Бисмут (Bi) — свойства, изотопи и приложения на елемент 83

Физични свойства

Бисмутът е сребрист метал с розов оттенък. Този розов цвят се дължи на оксидното му покритие. Бисмутът е метал след прехода. Той е един от най-силните диамагнитни метали. Той е почти толкова тежък, колкото и оловото. Температурата му на топене е доста ниска - 271,5 °C (520,7 °F), което е нормално за постпреходните метали. Той е доста крехък. Може да образува кристали с лъскава повърхност. Като течност е по-тежък, отколкото като твърдо вещество. Друг химикал, който прави това, е водата. Тя не провежда много добре електричество или топлина.

Химични свойства

Бисмутът е донякъде подобен на антимона. Във въздуха бисмутът образува тънко покритие от бисмутов(III) оксид. Това създава цветовете на кристалите. Той не се окислява повече от оксидния слой. При прахообразна обработка той гори с яркосин пламък, като се образуват жълти изпарения от бисмутов(III) оксид. Бисмутът реагира и със сяра, когато е разтопен. Бисмутът реагира с азотна киселина, за да се получи бисмутов(III) нитрат, и с концентрирана сярна киселина, за да се получи бисмутов(III) сулфат и серен диоксид. Той реагира с халогени, като образува халогениди на бисмут(III). С флуор той образува бисмут(V) флуорид, освен ако флуорът не е разреден.

Химични съединения

Бисмутът образува химични съединения в две основни състояния на окисление: +3 и +5. +3 е по-често срещано. Съединенията +3 са слаби окислители и обикновено са светложълти. Съединенията +5 са силни окислители. Бисмутатите са най-разпространените съединения от +5. Бисмутовият(V) флуорид е друго съединение от група +5. Бисмутовият(V) оксид е нестабилно червено твърдо вещество. Бисмутовият сулфид е често срещана руда на бисмута. Бисмутинът, бисмутов хидрид, е много нестабилен и може да се получи само при много ниски температури. От бисмута се образуват много оксидни съединения като бисмутов оксихлорид. Тези съединения се получават, когато бисмутовите халогениди се разтварят във вода.

Триоксиди

+3 съединения са слаби окислители, с изключение на бисмутина. Обикновено те са бледожълти.

• Бисмутин, нестабилен газ
• Бисмутов(III) бромид, бледожълто твърдо вещество
• Бисмутов(III) хлорид, бледожълто твърдо вещество
• Бисмутов(III) флуорид, сиво-бяло твърдо вещество
• Бисмутов(III) йодид, тъмносиво твърдо вещество
• Бисмутов(III) оксид, бледожълто твърдо вещество
• Бисмутов(III) оксихлорид, белезникаво твърдо вещество
• Бисмутов(III) сулфид, кафяво твърдо вещество

Пентоксиди

Оксидите на бисмут(V) (+5 съединения) са много силни окислители. Химичната му формула е Bi O₂₅ . Той е аленочервено твърдо вещество. Лесно се разгражда до бисмутов(III) оксид и кислород. Получава се чрез електролиза на бисмутов(III) оксид в гореща концентрирана алкална среда като натриев хидроксид.

• Бисмутов(V) флуорид, безцветно твърдо вещество
• Бисмутов(V) оксид, нестабилно червено твърдо вещество
• Бисмутатът, йонът
• Натриев бисмутат, светлокафяво твърдо вещество, неразтворимо във вода

Бисмутът е бил известен още в древността. Той обаче е бил бъркан с калай и олово. Никой не е признат за откривател на бисмута. През 1500 г. хората започват да осъзнават, че бисмутът е различен от оловото и калая.

Бисмутът не е много разпространен в Земята. Той е само около два пъти по-разпространен от златото. Две често срещани руди са бисмит, минерал от типа на бисмутовия оксид, и бисмутинит, бисмутов сулфид. Понякога бисмутът се среща и като метал.

Бисмутът и неговите минерали са твърде редки, за да бъдат добивани. Те се добиват чрез "вторичен добив". Обикновено се среща в оловния метал. Оловният метал се пречиства чрез електролиза, като бисмутът остава като утайка на дъното на контейнера. Медта се изважда от утайката, а бисмутът се пречиства, като се редуцира в пещ и всички примеси се филтрират.

Китай произвежда най-много бисмут. Перу, Мексико и Япония също произвеждат бисмут.

Бисмутът също може да се рециклира. Това е трудно на много места, защото бисмутът се използва за неща като куршуми, спойки и лекарства за стомаха, които се разпръскват навсякъде и не могат лесно да бъдат получени отново.

Като елемент

Бисмутът се използва в сплави с много ниски температури на топене. Някои от тях се топят в гореща вода. Намират се и в спойките, в които няма олово. От него могат да се правят сплави с други метали, за да станат те по-пластични. Използва се и в куршумите, за да замени оловото. На някои места оловните куршуми са забранени, тъй като птиците се хранят с тях и получават оловно отравяне. Използва се и в сплави за водопроводни инсталации. Използва се в рибарските потапяния.

Като химични съединения

Бисмутът се използва в някои лекарства, като например Pepto-Bismol. Това лекарство съдържа бисмут субсалицилат. То се използва и като вътрешен дезодорант и за лечение на очни инфекции и пептични язви.

Бисмутовият оксихлорид се използва в козметиката. Бисмутовият телурид се използва в електронните термометри. Друго съединение се използва в свръхпроводниците и се превръща в свръхпроводник при висока температура. Може да се използва като пигмент и във фойерверки, за да издава пукащи звуци. Използва се в ядреното гориво на ядрения реактор.

Бисмутът е много по-малко токсичен от другите тежки метали. Ето защо той замества оловото в много неща. Той не се натрупва в организма, както другите тежки метали. Много голямо количество бисмут обаче може да отрови бъбреците и черния дроб. Тъй като неговият оксид не се разтваря във вода, той се счита за безопасен за околната среда.

1. ↑"Стандартни атомни тегла: Бисмут". CIAAW. 2005.
2. ↑ Cucka, P.; Barrett, C. S. (1962). "Кристална структура на Bi и на твърди разтвори на Pb, Sn, Sb и Te в Bi". Acta Crystallographica. 15 (9): 865. doi:10.1107/S0365110X62002297.
3. ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Наръчник по химия и физика. Бока Ратон, Флорида: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.