Bizmut

	Bizmut
	Bizmut
	ołów ← bizmut → polon
	Wygląd
	różowoszary
bizmut naturalny	Syntetyczny kryształ bizmutu o dużej czystości (opalizacja powierzchni jest spowodowana obecnością cienkiej warstwy tlenku na powierzchni metalu)
	; Widmo emisyjne bizmutu
	Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	bizmut, Bi, 83; (łac. bismutum)
Grupa, okres, blok	15, 6, p
Stopień utlenienia	III, V
Właściwości metaliczne	metal
Właściwości tlenków	średnio kwaśne
Masa atomowa	208,98040(1) u
Stan skupienia	stały
Gęstość	9790 kg/m³
Temperatura topnienia	271,406 °C
Temperatura wrzenia	1564 °C
Numer CAS	7440-69-9
PubChem	5359367
Właściwości atomowe
Promień; • atomowy; • walencyjny	; 160 (obl. 143) pm; 146 pm
Konfiguracja elektronowa	[Xe]4f145d106s26p3
Zapełnienie powłok	2, 8, 18, 32, 18, 5; (wizualizacja powłok)
Elektroujemność; • w skali Paulinga; • w skali Allreda	; 2,02; 1,67
Potencjały jonizacyjne	I 703 kJ/mol; II 1610 kJ/mol; III 2466 kJ/mol
Właściwości fizyczne
Ciepło parowania	104,8 kJ/mol
Ciepło topnienia	11,3 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	6,27×10–4 Pa (600 K)
Konduktywność	0,867×106 S/m
Ciepło właściwe	122 J/(kg·K)
Przewodność cieplna	7,87 W/(m·K)
Układ krystalograficzny	trójskośny
Twardość; • w skali Mohsa	; 2,25
Prędkość dźwięku	1790 m/s (293,15 K)
Objętość molowa	21,31×10–6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich
	Globalnie Zharmonizowany System; Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów
	Na podstawie podanej karty charakterystyki
Uwaga
Zwroty H	H228
Zwroty P	P210
	Europejska klasyfikacja substancji
	oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne
	Substancja nie jest klasyfikowana jako; niebezpieczna według europejskich kryteriów.; (na podstawie podanej karty charakterystyki)
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	3 0 3
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons
	Hasło w Wikisłowniku

Bizmut (Bi, łac. bisemutum, bismuthum lub bismutum) – pierwiastek chemiczny, metal bloku p układu okresowego. Nazwa pochodzi od niemieckiego słowa Wismut^[5].

Spis treści

Właściwości

Czysty bizmut jest kruchym metalem o srebrnym połysku z różowymi refleksami. Jako jedna z nielicznych substancji wykazuje inwersję rozszerzalności termicznej – przy obniżaniu temperatury zmniejsza się jego gęstość, gęstość bizmutu w stanie stałym jest mniejsza niż w stanie ciekłym (podobne właściwości wykazuje woda w temperaturze < 4 °C). Nie reaguje z tlenem i wodą w warunkach normalnych. Roztwarza się w stężonym kwasie azotowym.

Występowanie

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 0,048 ppm (2 razy więcej niż złoto) w postaci trzech rud: bizmutynu (Bi₂S₃), bizmutytu ((BiO)₂CO₃) i ochry bizmutowej, które stanowią zwykle zanieczyszczenie rud ołowiu i miedzi. Rzadko występuje w postaci rodzimej (elementarnej).

Związki

W związkach bizmut jest zazwyczaj trójwartościowy (stopień utlenienia III) i wykazuje właściwości zasadowe. Tworzy tlenek bizmutu(III) Bi₂O₃, wodorotlenek bizmutu(III) Bi(OH)₃ oraz szereg soli zasadowych zawierających ugrupowanie bizmutylowe O=Bi⁺ (np. chlorek bizmutylu, O=Bi-Cl). Jako jedyny pierwiastek 15 grupy tworzy trwałe sole z kwasami tlenowymi, np. siarczan bizmutu(III), Bi₂(SO₄)₃. Ponadto znane są sole bizmutu i kwasów beztlenowych (halogenki BiX₃, siarczek bizmutu(III) Bi₂S₃). Wszystkie sole bizmutu łatwo ulegają hydrolizie do soli bizmutylowych.

Bizmutowodór (bizmutyna), BiH₃, jest nietrwałym, trującym gazem (temp. wrz. ok. 20 °C) o właściwościach redukujących. Bizmut(III) tworzy też bezpośrednie połączenia z metalami, bizmutki typu M₃Bi, np. bizmutek sodu Na₃Bi i bizmutek magnezu Mg₃Bi₂.

Znanych jest wiele związków kompleksowych bizmutu, np. zawierających anion [BiCl₄]^-, [BiCl₅]^2-, [BiCl₅]^3-, [Bi₂Cl₇]^-, [Bi(SO₄)₂]^- i in. Z ligandami kleszczowymi tworzy chelaty, np. [Bi(O₂C₆H₄)₂]^-. Halogenki bizmutu są kwasami Lewisa i z donorami elektronów tworzą kompleksy typu Et₂O→BiCl₃.

Na stopniu utlenienia V bizmut wykazuje właściwości kwasowe i tworzy nietrwałe sole – bizmutany typu MBiO₃ o silnych właściwościach utleniających (np. bizmutan potasowy, KBiO₃).

Związki bizmutoorganiczne

Podobnie jak pozostałe pierwiastki grupy 15, bizmut(III) tworzy połączenia z resztami organicznymi typu R₃Bi oraz R₃BiZ₂ (R – reszta organiczna, Z – anion nieorganiczny), np. (CH₃)₃Bi, Ph₃Bi, Ph₃BiF₂ lub Ph₃Bi(OH)₂.

Izotopy

Bizmut ma 35 izotopów z przedziału mas 184–218. Żaden z nich nie jest trwały. W 2003 roku we francuskim Institut d'Astrophysique Spatiale w Orsay wyznaczono dokładnie półokres rozpadu najtrwalszego izotopu bizmutu (²⁰⁹Bi), który wynosi ok. 1,9×10¹⁹ lat (tj. ponad miliard razy więcej niż szacowany wiek Wszechświata)^[6], wcześniej szacowanego na 10¹⁸^[7] lat. Ta śladowa radioaktywność nie stanowi żadnego zagrożenia biologicznego, ma jednak znaczenie naukowe, gdyż potwierdziła wcześniejsze obliczenia teoretyczne wskazujące na niestabilność wszystkich izotopów bizmutu. W naturalnym bizmucie występują też śladowe ilości radioizotopów, np. ²¹⁰Bi (ok. 50 ppm składu izotopowego).

Bizmut-210

Emituje promieniowanie beta o energii 1,162 MeV, przekształcając się w ²¹⁰Po. Często występuje w równowadze promieniotwórczej ze swoim prekursorem, ²¹⁰Pb. Jest wysoce radiotoksyczny. Narząd krytyczny stanowią nerki, a dopuszczalne skażenie zostało ustalone na 1,5 kBq.

Zastosowanie

Bizmut jest znany od XV wieku. Głównymi producentami są Chiny, Meksyk i Peru. W XXI w. jego cena wzrosła od ok. 6 $/kg w 2000 r. do ok. 30 $/kg w 2007 r.

Dodatek do stopów niskotopliwych (np. stop Wooda), w Niemczech także do produkcji stopów, z których odlewano czcionki drukarskie.
Niektóre jego kompleksy karbonylkowe znalazły zastosowanie jako katalizatory metatezy węglowodorów.
Ochra bizmutowa (Bi₂O₃) o barwie różowo-brązowej jest czasami stosowana jako barwnik w przemyśle kosmetycznym.
Wykorzystuje się go do produkcji tworzyw sztucznych, farb.
Stosuje się (np. w postaci zawiesiny) jako środek kontrastowy przy wykonywaniu zdjęć rentgenowskich (np. chlorek bizmutylu).
Związki bizmutu wykazują właściwości antybakteryjne i są lub były stosowane jako leki (np. chlorek bizmutylu, zasadowy azotan bizmutawy, zasadowy węglan bizmutawy, zasadowy salicylan bizmutawy, koloidalny cytrynian bizmutawy), jodek bizmutawo-chininowy lub środki antyseptyczne (np. dermatol, kseroform).
Katalizator w procesie polimeryzacji.
Włókno w bezpiecznikach elektrycznych.

Znaczenie

|Znaczenie biologiczne – brak lub nieznane^[8]. Występuje w kościach i krwi (ok. 0,2 ppm). Jego sole i tlenki są nietoksyczne, mimo że jest metalem ciężkim. Sole bizmutu stosowane są w leczeniu wrzodów żołądka spowodowanych zakażeniem Helicobacter pylori^[9].

Uwagi

↑ Liczba w nawiasie oznacza niepewność ostatniego podanego miejsca po przecinku.

↑ ^a ^b ^c CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-51, ISBN 9781420090840 .
↑ Bizmut (nr 264008) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02].
↑ Current Table of Standard Atomic Weights in Order of Atomic Number (ang.). Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, IUPAC, 2013-09-24. [dostęp 2013-12-02].
↑ Bizmut (CID: 5359367) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
↑ Bismuth – Definition. Merriam-Webster Dictionary. [dostęp 2010-08-22].
↑ de Marcillac P., Coron N., Dambier G., Leblanc J., Moalic JP. Experimental detection of alpha-particles from the radioactive decay of natural bismuth.. „Nature”. 6934 (422), s. 876–8, kwiecień 2003. DOI: 10.1038/nature01541. PMID: 12712201.
↑ Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982, s. 30. ISBN 8311067236. (pol.)
↑ Układ odpornościowy[1]
↑ Kwadryga: Medyczne zastosowanie związków bizmutu [2]. Dostęp:06.11.2016

Jerzy Chodkowski (red.): Mały słownik chemiczny. Wyd. V. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1976.
Encyklopedia techniki CHEMIA. Warszawa: WNT, 1965.
Adam Bielański: Chemia ogólna i nieorganiczna. Warszawa: PWN, 1981, s. 414, 427, 439. ISBN 83-01-02626-X.
Philip John Durrant, Bryl Durrant: Zarys współczesnej chemii nieorganicznej. Warszawa: PWN, 1965, s. 875–881.

[zapis-3] Liczba w nawiasie oznacza niepewność ostatniego podanego miejsca po przecinku.

[CRC-1] CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-51, ISBN 9781420090840 .

[Aldrich-US-2] Bizmut (nr 264008) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02].

[AW4-4] Current Table of Standard Atomic Weights in Order of Atomic Number (ang.). Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, IUPAC, 2013-09-24. [dostęp 2013-12-02].

[PubChem-5] Bizmut (CID: 5359367) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.

[6] Bismuth – Definition. Merriam-Webster Dictionary. [dostęp 2010-08-22].

[7] Marcillac P., Coron N., Dambier G., Leblanc J., Moalic JP. Experimental detection of alpha-particles from the radioactive decay of natural bismuth.. „Nature”. 6934 (422), s. 876–8, kwiecień 2003. DOI: 10.1038/nature01541. PMID: 12712201.

[8] Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982, s. 30. ISBN 8311067236. (pol.)

[9] Układ odpornościowy[1]

[10] Kwadryga: Medyczne zastosowanie związków bizmutu [2]. Dostęp:06.11.2016

[a]

[3]

[1]

[4]

[2]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

Login

Top Links

Social Share

Bizmut (24638 views - Material Database)