetic și este produs în cantități mari de industrie pentru a obține magneți din plastic. O caracteristică și avantaj al acestui material este capacitatea de a obține rapid și ieftin magneți permanenți (pe lângă cei neconductivi) de orice formă și dimensiune. În plus, acest material magnetic este destul de durabil și are o forță coercitivă semnificativă . Pe lângă compușii de bismut cu mangan, sunt cunoscuți și compușii duri magnetic de bismut cu indiu , crom și europiu , a căror utilizare este limitată la domenii speciale de tehnologie din cauza dificultăților de sinteză (bismut - crom ) sau a prețului ridicat. a doua componentă ( indiu , europiu ).

Pile de combustibil

Oxidul de bismut (fazele ceramice VIMEVOKS), dopat cu oxizi ai altor metale ( vanadiu , cupru , nichel , molibden etc.), are o conductivitate electrică foarte mare la temperaturi de 500–700 K și este utilizat pentru producerea de temperatură înaltă. pile de combustibil .

Supraconductivitate la temperatură înaltă

Ceramica, care include oxizi de bismut, calciu , stronțiu , bariu , cupru , ytriu etc., sunt supraconductori la temperatură înaltă . În ultimii ani, studiile acestor supraconductori au relevat faze care au vârfuri de tranziție la starea supraconductoare la 110 K.

Producția de tetrafluorohidrazină

Bismutul sub formă de așchii mici sau pulbere este folosit ca catalizator pentru producerea de tetrafluorohidrazină (din trifluorura de azot ), folosită ca oxidant de combustibil pentru rachete.

Electronică

Un aliaj cu compoziție 88% Bi și 12% Sb într-un câmp magnetic prezintă un efect anormal de magnetorezistă ; amplificatoarele și comutatoarele de mare viteză sunt fabricate din acest aliaj.

Tungstatul , stanatul de vanadat , silicatul de bismut și niobatul sunt constituenți ai materialelor feroelectrice la temperatură înaltă.

Ferita de bismut BiFeO 3 sub formă de pelicule subțiri este un material magnetoelectric promițător.

Bismutul este una dintre componentele lipiturii fără plumb, precum și lipiturile cu punct de topire scăzut utilizate pentru montarea componentelor extrem de sensibile pentru microunde.

Medicina

Dintre compușii bismutului din medicină , trioxidul său Bi 2 O 3 este cel mai utilizat . În special, este utilizat în industria farmaceutică pentru fabricarea multor medicamente pentru boli gastrointestinale [21] , precum și agenți antiseptici și de vindecare. În plus, pe baza acestuia au fost dezvoltate recent o serie de medicamente antitumorale pentru tratamentul bolilor oncologice.

Oxidul de bismut este utilizat în medicină ca agent radioopac și ca umplutură în fabricarea vaselor de sânge. În plus, compuși precum galatul de bismut , tartratul , carbonatul , subsalicilatul , subcitratul și tribromofenolatul de bismut sunt utilizați pe scară largă în medicină . Pe baza acestor compuși, au fost dezvoltate multe preparate medicale (inclusiv cele utilizate pe scară largă precum unguentul Vishnevsky ).

Ca medicamente antiulceroase sunt utilizate: dicitrat de bismut tripotasiu (subcitrat de bismut) ( cod ATX A02BX05), subnitrat de bismut (A02BX12), citrat de bismut de ranitidină (A02BA07).

Citrat de bismut (citrat de bismut (III), C 6 H 5 BiO 7 ) - este utilizat la prepararea mediilor pentru izolarea salmonelei.

Pigmenti

Vanadatul de bismut este folosit ca pigment (culoare galben strălucitor).

Cosmetice

Clorura de oxid de bismut este folosită ca agent de strălucire în producția de lac de unghii, ruj, fard de ochi etc.

Vânătoare și pescuit

Bismutul este relativ sigur pentru mediu. Acest lucru permite utilizarea împușcăturii de bismut și a plăcuțelor în locul plumbului tradițional și toxic [22] .

Rolul biologic

Conținutul de bismut din corpul uman este:

țesut muscular - 0,32 × 10 -5 %
țesut osos - mai puțin de 0,2 × 10 -4 %
sânge — ~0,016 mg/l
doza zilnică cu alimente 0,005-0,02 mg.

Conținutul din corpul unei persoane medii (greutatea corporală ~ 70 kg) este mic, dar datele exacte nu sunt disponibile. De asemenea, lipsesc date privind dozele toxice și letale [23] . Cu toate acestea, se știe că bismutul are toxicitate scăzută atunci când este administrat oral. Acest lucru pare neașteptat, deoarece metalele grele sunt de obicei foarte toxice, dar se explică prin ușurința hidrolizei compușilor solubili de bismut. În intervalul valorilor pH -ului găsite în corpul uman (cu posibila excepție a stomacului), bismutul este precipitat aproape complet sub formă de săruri bazice insolubile. Cu toate acestea, atunci când bismutul este luat împreună cu substanțe capabile să-l transforme într-o soluție (glicerină, acid lactic etc.), este posibilă otrăvire severă. La înghițirea unor cantități mari de soluții concentrate de nitrat și alte săruri de bismut, un pericol semnificativ este concentrația mare de acid liber format din cauza hidrolizei.

Tendința de hidroliză și toxicitate scăzută se datorează utilizării sărurilor bazice (subcitrat, nitrat bazic etc.) de bismut ca medicamente pentru tratamentul ulcerului gastric . Pe lângă neutralizarea acidului și protejarea pereților stomacului cu sediment coloidal, bismutul este activ împotriva bacteriei Helicobacter pylori , care joacă un rol semnificativ în dezvoltarea ulcerului gastric.

Vezi și

Lista țărilor după producția de bismut

Note

↑ 1 2 Meija J. și colab. Greutăți atomice ale elementelor 2013 (Raport tehnic IUPAC ) // Chimie pură și aplicată . - 2016. - Vol. 88 , nr. 3 . - P. 265-291 . - doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Fedorov P. I. Wismuth // Enciclopedia chimică : în 5 volume / Cap. ed. I. L. Knunyants . - M . : Enciclopedia Sovietică , 1988. - T. 1: A - Darzana. - S. 379-380. — 623 p. — 100.000 de exemplare. - ISBN 5-85270-008-8 .
↑ Tabel periodic pe site-ul IUPAC .
↑ Nicolae C; normand. Chimia arsenului, antimoniului și bismutului . - 1998. - P. 41. - ISBN 978-0-7514-0389-3 .
↑ 1 2 3 Ed. Dritsa M. E. Proprietăţile elementelor. - Metalurgie, 1985. - S. 292-302. — 672 p..
↑ Wolfson F. I., Druzhinin A. V. Principalele tipuri de zăcăminte de minereu. — M .: Nedra, 1975. — 392 p.
↑ Venetsky Serghei Iosifovich. „Călătorie de afaceri” în spațiu (bismut) // Despre rare și împrăștiate: povești despre metale. - M . : Metalurgie, 1980. - 184 p.
↑ Yukhin Yu. M., Mikhailov Yu. I. Chimia compușilor și materialelor bismutului. - SO RAN, 2001. - S. 19-21. — 360 s.
↑ Experimente asupra levitației magnetice Arhivat 15 februarie 2012 la Wayback Machine (fin.)
↑ Om Prakash, Anil Kumar, A. Thamizhavel, S. Ramakrishnan. Dovezi pentru supraconductivitate în vrac în cristalele simple de bismut pur la presiunea ambientală // Știință . - 2017. - Vol. 355 . — P. 52–55 . - doi : 10.1126/science.aaf8227 .
↑ Pierre de Marcillac, Noël Coron, Gérard Dambier, Jacques Leblanc și Jean-Pierre Moalic. Detectarea experimentală a particulelor α din dezintegrarea radioactivă a bismutului natural (engleză) // Nature : journal. - 2003. - Aprilie ( vol. 422 , nr. 6934 ). - P. 876-878 . - doi : 10.1038/nature01541 . — Cod . — PMID 12712201 .
↑ HG Carvalho, M. Penna. Alfa-activitate de 209 Bi (nedefinită) // Lettere al Nuovo Cimento. - 1972. - V. 3 , Nr. 18 . - S. 720 . - doi : 10.1007/BF02824346 .
↑ Slavinsky M.P. Proprietățile fizice și chimice ale elementelor. - Editura științifică și tehnică de stat de literatură despre metalurgia feroasă și neferoasă, 1952. - S. 426-432. — 764 p.
↑ Lidin R.A. și alte proprietăți chimice ale substanțelor anorganice: Proc. indemnizație pentru universități. - Ed. a 3-a, Rev. - M . : Chimie, 2000. - 480 p. — ISBN 5-7245-1163-0 .
↑ Denisov V. M., Belousova N. V., Moiseev G. K. și colab. Materiale care conțin bismut: structură și proprietăți fizico-chimice / Filiala Ural a Academiei Ruse de Științe. - Ekaterinburg, 2000. - 527 p.
↑ GOST 10928
↑ 1 2 GOST 16274.0-77, TU 48-6-114
↑ Bismut. Prețul pe piața mondială. . Consultat la 7 aprilie 2017. Arhivat din original pe 8 aprilie 2017. (nedefinit)
↑ Elemente transuranice. . Preluat la 15 martie 2017. Arhivat din original la 16 martie 2017. (nedefinit)
↑ IndAlloy 15, format din Bi (42,9%), Cd (5,10%), In (18,3%), Pb (21,7%), Hg (4,00%), Sn (8,00%). Matweb LLC. Date despre proprietatea materialului .
↑ Motorkina R.K.; Novitskaya N. Ya. (ferme.), Shvaykova M. D. (curte.). Bismut // Marea Enciclopedie Medicală : în 30 de volume / cap. ed. B.V. Petrovsky . - Ed. a 3-a. - M .: Enciclopedia Sovietică , 1977. - T. 4: Valin - Gambia. - S. 248-249. — 576 p. : bolnav.
↑ http://www.nordis.fi/patruunat/vihtavuori-haulikon-patruunat/ Arhivat pe 5 iunie 2011 la gama Wayback Machine de cartușe de împușcare de bismut
↑ Emsley J. Elements. — M.: Mir, 1993. — 256 p.

Literatură

Chirkin VS Proprietățile termofizice ale materialelor. - Editura de stat de literatură fizică și matematică , 1959. - S. 187-192. — 356 p.

Link -uri

Dicționare și enciclopedii

mare danez
Mare catalană
Mare catalană
Mare norvegian
Rusă mare
Brockhaus și Efron
Micul Brockhaus și Efron
Brockhaus
Treccani
Universalis

În cataloagele bibliografice
BNE : XX544135 BNF : 12150872q GND : 4145722-5 J9U : 987007282559205171 LCCN : sh85014436 NDL : 00560691 NKC : ph118931

Compuși de bismut

Arsenat de bismut (BiAsO4 )
Acetat de bismut ( Bi ( C2H3OO ) 3 )
Bromură de bismut (I) (BiBr)
Bromură de bismut(II) ( BiBr2 )
Bromură de bismut (III) ( BiBr3 )
Bismutat de sodiu (NaBiO3 )
Bismutură de dipraseodim (Pr 2 Bi)
Bismutură de praseodim (PrBi)
Bismutură de magneziu (Mg 3 Bi 2 )
Bismutură de sodiu (NaBi)
Bismutură de nichel (NiBi)
Bismutură de paladiu (PdBi)
Bismutură de platină (PtBi)
Bismutură de plutoniu (PuBi)
Bismutură de rodiu (RhBi)
Bismutură de tripotasiu (K 3 Bi)
Bismutură de tripaladiu (Pd 3 Bi)
Bismutin (BiH 3 )
Bicromat de bismutil ( ( BiO ) 2Cr2O7 )
Hidroxid de bismut (Bi(OH) 3 )
Iodat de bismut(III) (Bi( IO3 ) 3 )
Iodură de bismut (II) (BiI 2 )
Iodură de bismut (III) (BiI 3 )
Carbonat de bismutil ( (BiO ) 2CO3 )
Molibdat de bismut (Bi 2 (MoO 4 ) 3 )
Metahidroxid de bismut (BiO(OH))
Azotat de bismut (Bi(NO 3 ) 3 )
Nitrat de bismutil (BiONO 3 )
Oxalat de bismut (Bi 2 (C 2 O 4 ) 3 )
Oxid de bismut (II) (BiO)
Oxid de bismut (III) (Bi 2 O 3 )
Oxid de bismut(IV) ( BiO2 )
Oxid de bismut (V) (Bi 2 O 5 )
Oxid-bromură de bismut (BiOBr)
Oxid-iodură de bismut (BiOI)
Oxid-fluorura de bismut (BiOF)
Clorura de oxid de bismut (BiOCl)
Perclorat de bismutil ( BiOClO4 )
Selenura de bismut (II) (BiSe)
Selenura de bismut (III) (Bi 2 Se 3 )
Sulfat de bismut ( Bi2 ( SO4 ) 3 )
sulfură de bismut (II) (BiS)
Sulfura de bismut( III ) ( Bi2S3 )
Iodură de sulfură de bismut (BiSI)
Clorura de sulfură de bismut (BiSCl)
Tartrat de bismut (Bi 2 (C 4 H 4 O 6 ) 3 )
Telurat de bismut (Bi 2 TeO 6 )
Telurura de bismut(III) (Bi 2 Te 3 )
Tetroxid de bismut (Bi 2 O 4 )
Tioacetat de bismut ( Bi ( C2H3OS ) 3 )
Tiocianat de bismut (Bi(SCN) 3 )
Trimetilbismut (Bi( CH3 ) 3 )
Trifenilbismut ( Bi ( C6H5 ) 3 )
Trietilbismut ( Bi ( C2H5 ) 3 )
Tribromofenolat de bismut ( Bi ( OC6H3Br3 ) 3 )
Fosfat de bismut(III) ( BiPO4 )
Fluorura de bismut(III) ( BiF3 )
Fluorura de bismut(V) ( BiF5 )
Clorura de bismut (I) (BiCl)
Clorura de bismut(II) ( BiCl2 )
Clorura de bismut(III) ( BiCl3 )
Clorura de bismut(IV) ( BiCl4 )
Citrat de bismut ( BiC6H5O7 ) _ _

Sistem periodic de elemente chimice a lui D. I. Mendeleev

unu

opt

unu

În

P.m

A.m

Metale alcaline	metale alcalino-pământoase	Lantanide	Actinide	metale de tranziție
metale ușoare	Semimetale	nemetale	Halogeni	gaze nobile

Seria de activitate electrochimică a metalelor
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