Bizmut

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

83 ólom ← bizmut → polonium Sb ↑ Bi ↓ Uup 83 Bi Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	bizmut, Bi, 83
Elemi sorozat	másodfajú fémek
Csoport, periódus, mező	15, 6, p
Megjelenés	csillogó vöröses fehér
Atomtömeg	208,98038(2) g/mol
Elektronszerkezet	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
Elektronok héjanként	2, 8, 18, 32, 18, 5
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	szilárd
Sűrűség (szobahőm.)	9,78 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on	10,05 g/cm³
Olvadáspont	544,7 K (271,5 °C, 520,7 °F)
Forráspont	1837 K (1564 °C, 2847 °F)
Olvadáshő	11,30 kJ/mol
Párolgáshő	151 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 25,52 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 941 1041 1165 1325 1538 1835
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	romboéderes
Oxidációs állapotok	3, 5 (enyhén savas oxid)
Elektronegativitás	2,02 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 703 kJ/mol
	2.: 1610 kJ/mol
	3.: 2466 kJ/mol
Atomsugár	160 pm
Atomsugár (számított)	143 pm
Kovalens sugár	146 pm
Egyebek
Mágnesség	diamágneses
Fajlagos ellenállás	(20 °C) 1,29 µΩ·m
Hővezetési tényező	(300 K) 7,97 W/(m·K)
Hőtágulási tényező	(25 °C) 13,4 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 1790 m/s
Young-modulus	32 GPa
Nyírási modulus	12 GPa
Bulk modulusz	31 GPa
Poisson-arányszám	0,33
Mohs-keménység	2,25
Brinell-keménység	94,2 MPa
CAS-szám	7440-69-9
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Bizmut izotópjai Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t. 207Bi mest. 31,55 y ε 2,399 207Pb 208Bi mest. 3,368,000 y ε 2,880 208Pb 209Bi 100% (1,9±0,2) ×1019y α   205Tl
Hivatkozások

A bizmut a nitrogéncsoporthoz tartozik, melynek tagjai közül legjobban hasonlít a fémekhez. Félfémekhez tartozik, ritkán előforduló elem. Kemény. rideg, nagy szemcsékben kristályosodik, terméselemként és ércásványaiban is megtalálható.

[szerkesztés] Felfedezése és tulajdonságai

Kristályos bizmut

Első írásos említése egy német szerzetestől Valentius Basilius-tól származik 1450-ből. Rossz hővezetö, nem mágnesezhető, de mágneses mezőben és különböző nyomásviszonyok alatt elektromos vezetőképessége változik. Olvadáspontja alacsony, szilárdulási fázisban térfogata növekszik. Savak közül a salétromsav oldja.

[szerkesztés] Előfordulása, előállítása

Terméselemként hidrotermális ércesedésekben, telérekben lelhető fel. Híres magyarosrszági előfordulása a Nagybörzsöny melletti középkori nemesfémbányák (termésbizmut és bizmut-szulfid). Gyakran arany-, réz-. ólom- és ónércekben dúsúl fel. Oxidjaiból (Bi₂O₃) szenes redukcióval, szulfidjaiból (Bi₂S₃) alacsony hőmérsékleten pörköléssel, majd kohósítással nyerik ki. Vegyes ércelőfordulásoknál kinyerésére hidrometalurgiai eljárásokat alkalmaznak. Salétromsavban való oldhatóságát hasznosítva elektrolízissel is előállítható.

[szerkesztés] Felhasználása

Megszilárdulás közbeni térfogatnövekedése miatt ötvözőanyagnak hasznosítják tagolt, bonyolult felületű idomok és formák előállításánál kéregöntéseknél is. A ólom, ón és kadmiumhoz 12,5% sulyban bizmut adagolásával állítják elő a Wood-fémet, melynek olvadáspontja 71 C°, mig a Rose-fém ólom és ón mellett 25,0% bizmutadagolásnál 94 C°-on olvad meg. Alacsony olvadási hőmérséklete miatt alkalmas tűzjelző berendezéseknél, a villamosiparban olvadóbiztosítók előállításánál, nyomástartó edényeknél és tartályoknál biztonsági szelepekben használják. A múszeriparban a mágneses térerő alatti eltérő tulajdonságú viselkedése miatt fontos érzékelők alapanyaga. Hűtőberendezéseknél szelenidjét (Bi₂Se₄) és teluroidját (Bi₂Te) kapcsolószerkezetekben alkalmazzák. A legfontosabb felhasználási területe a műanyagipari alapanyagok gyártása, mert a bizmut-foszfomolebdát (BiPMo₁₂O₄₀) hatásos katalizátor akrilszálak, festékek gyártási folyamatában. A bizmut sóit a gyógyszeriparban röntgenvizsgálatok kontrasztanyagaként (bizmutkása) hasznosítják, de emésztőszervi zavarok kezelésére is alkalmazzák. A bőrsérülések, bőrfertőzések gyógyszerének alapanyaga (dermatol). Kozmetikai cikkeknél a bizmut hozzáadása gyöngyházfényt eredményez (rúzsok, lakkok).

[szerkesztés] Fontosabb vegyületei

• Bizmuthidroxid Bi(OH)₃ fehér por, amely melegítve vizet veszít és bizmuthidroxiddá (BiO)OH₄ alakul át.
• Bizmutnitrát Bi(NO₃)₃x5(H₂O) fehér kristályos, erősen higroszkópos. (Bizmutkása alapanyaga)
• Bizmutszulfid Bi₂S₃ fekete színű por.

[szerkesztés] Fontosabb ásványai

• Annivit (bizmutfakóérc) Bi₂O₃.
• Bizmutin Bi₂S₃.
• Cosalit Pb₂Bi₂S₅.
• Joseit Bi₄TeS₂,
• Rézbányit Pb₃Cu₂Bi₁₀S₁₉.
• Tetradimit Bi₂Te₂S₂.

[szerkesztés] Termelt mennyiségek

A világ bizmutfém 2005 évi termelése 4.631 tonna volt, melyből a 3 legnagyobb termelő (zárójelben: az össztermelésen belüli arány %-ban):

• Kína: 2.000 tonna (43,2 %)
• Mexikó: 970 tonna (21,0 %)
• Peru: 807 tonna (17,4 %)
• Termelt még: Bulgária (0,9 %), Románia (0,9 %), Oroszország (1,0 %), Kanada (3,5 %), Japán (10,0 %), Ausztrália (2,1 %).

[szerkesztés] Felhasznált források

• Bognár László: Ásványhatározó. Gondolat Kiadó. Budapest.1987.
• Sályi István (szerk): Pattantyús.Gépész és villamosmérnökök kézikönyve.II.kötet. Műszaki Kiadó. Budapest. 1961.
• Egerer Frigyes: Ásványtan.II. Miskolci Egyetemi Kiadó. Miskolc. 1992.
• http://webmineral.com
• World Mineral Production 2001-2005. British Geological Survey. London. 2007.

A Wikimedia Commons tartalmaz Bizmut témájú médiaállományokat.