Wismut ist ein chemisches Element. Es ist das Element 83 im Periodensystem und sein Symbol ist Bi. Seine Atommasse beträgt 209. Es ist nur schwach radioaktiv. Die Radioaktivität ist minimal, so dass es in der Regel als nichtradioaktiv gilt. Wismut kommt in der Natur nur in einem Isotop vor, das fast nicht radioaktiv ist. Seine Radioaktivität wurde von Wissenschaftlern vorhergesagt und durch Analyse des Metalls nachgewiesen. Es gehört zur Gruppe 15 des Periodensystems.
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Wismut ist ein silbernes Metall mit einem rosa Schimmer. Diese rosa Farbe ist auf die Oxidschicht zurückzuführen. Bismut ist ein Post-Übergangsmetall. Es ist eines der stärksten diamagnetischen Metalle. Es ist fast so schwer wie Blei. Sein Schmelzpunkt liegt bei recht niedrigen 271,5 °C (520,7 °F), was für Post-Übergangsmetalle normal ist. Es ist recht spröde. Es kann Kristalle mit einer glänzenden Oberfläche bilden. In flüssiger Form ist es schwerer als in fester Form. Eine andere Chemikalie, die dies tut, ist Wasser. Es leitet Elektrizität und Wärme nicht sehr gut.
Chemische Eigenschaften
Bismut ist dem Antimon etwas ähnlich. Bismut bildet an der Luft eine dünne Schicht aus Bismut(III)-oxid. Dadurch entstehen die Farben auf den Kristallen. Es oxidiert nicht mehr als die Oxidschicht. Als Pulver verbrennt es mit einer hellblauen Flamme, wobei gelbe Wismut(III)-oxiddämpfe entstehen. Bismut reagiert auch mit Schwefel, wenn es geschmolzen wird. Bismut reagiert mit Salpetersäure zu Bismut(III)-nitrat und mit konzentrierter Schwefelsäure zu Bismut(III)-sulfat und Schwefeldioxid. Mit den Halogenen reagiert es zu Bismut(III)-Halogeniden. Mit Fluor bildet es Bismut(V)-fluorid, es sei denn, das Fluor wird verdünnt.
Chemische Verbindungen
Bismut bildet chemische Verbindungen in zwei Hauptoxidationsstufen: +3 und +5. +3 ist am häufigsten. +3-Verbindungen sind schwache Oxidationsmittel und sind normalerweise hellgelb. +5-Verbindungen sind starke Oxidationsmittel. Bismutate sind die häufigsten +5-Verbindungen. Bismut(V)-fluorid ist eine weitere +5-Verbindung. Bismut(V)-oxid ist ein instabiler roter Feststoff. Bismutsulfid ist ein häufiges Bismuterz. Bismutin, ein Bismuthydrid, ist sehr instabil und kann nur bei sehr kalten Temperaturen hergestellt werden. Bismut bildet viele Sauerstoffverbindungen wie Bismut-Oxychlorid. Diese Verbindungen entstehen, wenn sich Wismuthalogenide in Wasser auflösen.
Trioxide
+3 Verbindungen sind schwache Oxidationsmittel, mit Ausnahme von Wismut. Sie sind normalerweise blassgelb.
- Bismut, instabiles Gas
- Bismut(III)-bromid, blassgelber Feststoff
- Bismut(III)-chlorid, blassgelber Feststoff
- Bismut(III)-fluorid, grauweißer Feststoff
- Bismut(III)-jodid, dunkelgrauer Feststoff
- Bismut(III)-oxid, blassgelber Feststoff
- Bismut(III)-oxychlorid, weißlicher Feststoff
- Bismut(III)-sulfid, brauner Feststoff
Pentoxide
Bismut(V)-oxide (+5-Verbindungen) sind sehr starke Oxidationsmittel. Seine chemische Formel lautet Bi2O5. Es ist ein scharlachroter Feststoff. Es zersetzt sich leicht in Bismut(III)-oxid und Sauerstoff. Es wird durch Elektrolyse von Bismut(III)-oxid in einer heißen konzentrierten Lauge wie Natriumhydroxid hergestellt.
- Bismut(V)fluorid, farbloser Feststoff
- Bismut(V)oxid, instabiler roter Feststoff
- Bismutat, das Ion
- Natriumbismutat, hellbrauner Feststoff, unlöslich in Wasser
-
Bismut(III)-oxid
-
Bismut(III)-sulfid
-
Bismut(III) Nitrat
-
Bismut(III)chlorid
-
Natriumbismutat
Geschichte
Bismut war schon im Altertum bekannt. Es wurde jedoch mit Zinn und Blei verwechselt. Niemandem wird die Entdeckung des Bismuts zugeschrieben. In den 1500er Jahren begannen die Menschen zu erkennen, dass Wismut anders ist als Zinn oder Blei.
Vorkommen
-
Bismit
-
Wismut als Mineral
-
Bismuthinit
Bismut ist auf der Erde nicht sehr häufig. Es ist nur etwa doppelt so häufig wie Gold. Bismit, ein Bismutoxid-Mineral, und Bismuthinit, ein Bismutsulfid, sind zwei häufige Erze. Bismut wird manchmal auch als Metall gefunden.
Gewinnung
Bismut und seine Mineralien sind zu selten, um abgebaut zu werden. Sie werden durch „sekundäre Extraktion“ gewonnen. Normalerweise ist es in Bleimetall enthalten. Das Bleimetall wird durch Elektrolyse gereinigt, wobei das Bismut als Schlamm auf dem Boden des Behälters zurückbleibt. Das Kupfer wird aus dem Schlamm entfernt, und das Wismut wird gereinigt, indem es in einem Ofen reduziert wird und alle Verunreinigungen herausgefiltert werden.
China stellt das meiste Wismut her. Peru, Mexiko und Japan stellen ebenfalls Wismut her.
Wismut kann auch recycelt werden. Das ist vielerorts schwierig, weil Wismut für Dinge wie Kugeln, Lötzinn und Magenmittel verwendet wird, die überall verstreut werden und nicht leicht wieder zu beschaffen sind.
Verwendungen
Als Element
Wismut wird in Legierungen mit sehr niedrigem Schmelzpunkt verwendet. Einige von ihnen schmelzen in heißem Wasser. Man findet es auch in bleifreiem Lot. Es kann mit anderen Metallen legiert werden, um sie verformbarer zu machen. Es wird auch in Kugeln verwendet, um Blei zu ersetzen. Mancherorts sind Bleigeschosse verboten, weil Vögel sie fressen und eine Bleivergiftung bekommen. Es wird auch in Legierungen für Sanitäranlagen verwendet. Es wird in Angelplatinen verwendet.
Als chemische Verbindungen
Bismut wird in einigen Medikamenten wie Pepto-Bismol verwendet. Dieses Medikament enthält Bismutsubsalicylat. Es wird auch als inneres Deodorant und zur Behandlung von Augeninfektionen und Magengeschwüren verwendet.
Bismut-Oxychlorid wird in Kosmetika verwendet. Bismuttellurid wird in elektronischen Thermometern verwendet. Eine andere Verbindung wird in Supraleitern verwendet und wird bei hoher Temperatur zum Supraleiter. Es kann als Pigment und in Feuerwerkskörpern verwendet werden, um knisternde Geräusche zu erzeugen. Es wird im Kernbrennstoff eines Kernreaktors verwendet.
Sicherheit
Bismut ist viel weniger giftig als andere Schwermetalle. Deshalb wird es in vielen Dingen anstelle von Blei verwendet. Es reichert sich im Körper nicht an wie andere Schwermetalle. Eine sehr große Menge Bismut kann jedoch Nieren und Leber vergiften. Da sich sein Oxid nicht in Wasser auflöst, gilt es als sicher für die Umwelt.
|
Periodensystem |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||||||||||||
| Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||||||
| Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Fl | Uup | Lv | Uus | Uuo | ||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bilder für Kinder
-
Alchemisches Symbol, verwendet von Torbern Bergman (1775)
-
Links: Ein Wismutkristall mit stufenförmiger Kristallstruktur und schillernden Farben, die durch Interferenz von Licht in der Oxidschicht auf seiner Oberfläche entstehen. Rechts: ein 1 cm3 großer Würfel aus nicht oxidiertem Wismutmetall
-
Druck-Temperatur-Phasendiagramm von Wismut. TC bezieht sich auf die supraleitende Übergangstemperatur
-
Bismut-Oxychlorid (BiOCl) Struktur (Mineral Bismoklit). Bismut-Atome sind grau, Sauerstoff rot, Chlor grün dargestellt.
-
Weltweite Minenproduktion und Jahresdurchschnittspreise für Bismut (New York, nicht inflationsbereinigt).
-
Stich aus dem 18. Jahrhundert über die Wismutverarbeitung. In dieser Zeit wurde Wismut zur Behandlung einiger Verdauungsbeschwerden verwendet.
-
Bismuth vanadate, a yellow pigment