Līdz 18. gadsimtam šis elements bieži tika sajaukts ar alvu vai svinu. Tas ir divreiz lielāks par zelta daudzumu un atrodams populārajā gremošanas medikamentā Pepto-Bismol.
Ļaujiet man pastāstīt vairāk par bismutu un to, kā šādi kristāli tiek izgatavoti …
Bismuts cilvēcei ir bijis pazīstams kopš seniem laikiem, rakstiskos avotos tas pirmo reizi minēts 1450. gadā kā Vismuttons vai Bisemuts. Ilgu laiku šis metāls tika uzskatīts par antimona, svina vai alvas veidu. Pirmā informācija par metālisku bismutu, tā ieguvi un apstrādi ir atrodama viduslaiku lielākā metalurga un mineraloga Georga Agricola darbos, kas datēti ar 1529. gadu. Bismuta kā neatkarīga ķīmiska elementa ideja radās tikai 18. gadsimtā. Bi simbolu ķīmisko vielu nomenklatūrā pirmo reizi ieviesa izcils zviedru ķīmiķis Jens Jakobs Berzeliuss.
Ir vairākas vārda "bismuta" izcelsmes versijas. Saskaņā ar vienu no tiem tiek uzskatīts, ka tā pamatā ir vācu saknes "wis" un "mat" (izkropļota weisse masse un weisse materia) - baltais metāls (precīzāk, baltā masa, baltā viela). Saskaņā ar otru vārdu "bismuts" nav nekas vairāk kā arābu valodā "bi ismid", tas ir, līdzīgs antimonam.
Bismuta saturs zemes garozā ir 2 * 10-5% no masas, jūras ūdenī - 2 * 10-5 mg / l. Bismuta rūdas, kas satur 1% un augstāku bismutu, ir reti sastopamas, parasti par tām iegūst svina, alvas un citas rūdas, kurās tās ir kā piemaisījums. Bismuta minerāli, kas ietilpst šādās rūdās, ir dabiskais bismuts (satur 98,5–99% Bi), bismutīns - Bi2S3, bismuts - Bi2O3 un citi.
Aptuveni 90% no visa iegūtā bismuta tiek iegūti ceļā svina-cinka, vara, alvas rūdu un koncentrātu metalurģiskā apstrādē. Bismutu iegūst, leģējot sulfīdu ar dzelzi: Bi2S3 + 3Fe = 2Bi + 3FeS, Reklāmas video:
vai secīgi procesi:
2Bi2S3 + 9O2 = 2Bi2O3 + 6SO2; Bi2O3 + 3C = 2Bi + 3CO.
Atšķirībā no antimona, bismutā metāliskās īpašības nepārprotami dominē pār nemetāliskajām. Tam ir spēcīgs metālisks spīdums un sārti balta krāsa. Bismuts ir vienlaikus trausls un diezgan mīksts, smags (blīvums 9,8 g / cm3), ar zemu kušanas temperatūru (kušanas temperatūra 271 ° C). Izkausējot, bismuta tilpums samazinās (piemēram, ledus), t.i. cietais bismuts ir vieglāks par šķidru. Starp citiem metāliem bismutam ir raksturīga zema siltumvadītspēja (tikai dzīvsudrabs siltumu vada sliktāk nekā tas) un spēcīgākajām diamagnētiskajām īpašībām.
Dabisko bismutu veido viens stabils izotops - 209Bi.
Sausā gaisā bismuts neoksidējas, mitrā atmosfērā tas pakāpeniski tiek pārklāts ar oksīdu plēvi. Sildot virs 1000 ° C, tas izdeg, veidojot pamata oksīdu Bi2O3. Kad bismuts saplūst ar sēru, veidojas Bi2S3.
Mijiedarbība ar halogēniem (visvairāk izpētītie trihalīdi): 2Bi + 3Hal2 = 2BiHal3
Nereaģē ar H2, C, N2, Si.
Kad bismuts mijiedarbojas ar metāliem, veidojas bismutīdi, piemēram, nātrija bismutīds Na3Bi, magnija bismutīds Mg3Bi utt. Skābju iedarbībā uz šādiem bismuta sakausējumiem veidojas bismutīns BiH3.
Bismuts nereaģē ar sārmiem un atšķaidītām skābēm un veido sāļus ar koncentrētām skābēm:
Bi + HNO3 (kons.) => Bi (NO3) 3 + …
Bismuta galvenais pielietojums ir tā izmantošana kā sakausējumu ar zemu kušanas temperatūru sastāvdaļa. Bismuts ir iekļauts, piemēram, plaši pazīstamajā Koka sakausējumā, kura kušanas temperatūra ir zemāka par ūdens viršanas temperatūru, daudzos citos sakausējumos, ko izmanto, piemēram, zemas kušanas temperatūras drošinātāju ražošanā. Bismuta un mangāna sakausējumiem (Mn) ir raksturīgas feromagnētiskas īpašības, tāpēc tos izmanto jaudīgu pastāvīgo magnētu ražošanai.
Nelieli bismuta piedevas (0,003% –0,01%) tēraudam un sakausējumiem, kuru pamatā ir alumīnijs, uzlabo metāla plastiskās īpašības, ievērojami vienkāršo tā apstrādi.
Bismutam ir zināma nozīme kodoltehnoloģijās polonija ražošanā, kas ir svarīgs radioizotopu rūpniecības elements. Bismuta savienojumus, īpaši Bi2O3, izmanto stikla ražošanā un keramikā, farmācijas rūpniecībā kā katalizatorus utt.
Bismuts pieder toksiskiem ultrameroelementiem.
Par bismuta fizioloģisko lomu ir maz zināms. Varbūt tas inducē zemas molekulmasas olbaltumvielu sintēzi, piedalās pārkaulošanās procesos un veido intracelulārus ieslēgumus nieru kanāliņu epitēlijā. Iespējams, ka šim elementam ir genotoksiskas un mutagēnas īpašības.
Neskatoties uz to, ka bismuts pieder smago metālu kategorijai, tas ir vidēji toksisks elements. Šķīstošie bismuta sāļi ir indīgi un pēc iedarbības rakstura (kaut arī mazākā mērā) ir līdzīgi dzīvsudraba sāļiem.
Bismuta sāļi tiek izmantoti kopš 1700. gadiem. tādu slimību kā caureja ārstēšanai un holēras simptomu mazināšanai.
Naftas noplūdes laikā Meksikas līcī jūras putni bija spiesti uzņemt vielu, lai izskalotu viņu ķermenī iekļuvušo eļļu.
Kaut arī šī viela ir zināma kopš seniem laikiem, vārds "bismuts" pirmo reizi parādījās 17. gadsimta beigās. Alķīmiķi to izmantoja savos eksperimentos viduslaikos. Kalnračnieki, kas rūdu ieguva, to sauca par tectum argenti. Tas nozīmē "sudraba ražošana". Kalnračiem ticēja, ka bismuts ir puse sudraba.
Un viņa kristālu skaistums neapšaubāmi norāda, kāpēc viņi tā ticēja.
Nosaukums bismuts tiek uzskatīts par vecā ģermāņu vārda "wissmuth" latīņu valodas versiju, un tikai 1546. gadā vācu zinātnieks Georgijs Agricola (mineraloģijas tēvs) paziņoja, ka bismuts ir atsevišķs metāls.
Bismuts tika izmantots ne tikai Eiropā: lai gan tā Andu vārds tika zaudēts, inki bismutu izmantoja nažu ražošanā. Sakarā ar to inku zobeni bija ļoti skaisti, un to spožums bija varavīksnes oksidācijas rezultāts - ķīmiska reakcija ar skābekli. Krāsu atšķirības rada atšķirīgais oksīda slāņa biezums virs kristāla. Kad tieša gaisma nonāk bismuta kristālos, šīs biezuma izmaiņas rada dažādu viļņu garumu, lai pārtrauktu atstarošanos. Tāpēc mēs iegūstam skaistu varavīksnes efektu.
Periodiskajā tabulā bismutam ir vairāki kaimiņi (tā skaits ir 81), un, ja to ņem iekšā, tas var radīt nopietnu kaitējumu veselībai. Šajā sarakstā ir svins, antimons un polonijs. Un, kaut arī bismutam ir augsta atomu masa, tas vienmēr tika uzskatīts par stabilu (daudzus gadus tas pat tika uzskatīts par stabilāko elementu masas ziņā).
Tomēr nesen tika atklāts, ka šis elements ir nedaudz radioaktīvs. Bet neuztraucieties, bismuts nevar nogalināt. Faktiski bismuta sakausējumi jau sen ir aizstājuši svinu (tādos priekšmetos kā dzeramā ūdens sistēmu vārsti).
Rupja svina lietnis satur līdz 10% bismuta, un tā ieguvei ir jāiziet vairāki posmi. Tomēr pēc diviem galvenajiem procesiem šajā maisījumā paliek daudzi citi metāli.
Lai iegūtu tīru bismutu, jums jāizkausē apstrādātais maisījums un pēc tam jāpievieno hlora gāze. Pārējos metālus iegūst hlorīda formā, pēc kura paliek tīrs bismuts. Bismutam ir dažas pārsteidzošas īpašības. Kā jūs zināt, ūdens ir viena no nedaudzajām vielām, kas šķidrā veidā ir blīvāka nekā cieta. Tajā bismuts ir līdzīgs ūdenim - cietā veidā tas palielinās par 3%.
Tas ir arī diamagnētiskāks nekā jebkurš cits metāls uz planētas. Diamagnētisms ir sastopams visos materiālos - tas ir īpašums, kas rada magnētisko lauku. No otras puses, bismutam ir zemākais siltumvadītspējas indekss nekā jebkuram citam metālam. Tiek uzskatīts, ka bismutam ir maza ietekme uz vidi. Tas notiek tāpēc, ka tā sastāvdaļas nav ļoti labi šķīstošas, tāpēc tas nevar kaitēt cilvēkiem ūdenī. Tomēr par bismuta ietekmi uz vidi ir veikti tikai ierobežoti pētījumi.
Kopumā bismuts ir metāls ar zemu kušanas temperatūru, kas sacietēšanas laikā izplešas, tāpēc lietņiem nav saraušanās dobuma, bet, gluži pretēji, tiem ir izliekta virsma. Bismutu galvenokārt izmanto sakausējumu un lodmetālu ar zemu kušanas temperatūru ražošanai.
Tīram, neoksidētam bismutam ir sudrabaini balta krāsa ar nelielu sarkanīgu nokrāsu. Šī kristāla zaigojošā krāsa ir saistīta ar plānas oksīda plēves klātbūtni uz tās virsmas. Traipu var viegli noņemt pēc vēlēšanās. Pietiek tikai noskalot kristālu ar atšķaidītu sālsskābi, un tā virsma kļūs sudrabaina.
Ja izkausētu metālu ielej veidnē un ļauj tam sacietēt, jūs saņemat lietņu. Bet bismuta kristālus iegūst nedaudz savādāk.
Jūs varat iegūt tik fantastiskus bismuta kristālus (tikai bismuts! Ar citu metālu tas nedarbosies!) Ir nepieciešams ļoti tīrs bismuts. Jo tīrāks tas ir, jo skaistāki būs kristāli. Uz degļa izkusušo metālu ielej sakarsētā traukā. Pēc kāda laika, kad tas sacietē apmēram par trešdaļu, izlej šķidro metālu, un šādi kristāli paliek apakšā. Bismuta kristāli iegūst tik skaistu krāsu metāla virskārtas oksidācijas rezultātā, un, jo augstāka ir sākotnējā metāla tīrība, jo skaistāk kristāls ir iekrāsots.