Vismutti on kemiallinen alkuaine. Se on jaksollisessa järjestelmässä alkuaine 83 ja sen symboli on Bi. Sen atomimassa on 209. Se on vain vähän radioaktiivinen. Radioaktiivisuus on vähäistä, joten sitä pidetään yleensä ei-radioaktiivisena. Vismuttia esiintyy luonnossa vain yhtenä isotooppina, joka on lähes ei-radioaktiivinen. Tutkijat ennustivat sen radioaktiivisuuden ja todistivat sen analysoimalla metallia. Se on jaksollisen järjestelmän ryhmässä 15.
Ominaisuudet
Fysikaaliset ominaisuudet
Vismutti on hopeinen metalli, jolla on vaaleanpunainen sävy. Tämä vaaleanpunainen väri johtuu sen oksidipinnoitteesta. Vismutti on siirtymän jälkeinen metalli. Se on yksi vahvimmista diamagneettisista metalleista. Se on lähes yhtä raskas kuin lyijy. Sen sulamispiste on melko alhainen 271,5 °C (520,7 °F), mikä on normaalia siirtymävaiheen jälkeisille metalleille. Se on melko hauras. Se voi muodostaa kiteitä, joiden pinta on kiiltävä. Nesteenä se on raskaampaa kuin kiinteänä. Toinen kemikaali, joka tekee näin, on vesi. Se ei johda sähköä eikä lämpöä kovin hyvin.
Kemialliset ominaisuudet
Vismutti muistuttaa jonkin verran antimonia. Vismutti muodostaa ilmassa ollessaan ohuen kerroksen vismutti(III)oksidia. Tämä tekee värit kiteisiin. Se ei hapetu enempää kuin oksidikerros. Se palaa jauheena kirkkaan sinisellä liekillä, jolloin syntyy keltaista vismutti(III)oksidihöyryä. Vismutti reagoi rikin kanssa myös sulana. Vismutti reagoi typpihapon kanssa vismutti(III)nitraatiksi ja väkevän rikkihapon kanssa vismutti(III)sulfaatiksi ja rikkidioksidiksi. Se reagoi halogeenien kanssa muodostaen vismutti(III)halogenideja. Fluorin kanssa se muodostaa vismutti(V)-fluoridia, ellei fluoria kuitenkaan laimenneta.
Kemialliset yhdisteet
Vismutti muodostaa kemiallisia yhdisteitä kahdessa päähapetusasteessa: +3 ja +5. +3 on yleisempi. +3-yhdisteet ovat heikkoja hapettimia ja ovat yleensä vaaleankeltaisia. +5-yhdisteet ovat voimakkaita hapettimia. Vismutaatit ovat yleisimpiä +5-yhdisteitä. Vismutti(V)fluoridi on toinen +5-yhdiste. Vismutti(V)-oksidi on epästabiili punainen kiinteä aine. Vismuttisulfidi on yleinen vismutin malmi. Vismutiini, vismuttihydridi, on hyvin epävakaa ja sitä voidaan valmistaa vain hyvin kylmissä lämpötiloissa. Vismutista muodostuu monia happiyhdisteitä, kuten vismuttioksikloridia. Näitä yhdisteitä syntyy, kun vismuttihalogenidit liukenevat veteen.
Trioksidit
+3 yhdisteet ovat vismutiinia lukuun ottamatta heikkoja hapettimia. Ne ovat tavallisesti vaaleankeltaisia.
- Vismutiini, epästabiili kaasu
- Vismutti(III)bromidi, vaaleankeltainen kiinteä aine
- Vismutti(III)kloridi, vaaleankeltainen kiinteä aine
- Vismutti(III)fluoridi, harmaanvalkoinen kiinteä aine
- Vismutti(III)jodidi, tummanharmaa kiinteä aine
- Vismutti(III)-oksidi, vaaleankeltainen kiinteä aine
- Vismutti(III)-oksikloridi, valkeahko kiinteä aine
- Vismutti(III)-sulfidi, ruskea kiinteä aine
Pentoksidit
Vismutti(V)-oksidit (+5-yhdisteet) ovat erittäin voimakkaita hapettimia. Sen kemiallinen kaava on Bi2O5. Se on tulipunainen kiinteä aine. Se hajoaa helposti vismutti(III)oksidiksi ja hapeksi. Sitä valmistetaan elektrolyysillä vismutti(III)oksidista kuumassa väkevässä emäksessä, kuten natriumhydroksidissa.
- Vismutti(V)fluoridi, väritön kiinteä aine
- Vismutti(V)oksidi, epästabiili punainen kiinteä aine
- Vismutaatti, ioni
- Natriumvismutaatti, vaaleanruskea kiinteä aine, veteen liukenematon
-
Vismut(III)-oksidi
-
Bismut(III)sulfidi
-
Bismut(III) nitraatti
-
Bismut(III)kloridi
-
Natriumbismutaatti
Historia
Bismutti tunnettiin jo antiikin ajoista lähtien. Sitä tosin sekoitettiin tinan ja lyijyn kanssa. Ketään ei ole mainittu vismutin löytäjäksi. 1500-luvulla ihmiset alkoivat tajuta, että vismutti oli eri asia kuin tina tai lyijy.
Esiintyminen
-
Bismutti
-
Bismutti. mineraalina -
Bismutiitti
Bismutti ei ole kovin yleinen maapallolla. Se on vain noin kaksi kertaa niin yleinen kuin kulta. Bismutiitti, vismuttioksidimineraali, ja vismuttisulfiitti, vismuttisulfidi, ovat kaksi yleistä malmia. Vismuttia esiintyy joskus myös metallina.
Preparation
Vismutti ja sen mineraalit ovat liian harvinaisia louhittaviksi. Niitä saadaan ”sekundäärisellä louhinnalla”. Sitä esiintyy yleensä lyijymetallissa. Lyijymetalli puhdistetaan elektrolyysillä, jolloin vismutti jää lietteenä astian pohjalle. Kupari otetaan pois lietteestä ja vismutti puhdistetaan pelkistämällä se uunissa ja kaikki epäpuhtaudet suodatetaan pois.
Kiina tekee eniten vismuttia. Myös Peru, Meksiko ja Japani valmistavat vismuttia.
Vismuttia voidaan myös kierrättää. Tämä on monin paikoin vaikeaa, koska vismutista valmistetaan esimerkiksi luoteja, juotoksia ja vatsalääkkeitä, jotka leviävät kaikkialle, eikä niitä saa helposti uudelleen.
Käyttökohteet
Alkuaineena
Vismuttia käytetään seoksissa, joiden sulamispiste on hyvin alhainen. Osa niistä sulaa kuumassa vedessä. Niitä on myös juotteissa, joissa ei ole lyijyä. Sillä voidaan tehdä seoksia muiden metallien kanssa, jotta ne olisivat muokattavampia. Sitä käytetään myös luodeissa korvaamaan lyijyä. Joissakin paikoissa lyijyluotien käyttö on kielletty, koska linnut syövät niitä ja saavat lyijymyrkytyksen. Lyijyä käytetään myös putkistoissa käytettävissä seoksissa. Sitä käytetään kalastuksen uppoputkissa.
Kemiallisina yhdisteinä
Vismuttia käytetään joissakin lääkkeissä, kuten Pepto-Bismolissa. Tämä lääke sisältää vismutsubsalisylaattia. Sitä käytetään myös sisäisenä deodoranttina sekä silmätulehdusten ja mahahaavojen hoitoon.
Vismuttioksikloridia käytetään kosmetiikassa. Vismuttitelluridia käytetään elektronisissa lämpömittareissa. Toista yhdistettä käytetään suprajohteissa ja se muuttuu suprajohteeksi korkeassa lämpötilassa. Sitä voidaan käyttää väriaineena ja ilotulitteissa säröäänien aikaansaamiseksi. Sitä käytetään ydinreaktorin ydinpolttoaineessa.
Turvallisuus
Vismutti on paljon vähemmän myrkyllistä kuin muut raskasmetallit. Siksi se korvaa lyijyä monissa esineissä. Se ei kerry elimistössä kuten muut raskasmetallit. Hyvin suuri määrä vismuttia voi kuitenkin myrkyttää munuaiset ja maksan. Koska sen oksidi ei liukene veteen, sitä pidetään turvallisena ympäristölle.
|
Jaksollinen järjestelmä |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | 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 | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |||
| Fr | Ra | Ac | Th | Pa | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Maa-alkalimetallit | Lantanidit | Aktinidit | Transitiometallit | Haitat metallit | Metalloidit | Muut. Ei-metallit | Halogeenit | Edokaasut |
Kuvia lapsille
-
Torbern Bergmanin (1775)
-
Vasemmalla: Vismutti-kide, jossa näkyy stairstep-kiderakenne ja irisoivat värit, jotka syntyvät valon interferenssistä sen pinnalla olevan oksidikalvon sisällä. Oikealla: 1 cm3 :n kuutio hapettumatonta vismuttimetallia
-
Vismutin paine-lämpötila-faasidiagrammi. TC viittaa suprajohtavaan siirtymälämpötilaan
-
Vismuttioksikloridin (BiOCl) rakenne (mineraali bismokloriitti). Vismuttiatomit on esitetty harmaalla, happi punaisella, kloori vihreällä.
-
Maailman kaivostuotanto ja vismutin hinnan vuotuiset keskiarvot (New York, ei inflaatiokorjattu).
-
1800-luvun kaiverrus vismutin käsittelystä. Tällä aikakaudella vismuttia käytettiin joidenkin ruoansulatusvaivojen hoitoon.
-
Bismuth vanadate, a yellow pigment