Bismut is een scheikundig element. Het is element 83 in het periodiek systeem en het symbool is Bi. De atoommassa is 209. Het is slechts in geringe mate radioactief. De radioactiviteit is minimaal en daarom wordt het doorgaans als niet-radioactief beschouwd. Bismut komt van nature slechts in één isotoop voor, en dat is de bijna niet radioactieve isotoop. De radioactiviteit werd voorspeld door wetenschappers en bewezen door het metaal te analyseren. Het bevindt zich in groep 15 van het periodiek systeem.
Eigenschappen
Fysische eigenschappen
Bismut is een zilvermetaal met een roze zweempje. Deze roze kleur komt door zijn oxidelaag. Bismut is een post-transitie metaal. Het is een van de sterkste diamagnetische metalen. Het is bijna even zwaar als lood. Zijn smeltpunt is vrij laag 271,5 °C (520,7 °F), wat normaal is voor metalen van na de overgang. Het is vrij bros. Het kan kristallen vormen met een glanzend oppervlak. In vloeibare vorm is het zwaarder dan in vaste vorm. Een andere chemische stof die dit doet is water. Het geleidt elektriciteit of warmte niet erg goed.
Chemische eigenschappen
Bismut is enigszins vergelijkbaar met antimoon. Bismut maakt een dun laagje bismut(III)oxide als het in de lucht is. Dit veroorzaakt de kleuren op de kristallen. Het oxideert niet meer dan de oxidelaag. Het brandt bij poederen met een heldere blauwe vlam, waarbij gele bismut(III)oxidedampen ontstaan. Bismut reageert ook met zwavel als het gesmolten is. Bismut reageert met salpeterzuur om bismut(III)nitraat te maken en met geconcentreerd zwavelzuur om bismut(III)sulfaat en zwaveldioxide te maken. Het reageert met de halogenen om bismut(III) halogeniden te maken. Met fluor maakt het echter bismut(V)fluoride, tenzij het fluor verdund is.
Chemische verbindingen
Bismut vormt chemische verbindingen in twee belangrijke oxidatietoestanden: +3 en +5. +3 komt vaker voor. Verbindingen +3 zijn zwakke oxidatiemiddelen en zijn gewoonlijk lichtgeel. +5-verbindingen zijn sterk oxiderende stoffen. Bismuthaten zijn de meest voorkomende +5 verbindingen. Bismut(V)-fluoride is een andere +5-verbinding. Bismut(V)oxide is een onstabiele rode vaste stof. Bismut-sulfide is een veel voorkomend erts van bismut. Bismut, een bismuthydride, is zeer onstabiel en kan alleen bij zeer koude temperaturen worden gemaakt. Bismut maakt veel oxy-verbindingen zoals bismutoxychloride. Deze verbindingen worden gemaakt wanneer bismuthalogeniden oplossen in water.
Trioxiden
+3 verbindingen zijn zwakke oxidatiemiddelen, behalve bismutine. Zij zijn gewoonlijk lichtgeel.
- Bismutine, onstabiel gas
- Bismut(III) bromide, lichtgele vaste stof
- Bismut(III) chloride, lichtgele vaste stof
- Bismut(III) fluoride, grijswitte vaste stof
- Bismut(III) jodide, donkergrijze vaste stof
- Bismut(III)oxide, lichtgele vaste stof
- Bismut(III)oxychloride, witachtige vaste stof
- Bismut(III)sulfide, bruine vaste stof
Pentoxiden
Bismut(V)oxiden (+5-verbindingen) zijn zeer sterke oxidatiemiddelen. De chemische formule is Bi2O5. Het is een scharlakenrode vaste stof. Het ontleedt gemakkelijk tot bismut(III)oxide en zuurstof. Het wordt gemaakt door elektrolyse van bismut(III)oxide in een hete geconcentreerde alkali zoals natriumhydroxide.
- Bismut(V)fluoride, kleurloze vaste stof
- Bismut(V)oxide, onstabiele rode vaste stof
- Bismutaat, het ion
- Natriumbismutaat, lichtbruine vaste stof, onoplosbaar in water
-
Bismut(III)oxide
-
Bismut(III)-sulfide
-
Bismut(III) nitraat
-
Bismut(III) chloride
-
Natriumbismutaat
Geschiedenis
Bismut was al sinds de oudheid bekend. Het werd echter verward met tin en lood. Niemand wordt gecrediteerd voor de ontdekking van bismut. In de jaren 1500 begon men te beseffen dat bismut anders was dan tin of lood.
Opsporing
-
Bismiet
-
Bismut als mineraal
-
Bismuthiniet
Bismut komt niet veel voor in de aarde. Het komt slechts ongeveer tweemaal zo veel voor als goud. Bismiet, een bismutoxidemineraal, en bismuthiniet, een bismut-sulfide, zijn twee veel voorkomende ertsen. Bismut wordt soms ook als metaal gevonden.
Preparatie
Bismut en zijn mineralen zijn te zeldzaam om te worden gedolven. Ze worden verkregen door “secundaire extractie”. Het wordt gewoonlijk gevonden in loodmetaal. Het loodmetaal wordt gezuiverd door elektrolyse, waarbij het bismut achterblijft als slib op de bodem van het vat. Het koper wordt uit het slib gehaald en het bismut wordt gezuiverd door het in een oven te verkleinen en alle onzuiverheden eruit te filteren.
China maakt het meeste bismut. Peru, Mexico, en Japan maken ook bismut.
Bismut kan ook worden gerecycled. Dat is op veel plaatsen moeilijk, omdat bismut wordt gebruikt voor dingen als kogels, soldeer, en maagmedicijnen die overal verspreid raken en niet gemakkelijk weer te krijgen zijn.
Toepassingen
Als element
Bismut wordt gebruikt in legeringen met een zeer laag smeltpunt. Sommige daarvan smelten in heet water. Het wordt ook gevonden in soldeer waar geen lood in zit. Het kan legeringen maken met andere metalen om ze smeedbaarder te maken. Het wordt ook gebruikt in kogels om lood te vervangen. Op sommige plaatsen zijn loden kogels verboden omdat vogels ze eten en loodvergiftiging oplopen. Het wordt ook gebruikt in legeringen voor loodgieterswerk. Het wordt gebruikt in zinkers voor de visserij.
Als chemische verbindingen
Bismut wordt gebruikt in sommige medicijnen, zoals Pepto-Bismol. Dit medicijn heeft bismut subsalicylaat in zich. Het wordt ook gebruikt als inwendig deodorant en om ooginfecties en maagzweren te behandelen.
Bismutoxychloride wordt gebruikt in cosmetica. Bismuttelluride wordt gebruikt in elektronische thermometers. Een andere verbinding wordt gebruikt in supergeleiders en wordt een supergeleider bij een hoge temperatuur. Het kan worden gebruikt als pigment en in vuurwerk om knetterende geluiden te maken. Het wordt gebruikt in de splijtstof van een kernreactor.
Veiligheid
Bismut is veel minder giftig dan andere zware metalen. Daarom vervangt het lood in veel dingen. Het stapelt zich niet op in het lichaam zoals andere zware metalen doen. Een zeer grote hoeveelheid bismut kan echter de nieren en de lever vergiftigen. Omdat het oxide niet oplost in water, wordt het beschouwd als veilig voor het milieu.
|
Periodiek systeem |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | Nee | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Fl | Uup | Lv | Uus | Uuo | ||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Beelden voor kinderen
-
Alchemisch symbool gebruikt door Torbern Bergman (1775)
-
Links: Een bismutkristal met een trapsgewijze kristalstructuur en iriserende kleuren, die ontstaan door interferentie van licht binnen de oxidelaag op het oppervlak. Rechts: een kubus van 1 cm3 van niet-geoxideerd bismutmetaal
Druk-temperatuur fasediagram van bismut. TC verwijst naar de supergeleidende overgangstemperatuur
Bismut oxychloride (BiOCl) structuur (mineraal bismocliet). Bismutatomen zijn grijs weergegeven, zuurstof rood, chloor groen.
Wereldproductie van mijnen en jaarlijkse gemiddelden van bismutprijzen (New York, niet gecorrigeerd voor inflatie).
18e-eeuwse gravure van de verwerking van bismut. In dit tijdperk werd bismut gebruikt om bepaalde spijsverteringsklachten te behandelen.
Bismuth vanadate, a yellow pigment