Készítette: Tóth Krisztián. Web: http://krissz.hu

Bizmut

83
208.98
3, 5
Bi
6p3
Bizmut
Alapadatok
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)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet romboéderes
Oxidációs állapotok 3, 5
(enyhén savas oxid)
Elektronegativitás 2,02 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 703 kJ/mol
Atomsugár 160 pm
Atomsugár (számított) 143 pm
Kovalens sugár 146 pm
Egyéb jellemzők
Mágnesség diamágneses
Fajlagos ellenállás 1,68·10-8 Ω·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 HB
CAS-szám 7440-69-9

A Bizmut bővebb leírása

A bizmut (nyelvújításkori magyar nevén: keneny) egy kémiai elem. A rendszáma 83, a vegyjele Bi. 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.

Felfedezése és tulajdonságai

Kristályos bizmut

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

Előfordulása, előállítása

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

Felhasználása

Megszilárdulás közbeni térfogatnövekedése miatt ötvözőanyagnak hasznosítják tagolt, bonyolult felületű idomok és formák előállításánál, kéregöntéseknél is. A ólom, ón és kadmiumhoz 12,5% súlyban bizmut adagolásával állítják elő a „Wood”-fémet, melynek olvadáspontja 71 °C, míg 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 műszeriparban a mágneses térerő alatti eltérő tulajdonságú viselkedése miatt fontos érzékelők alapanyaga. Hűtőberendezésekben szelenidjét (Bi2Se4), telluridját (Bi2Te) kapcsolószerkezetekben alkalmazzák. A legfontosabb felhasználási területe a műanyagipari alapanyagok gyártása, mert a bizmut-foszfomolibdát (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).

Fontosabb vegyületei

  • Bizmut-hidroxid Bi(OH)3 fehér por, amely melegítve vizet veszít és bizmut-oxid-hidroxiddá (BiO)OH alakul át.
  • Bizmut-nitrát Bi(NO3)3·5(H2O) fehér kristályos, erősen higroszkópos. (Bizmutkása alapanyaga)
  • Bizmut-szulfid Bi2S3 fekete színű por.

Fontosabb ásványai

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

Termelt mennyiségek

A világ 2005. évi bizmutfém termelése 4631 tonna volt, melyből a 3 legnagyobb termelő (zárójelben: az össztermelésen belüli arány %-ban):

  • Kína: 2000 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%).