Bismuth

Bismuth er et kemisk grundstof. Det er grundstof 83 i det periodiske system, og dets symbol er Bi. Dets atommasse er 209. Det er kun svagt radioaktivt. Radioaktiviteten er minimal, så det betragtes typisk som ikke-radioaktivt. Bismuth findes naturligt kun som én isotop, som er den næsten ikke-radioaktive isotop. Dens radioaktivitet blev forudsagt af forskere og bevist ved at analysere metallet. Det er i gruppe 15 i det periodiske system.

Egenskaber

Fysiske egenskaber

Bismutkrystaller kan have et tyndt lag bismuth(III)oxid på ydersiden, som er meget farverigt.

Bismut er et sølvmetal med et lyserødt skær. Denne lyserøde farve skyldes dets oxydlag. Bismuth er et post-overgangsmetal. Det er et af de stærkeste diamagnetiske metaller. Det er næsten lige så tungt som bly. Dets smeltepunkt er ret lavt 271,5 °C (520,7 °F), hvilket er normalt for efterovergangsmetaller. Det er ret skørt. Det kan danne krystaller med en skinnende overflade. Som væske er det tungere end som fast stof. Et andet kemikalie, der gør dette, er vand. Det leder ikke elektricitet eller varme særlig godt.

Kemiske egenskaber

Bismuth minder noget om antimon. Bismuth danner et tyndt lag af bismuth(III)oxid, når det befinder sig i luft. Dette giver farverne på krystallerne. Det oxiderer ikke mere end oxydlaget. Det brænder, når det pulveriseres med en klar blå flamme og danner gule bismuth(III)oxiddampe. Bismut reagerer også med svovl, når det er smeltet. Bismut reagerer med salpetersyre til bismuth(III)nitrat og med koncentreret svovlsyre til bismuth(III)sulfat og svovldioxid. Det reagerer med halogenerne og danner bismuth(III)-halogenider. Med fluor danner det bismuth(V)-fluorid, medmindre fluor dog fortyndes.

Kemiske forbindelser

Bismuth danner kemiske forbindelser i to hovedoxidationstilstande: +3 og +5. +3 er mere almindelig. +3-forbindelser er svage oxidationsmidler og er normalt lysegule. +5-forbindelser er stærke oxidationsmidler. Bismutater er de mest almindelige +5-forbindelser. Bismuth(V)-fluorid er en anden +5-forbindelse. Bismut(V)oxid er et ustabilt rødt fast stof. Bismutsulfid er en almindelig malm af bismuth. Bismutin, et bismuthhydrid, er meget ustabilt og kan kun fremstilles ved meget kolde temperaturer. Bismuth danner mange oxyforbindelser som f.eks. bismuthoxychlorid. Disse forbindelser dannes, når bismuthhalogenider opløses i vand.

Trioxider

+3 forbindelser er svage oxidationsmidler, bortset fra bismuthin. De er normalt bleggule.

• Bismuthin, ustabil gas
• Bismuth(III)-bromid, lysegult fast stof
• Bismuth(III)-chlorid, lysegult fast stof
• Bismuth(III)-fluorid, gråhvidt fast stof
• Bismuth(III)-jodid, mørkegråt fast stof
• Bismuth(III)oxid, lysegult fast stof
• Bismuth(III)oxychlorid, hvidligt fast stof
• Bismuth(III)sulfid, brunt fast stof

Pentoxider

Bismuth(V)-oxider (+5-forbindelser) er meget stærke oxidationsmidler. Dens kemiske formel er Bi2O5. Det er et skarlagenrødt fast stof. Det nedbrydes let til bismuth(III)oxid og ilt. Det fremstilles ved elektrolyse af bismuth(III)oxid i en varm koncentreret alkali som f.eks. natriumhydroxid.

• Bismuth(V)-fluorid, farveløst fast stof
• Bismuth(V)-oxid, ustabilt rødt fast stof
• Bismuthat, ionen
• Natriumbismutat, lysebrunt fast stof, uopløselig i vand

• 

  Bismuth(III)oxid

• 

  Bismuth(III)sulfid

• 

  Bismuth(III) nitrat

• 

  Bismuth(III)chlorid

• 

  Natriumbismutat

Historie

Bismut har været kendt siden oldtiden. Det blev dog forvekslet med tin og bly. Ingen er krediteret for at have opdaget bismuth. I 1500-tallet begyndte folk at indse, at bismuth var anderledes end tin og bly.

Forekomst

• 

  Bismit

• 

  Bismut som mineral

• 

  Bismuthinit

Bismuth er ikke særlig almindelig i jorden. Det er kun ca. dobbelt så almindeligt som guld. Bismit, et bismuthoxidmineral, og bismuthinit, et bismuthsulfid, er to almindelige malme. Bismut findes undertiden også som metal.

Præparering

Bismut og dets mineraler er for sjældne til at blive udvundet. De fås ved “sekundær udvinding”. Det findes normalt i blymetal. Blymetallet renses ved elektrolyse, hvorved bismuth bliver tilbage som slam på bunden af beholderen. Kobberet tages ud af slammet, og bismut renses ved at blive reduceret i en ovn, og alle urenheder filtreres fra.

China fremstiller mest bismuth. Peru, Mexico og Japan fremstiller også bismuth.

Bismuth kan også genanvendes. Det er svært mange steder, fordi bismuth bruges til ting som kugler, lodde og mavepiller, der bliver spredt over det hele og ikke let kan skaffes igen.

Anvendelser

Som grundstof

Bismuth bruges i legeringer med meget lavt smeltepunkt. Nogle af dem smelter i varmt vand. De findes også i lodde, der ikke indeholder bly. Det kan lave legeringer med andre metaller for at gøre dem mere formbare. Det bruges også i kugler til at erstatte bly. Nogle steder er blykugler forbudt, da fugle spiser dem og får blyforgiftning. Det bruges også i legeringer til VVS-installationer. Det bruges i synkeplader til fiskeri.

Som kemiske forbindelser

Bismuth bruges i nogle lægemidler, f.eks. i Pepto-Bismol. Denne medicin indeholder bismuth subsalicylat. Det bruges også som et indvendigt deodorant og til behandling af øjeninfektioner og mavesår.

Bismuthoxychlorid bruges i kosmetik. Bismuth tellurid anvendes i elektroniske termometre. En anden forbindelse anvendes i superledere og bliver en superleder ved høj temperatur. Det kan bruges som pigment og i fyrværkeri til at skabe knitrende lyde. Det bruges i atombrændstof i en atomreaktor.

Sikkerhed

Bismut er langt mindre giftigt end andre tungmetaller. Det er derfor, at det erstatter bly i mange ting. Det ophober sig ikke i kroppen, som andre tungmetaller gør. En meget stor mængde bismuth kan dog forgifte nyrerne og leveren. Fordi dets oxid ikke opløses i vand, anses det for at være sikkert for miljøet.

Billeder til børn

• 

  Alkymisk symbol brugt af Torbern Bergman (1775)

• 

  Venstre: En bismuthkrystal, der viser den trinvise krystalstruktur og iriserende farver, som fremkommer ved interferens af lys i oxydfilmen på overfladen. Til højre: En 1 cm3 terning af uoxideret bismuthmetal

• 

  Tryk-temperatur-fasediagram for bismuth. TC henviser til den superledende overgangstemperatur

• 

  Bismuth oxychlorid (BiOCl) struktur (mineral bismoclit). Bismutatomer er vist som grå, ilt rødt, klor grønt.

• 

  Verdensmineproduktion og årlige gennemsnit af bismuthprisen (New York, ikke justeret for inflation).

• 

  Stik fra det 18. århundrede af bismuthforarbejdning. I denne periode blev bismuth brugt til at behandle nogle fordøjelsesproblemer.

• 

  Bismuth vanadate, a yellow pigment