Vizmut

Bismut je chemický prvek s atomovým číslem 83 [3] . Patří do 15. skupiny periodické tabulky chemických prvků (podle zastaralé zkrácené formy periodické soustavy patří do hlavní podskupiny skupiny V, resp. do skupiny VA), je v šesté periodě tabulky . Atomová hmotnost prvku je 208,98040(1) a. e. m. [1] Označuje se symbolem Bi (z latinského Bismuthum ). Jednoduchá látka vizmut je za normálních podmínek lesklý stříbřitý kov s narůžovělým nádechem . Za atmosférického tlaku existuje v romboedrické krystalické modifikaci [2] .

Přírodní vizmut, reprezentovaný jediným izotopem 209 Bi, byl dlouho považován za stabilní (neradioaktivní) prvek, ale v roce 2003 byl experimentálně objeven jeho extrémně pomalý rozpad alfa . Až do tohoto bodu byl bismut-209 považován za nejtěžší ze současných stabilních izotopů. Poločas rozpadu vizmutu ( 209 Bi) je (1,9 ± 0,2)⋅10 19 let , což je o devět řádů více než je stáří vesmíru .

Historie a původ jména

Pravděpodobně latinské Bismuthum nebo bisemutum pochází z německého weisse Masse , „bílá hmota“ [4] .

Ve středověku byl bismut často používán alchymisty během experimentů. Horníci těžící rudu ji nazývali tectum argenti, což znamená „stříbrná střecha“, zatímco věřili, že vizmut je poloviční stříbro.

Bismut se používal nejen v Evropě. Inkové používali bismut při výrobě zbraní s ostřím, kvůli němu meče se vyznačovaly zvláštní krásou a jejich lesk byl způsoben duhovou oxidací, která byla výsledkem vytvoření tenkého filmu oxidu vizmutu na povrchu kovu .

Vizmut však nebyl přiřazen k samostatnému prvku a věřilo se, že jde o různé druhy olova , antimonu nebo cínu . Vizmut byl poprvé zmíněn v roce 1546 ve spisech německého mineraloga a metalurga Georgiuse Agricoly . V roce 1739 německý chemik I. G. Pott zjistil, že vizmut je stále samostatný chemický prvek. Po 80 letech švédský chemik Berzelius poprvé zavedl do chemické nomenklatury symbol prvku Bi [5] .

Být v přírodě

Obsah vizmutu v zemské kůře je 2⋅10 −5 % hm., v mořské vodě - 2⋅10 −5 mg/l [2] .

V rudách se nachází jak ve formě vlastních minerálů, tak jako příměs v některých sulfidech a sulfosaliích jiných kovů. Ve světové praxi se asi 90 % veškerého vytěženého vizmutu vytěží cestou při metalurgickém zpracování olovo-zinkových, měděných, cínových rud a koncentrátů obsahujících setiny a někdy i desetiny procent vizmutu.

Vizmutové rudy obsahující 1 % nebo více bismutu jsou vzácné. Minerály vizmutu, které jsou součástí takových rud, stejně jako rudy jiných kovů, jsou nativní vizmut (obsahuje 98,5–99 % Bi), vizmut Bi 2 S 3 (81,30 % Bi), tetradymit Bi 2 Te 2 S (56 3– 59,3 % Bi), kosalit Pb 2 Bi 2 S 5 (42 % Bi), vizmut Bi 2 O 3 (89,7 % Bi), bismutit Bi 2 CO 3 (OH) 4 (88,5– 91,5 % Bi), wittikhenit Cu 3 BiS 3 , galenobismutit PbBi 2 S 4 , aikinit CuPbBiS 3 .

Genetické skupiny a průmyslové typy ložisek

Vizmut se hromadí ve zvýšených koncentracích v ložiskách různých genetických typů: v pegmatitech , v kontaktních metasomatických a také ve vysoko a středněteplotních hydrotermálních ložiskách. Vlastní ložiska bismutu mají omezenou distribuci a obvykle tento kov tvoří složité rudy s jinými kovy v řadě rudných formací hydrotermálních ložisek [6] . Mezi nimi jsou následující:

Wolfram - měď - vizmut
Vklady pětiprvkové formace (Co-Ni-Bi-Ag-U)
Zlato - vizmut
Arsen - vizmut
Měď-bismut
Křemen - vizmut

Světová produkce a spotřeba vizmutu

Bismut je poměrně vzácný kov a jeho celosvětová produkce/spotřeba sotva přesahuje 6 000 tun ročně (od 5 800 do 6 400 tun ročně).

Vklady

Ložiska bismutu jsou známá v Německu , Mongolsku , Bolívii , Austrálii (na ostrově Tasmánie ), Peru , Rusku a také v dalších zemích [7] .

Získání

Výroba vizmutu je založena na zpracování polymetalických měděných a olověných koncentrátů a vizmutových rud pyrometalurgií a hydrometalurgií . K získání vizmutu ze sloučenin sulfidu bismutitého získaných přidruženým zpracováním měděných koncentrátů se používá srážecí tavení železným šrotem a tavidlem.

Proces probíhá podle reakce:

{\mathsf {Bi_{2}S_{3}+3Fe\rightarrow 2Bi+3FeS))

V případě použití oxidovaných rud se vizmut redukuje uhlíkem pod vrstvou tavitelného tavidla při teplotách 900–1000 °C:

{\mathsf {Bi_{2}O_{3}+3C\rightarrow 2Bi+3CO))

Sulfidové rudy lze přeměnit na oxidové rudy reakcí:

{\mathsf {2Bi_{2}S_{3}+9O_{2}\rightarrow 2Bi_{2}O_{3}+6SO_{2))}

Místo uhlíku lze použít siřičitan sodný , který redukuje oxid vizmutitý při teplotě 800 °C podle reakce:

{\mathsf {Bi_{2}O_{3}+3Na_{2}SO_{3}\rightarrow 2Bi+3Na_{2}SO_{4}}}

Sulfid vizmutitý lze redukovat na vizmut sodou při asi 950 °C nebo hydroxidem sodným při 500-600 °C. Reakce těchto procesů mají následující formu:

{\mathsf {4Bi_{2}S_{3}+12Na_{2}CO_{3}\rightarrow 8Bi+9Na_{2}S+3Na_{2}SO_{4}+12CO_{2))}

{\mathsf {4Bi_{2}S_{3}+24NaOH\rightarrow 8Bi+9Na_{2}S+3Na_{2}SO_{4}+12H_{2}O))

Získávání vizmutu ze surového olova, které vzniká při zpracování olověných koncentrátů, spočívá v oddělování vizmutu pomocí hořčíku nebo vápníku. V tomto případě se vizmut hromadí v horních vrstvách ve formě sloučeniny CaMg2Bi2 . K dalšímu čištění od Ca a Mg dochází při přetavování pod vrstvou alkálie s přídavkem oxidačního činidla ( NaNO 3 ). Výsledný produkt se podrobí elektrolýze za získání kalu, který se roztaví na surový vizmut [2] .

Hydrometalurgický způsob výroby vizmutu se vyznačuje vyššími ekonomickými ukazateli a čistotou produktu získaného při zpracování chudých polymetalických koncentrátů. Metoda je založena na procesu rozpouštění rud obsahujících bismut, meziproduktů, slitin s kyselinou dusičnou a chlorovodíkovou a následném vyluhování vzniklých roztoků. Loužení se provádí kyselinou sírovou nebo elektrochemickým vyluhováním roztoky chloridu sodného. Další extrakce a čištění vizmutu se provádí extrakčními metodami [8] .

Získávání vysoce čistého bismutu je založeno na metodách hydrometalurgické rafinace, zónového tavení a dvoustupňové destilace.

Fyzikální vlastnosti

Bismut je stříbřitě bílý kov s narůžovělým nádechem. Je známo osm krystalografických modifikací vizmutu, sedm z nich bylo získáno za vysokého tlaku. Za normálních podmínek je vizmut I stabilní - krystaly trigonální soustavy , prostorová grupa R 3 m , parametry buňky a = 0,4746 nm , α = 57,23 ° , Z = 2 . Při tlaku 2,57 GPa a teplotě +25 °C prochází krystalová mřížka bismutu polymorfní transformací z romboedrické na monoklinickou s mřížkovými parametry a = 0,6674 nm , b = 0,6117 nm , c = 0,3304 nm , β3 = 110 ° , prostorová grupa C 2 m , Z = 4 (modifikace bismut II). Při tlacích 2,72 GPa , 4,31 GPa a asi 5 GPa také dochází k polymorfním přeměnám krystalové mřížky bismutu. Při tlaku 7,74 GPa má vizmut kubickou mřížku, prostorovou grupu Im 3 m s mřížkovým parametrem a = 0,3800 nm , Z = 2 (modifikace bismut VI). V rozsahu tlaků 2,3–5,2 GPa a teplotách 500–580 °C má vizmut tetragonální mřížku s parametry a = 0,657 nm , c = 0,568 nm , Z = 8 (modifikace bismut VII). Při tlaku 30 GPa byla také zjištěna polymorfní přeměna [2] .

Přechod vizmutu z pevného do kapalného skupenství je doprovázen nárůstem hustoty z 9,8 g/cm 3 na 10,07 g/cm 3 , která se s rostoucí teplotou postupně snižuje a při 900 °C je 9,2 g/cm 3 . Reverzní přechod vizmutu z kapalného do pevného skupenství je doprovázen zvětšením objemu o 3,3 %. Zvýšení hustoty během tání je pozorováno pouze u několika látek; dalším známým příkladem látky s touto vlastností je voda.

Elektrický odpor vizmutu je 1,2 μΩ m při +17,5 °C a roste s teplotou. Zajímavostí je, že měrný odpor se během tavení snižuje: pro pevný vizmut (při 269 °C) je to 2,67 μΩ m , a v kapalném stavu (při 272 °C) pouze 1,27 μΩ m .

Teplotní koeficient lineární roztažnosti je 13,4 10 −6 K −1 při 293 K (+20 °C).

Ve srovnání s jinými kovy má vizmut, stejně jako rtuť, nízkou tepelnou vodivost , která se rovná 7,87 W / (m K) při 300 K.

Bismut je diamagnet s magnetickou susceptibilitou −1,34 10 −9 při 293 K , což z něj činí nejvíce diamagnetický kov. Vzorek vizmutu, zavěšený na niti, se znatelně odchyluje do strany od silného magnetu, který je vyveden. Tento jev se nazývá diamagnetická levitace [9] .

Krystalický vizmut nepřechází do stavu supravodivosti ani při ochlazení na teplotu řádově 10 mK . Existují však důkazy, že k supravodivosti za normálního tlaku dochází při teplotě asi 0,5 mK. V tomto případě je kritické magnetické pole pouze 5,2 μT [10] .

Vizmut je při pokojové teplotě křehký kov a má hrubozrnnou strukturu ve lomu, ale při teplotě 150–250 °C vykazuje plastické vlastnosti. Monokrystaly vizmutu jsou při pokojové teplotě také plastické a při pomalém působení síly se snadno ohýbají. Současně můžete cítit "gradaci" procesu a dokonce slyšet mírné křupání - to je způsobeno twinningem , díky kterému je elastické napětí náhle odstraněno.

Modul pružnosti : 32–34 GPa.

Modul ve smyku : 12,4 GPa [5] .

Izotopy

Přírodní bismut se skládá z jednoho izotopu , 209 Bi, který byl dříve považován za nejtěžší stabilní izotop, který v přírodě existuje. Nicméně v roce 2003 byl experimentálně potvrzen teoretický předpoklad učiněný o tři desetiletí dříve [12] , že jde o alfa radioaktivní [11] . Změřený poločas rozpadu 209 Bi je (1,9±0,2)⋅10 19 let, což je o mnoho řádů déle než stáří vesmíru . Všechny známé izotopy vizmutu jsou tedy radioaktivní. Přírodní vizmut, sestávající z jednoho izotopu 209 Bi , je pro člověka prakticky radioaktivně neškodný, protože za rok v jednom gramu přírodního vizmutu prodělá v průměru pouze asi 100 jader alfa rozpad, který se změní na stabilní thalium -205.

Kromě 209 Bi jsou známy více než tři desítky (zatím 34) izotopů, z nichž většina má izomerní stavy . Mezi nimi jsou tři dlouhověké:

207 Bi 31,55 let;
208 Bi 3,68⋅10 5 let;
210m Bi 3,04⋅10 6 let .

Všechny ostatní jsou radioaktivní a mají krátkou životnost: jejich poločasy nepřesahují několik dní.

Izotopy vizmutu s hmotnostními čísly od 184 do 208 a od 215 do 218 byly získány uměle, zbytek - 210 Bi, 211 Bi, 212 Bi, 213 Bi a 214 Bi - se tvoří v přírodě a vstupují do řetězců radioaktivního rozpadu jader uranu-238 , uranu -235 a thoria -232 .

Chemické vlastnosti

Ve sloučeninách má vizmut oxidační stavy −3, +1, +2, +3, +4, +5. Při pokojové teplotě na suchém vzduchu neoxiduje, ale ve vlhkém vzduchu je pokryta tenkým filmem oxidu. Zahříváním na teplotu tání dochází k oxidaci vizmutu, která je znatelně zesílena při 500 °C. Při dosažení teploty nad 1000 °C vyhoří za vzniku oxidu Bi 2 O 3 [5] :

{\mathsf {4Bi+3O_{2}\ {\xrightarrow \ }2Bi_{2}O_{3))}

Interakce ozonu s vizmutem vede ke vzniku oxidu Bi 2 O 5 .

Mírně rozpouští fosfor. Vodík v pevném a kapalném vizmutu se prakticky nerozpouští, což ukazuje na nízkou aktivitu vodíku ve vztahu k vizmutu. Známé hydridy Bi 2 H 2 a BiH 3 - nestabilní již při pokojové teplotě, jedovaté plyny. Vizmut neinteraguje s uhlíkem, dusíkem a křemíkem [13] .

Interakce vizmutu se sírou nebo oxidem siřičitým je doprovázena tvorbou sulfidů BiS , Bi 2 S 3 .

{\mathsf {Bi+S\ {\xrightarrow {510^{o}C}}\ BiS}}

{\mathsf {2Bi+3S\ {\xrightarrow {300-400^{o}C}}\ Bi_{2}S_{3}}}

Bismut je odolný vůči koncentrované kyselině chlorovodíkové a zředěné kyselině sírové, ale rozpouští se v kyselině dusičné a chloristé a také v aqua regia .

{\mathsf {Bi+4HNO_{3}\ {\xarrowarrow {}}\ Bi(NO_{3})_{3}+NO\uparrow +2H_{2}O))

{\mathsf {Bi+3HCl+HNO_{3}\ {\xrightarrow {}}\ BiCl_{3}+NO\uparrow +2H_{2}O))

Vizmut reaguje s oxidem dusnatým za vzniku dusičnanu bismutnatého :

{\mathsf {Bi+3N_{2}O_{4}\ {\xrightarrow {70-110^{o}C}}\ Bi(NO_{3})_{3}+3NO\uparrow }}

Rozpouští se s koncentrovanou kyselinou sírovou za vzniku síranu bismutnatého :

{\mathsf {2Bi+6H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ Bi_{2}(SO_{4})_{3}+3SO_{2}\uparrow +6H_{2}O} }

Interakce bismutu s fluorem, chlorem, bromem a jodem je doprovázena tvorbou různých halogenidů:

{\mathsf {2Bi+5F_{2}\ {\xarrowarrow {600-700^{o}C}}\ 2BiF_{5}}}

{\mathsf {2Bi+3Cl_{2}\ {\xarrowarrow {200^{o}C}}\ 2BiCl_{3}}}

S kovy je schopen tvořit intermetalidy - bismutidy [2] [14] .

Vizmut je také schopen tvořit organobismutové sloučeniny , jako je trimethylbismut Bi(CH 3 ) 3 a trifenylbismut Bi(C 6 H 5 ) 3 .

Cena

Ceny vizmutu na světovém trhu jsou nestabilní, což je dáno jak kolísáním nabídky a poptávky, tak poklesem nebo zvýšením produkce olova, což vede k nárůstu nebo snížení produkce vizmutu, který je cenným doprovodný materiál v koncentrátech obsahujících olovo. Od 70. let byla nejnižší cena vizmutu 3,5 USD/kg v roce 1980 a nejvyšší cena byla 15 USD/kg v roce 1989. Na konci roku 1995 byla cena 99,99 % 8,8 USD/kg [15] .

Ceny za kilogram produktu ze skladu ve Spojených státech za období od ledna do září vzrostly o 8,8 USD (z 19,80 USD na 28,60 USD za kilogram (zdarma na palubě)).

Ceny vizmutových slitků ze skladu v Rotterdamu od ledna do září 2011 vzrostly o 4,2 USD (z 22,20 USD na 26,40 USD za kilogram (CIF)).

V závislosti na stupni čistoty kovu se vizmut dělí na několik stupňů. V pořadí zvyšující se čistoty se jedná o třídy Vi2, Vi1, Vi00, GOST 10928-90 normalizuje obsah nečistot v těchto stupních nejvýše 3 %, 2 % a 0,02 %, v tomto pořadí [16] . Vyrábí se také vysoce čisté druhy vizmutu Vi000 [17] , Vi0000 [17] . Cena kovového bismutu výrazně závisí na jeho čistotě. Vážený průměr ceny na světovém trhu na konci roku 2016 byl asi 10 USD/kg [18] . Odběrateli vysoce čistých jakostí jsou vědecká centra, zejména vizmut se používá pro syntézu dalších prvků [19] .

Aplikace

Hutnictví

Vizmut má velký význam pro výrobu tzv. " automatických ocelí ", zejména nerezových a značně usnadňuje jejich zpracování řezáním na automatech (soustružení, frézování atd.) při koncentraci vizmutu pouze 0,003 %, při současně bez zvýšení sklonu ke korozi . Bismut se používá ve slitinách na bázi hliníku (asi 0,01 %), tato přísada zlepšuje plastické vlastnosti kovu, výrazně zjednodušuje jeho zpracování.

Katalyzátory

Při výrobě polymerů slouží oxid vizmutitý jako katalyzátor a používá se zejména při výrobě akrylových polymerů. Při krakování ropy najde určité použití oxid bismutitý-chlorid .

Termoelektrické materiály

Vizmut se používá v polovodičových materiálech používaných zejména v termoelektrických zařízeních. Tyto materiály zahrnují telurid (tepelné emf teluridu vizmutu 280 µV/K) a selenid vizmutu . Byl získán vysoce účinný materiál na bázi bismut - cesium - tellur pro výrobu polovodičových ledniček pro superprocesory.

Detektory jaderného záření

Určitý význam pro výrobu detektorů jaderného záření má monokrystalický jodid bismutitý . Germanát vizmutitý (Bi 4 Ge 3 O 12 , krátké označení BGO) je běžný scintilační materiál používaný v jaderné fyzice , fyzice vysokých energií , počítačové tomografii , geologii . Tento materiál je výhodný ve srovnání s běžnými scintilátory v tom, že je odolný vůči záření, má vynikající časovou stabilitu a je zcela nehygroskopický . Vizmut galát Bi 2 Ga 4 O 9 je také slibným scintilátorem s vysokým časovým rozlišením . Jeho použití je stále omezené kvůli obtížnosti pěstování velkých monokrystalů .

Nízkotavitelné slitiny

Slitiny bismutu s jinými tavitelnými látkami ( kadmium , cín , olovo , indium , thallium , rtuť , zinek a gallium ) mají velmi nízký bod tání (některé jsou pod bodem varu vody a nejtavitelnější složení s bismutem má bod tání asi +41 °C [20] ). Nejznámější jsou Woodova slitina a (toxická bez kadmia ) Roseova slitina . Nízkotavitelné slitiny se používají jako:

nosiče tepla;
pájky;
podrobnosti o požárním poplachu a automatických hasicích zařízeních;
speciální maziva pracující ve vakuu a při vysokých teplotách, kdy nelze použít organická maziva;
části ventilů, jejichž roztavením se otevírá průřez pro proudění kapalin a plynů, jako jsou raketová paliva ;
pojistky ve vysoce výkonných elektrických obvodech ;
Těsnící těsnění v instalacích s ultravysokým vakuem;
Upevňovací materiály pro zlomené končetinové kosti v lékařství;
teploměrné kapaliny v kapalinových teploměrech ;
materiály pro výrobu investičních modelů ve slévárenství atd.

Měření magnetických polí

Kovový bismut vysoké čistoty se používá k výrobě vinutí pro měření magnetických polí , protože elektrický odpor bismutu závisí významně a téměř lineárně na magnetickém poli, což umožňuje měřit sílu vnějšího magnetického pole měřením odporu vinutí. vyrobený z něj.

Výroba polonia-210

Vizmut má určitý význam v jaderné technologii při výrobě polonia-210 , důležitého prvku v radioizotopovém průmyslu.

Chemické zdroje proudu

Oxid bismutitý smíchaný s grafitem se používá jako kladná elektroda v bismutovo-hořčíkových článcích ( EMF 1,97-2,1 V s měrnou spotřebou energie 120 W h /kg, 250-290 W h/dm³).

Vizmut olovnatý nachází uplatnění jako kladná elektroda v lithiových článcích.

Bismut ve slitině s indiem se používá v extrémně stabilních a spolehlivých rtuť-bismut-indiových článcích . Takové prvky fungují dobře ve vesmíru a v těch podmínkách, kde je důležitá stabilita napětí, vysoká měrná energetická náročnost a spolehlivost hraje prvořadou roli (například vojenské a letecké aplikace).

Fluorid vizmutitý se používá pro výrobu extrémně energeticky náročných lanthan-fluoridových baterií (teoreticky až 3000 Wh/dm³, prakticky dosaženo - 1500-2300 Wh/dm³).

Zpracování odolných kovů a slitin

Nízkotavitelné slitiny bismutu (například Woodova slitina, Růžová slitina atd .) se používají k upevňování obrobků dílů vyrobených z uranu , wolframu a jejich slitin a dalších materiálů, které je obtížné obrábět řezáním na kovoobráběcích strojích. (soustruhy, frézy, vrtání atd.).

Jaderná energie

Eutektická slitina bismut-olovo se používá v jaderných reaktorech chlazených tekutým kovem . Zejména v sovětské ponorkové flotile byly takové reaktory použity na ponorce K-27 a sedmi ponorkách Project 705 (Lira) .

Malý průřez vizmutu pro záchyt tepelných neutronů a významná schopnost rozpouštět uran spolu s výrazným bodem varu a nízkou agresivitou vůči konstrukčním materiálům umožňují použití vizmutu v homogenních jaderných reaktorech, které ještě neopustily fázi experimentálního vývoje. .

Magnetické materiály

Intermetalický mangan-bismut je vysoce feromagnetický a vyrábí se ve velkém množství v průmyslu za účelem získání plastových magnetů. Charakteristickým rysem a výhodou tohoto materiálu je schopnost rychle a levně získat permanentní magnety (kromě nevodivých) libovolného tvaru a velikosti. Tento magnetický materiál je navíc poměrně odolný a má značnou donucovací sílu . Kromě sloučenin bismutu s manganem jsou známy také magneticky tvrdé sloučeniny bismutu s indiem , chromem a europiem , jejichž použití je omezeno na speciální oblasti techniky buď z důvodu obtíží při syntéze (bismut - chrom ), nebo vysoké ceny. druhé složky ( indium , europium ).

Palivové články

Oxid vizmutitý (keramické fáze VIMEVOKS), dopovaný oxidy jiných kovů ( vanad , měď , nikl , molybden atd.), má velmi vysokou elektrickou vodivost při teplotách 500–700 K a používá se k výrobě vysokoteplotních palivové články .

Vysokoteplotní supravodivost

Keramika, která zahrnuje oxidy vizmutu, vápníku , stroncia , barya , mědi , yttria atd., jsou vysokoteplotní supravodiče . V posledních letech studie těchto supravodičů odhalily fáze, které mají vrcholy přechodu do supravodivého stavu při 110 K.

Výroba tetrafluorhydrazinu

Bismut ve formě malých třísek nebo prášku se používá jako katalyzátor pro výrobu tetrafluorhydrazinu (z fluoridu dusitého ), který se používá jako okysličovadlo raketového paliva.

Elektronika

Slitina o složení 88 % Bi a 12 % Sb v magnetickém poli vykazuje anomální efekt magnetorezistence ; z této slitiny jsou vyrobeny vysokorychlostní zesilovače a spínače.

Wolframát , vanadičnan cíničitý , křemičitan bismutitý a niobát jsou složky vysokoteplotních feroelektrických materiálů.

Ferit vizmutu BiFeO 3 ve formě tenkých vrstev je slibným magnetoelektrickým materiálem.

Bismut je jednou ze součástí bezolovnatých pájek, stejně jako pájek s nízkou teplotou tání používaných pro montáž extrémně citlivých mikrovlnných součástek.

Medicína

Ze sloučenin bismutu v lékařství se nejvíce používá jeho trioxid Bi 2 O 3 . Zejména se používá ve farmaceutickém průmyslu k výrobě mnoha léků na gastrointestinální onemocnění [21] , stejně jako antiseptických a hojivých látek. Na jejím základě byla navíc v poslední době vyvinuta řada protinádorových léků pro léčbu onkologických onemocnění.

Oxid bismutitý se používá v lékařství jako rentgenkontrastní činidlo a jako výplň při výrobě krevních cév. Kromě toho se v medicíně široce používají sloučeniny, jako je galát vizmutitý , tartrát , uhličitan , subsalicylát , subcitrát a vizmut tribromfenolát . Na základě těchto sloučenin bylo vyvinuto mnoho lékařských přípravků (včetně tak široce používaných, jako je mast Višnevského ).

Jako protivředová léčiva se používají: vizmut tripotasium dicitrát (bismut subcitrát) ( ATX kód A02BX05), bismut subnitrát (A02BX12), ranitidin bismut citrát (A02BA07).

Citrát vizmutitý (Bismuth (III) citrát, C 6 H 5 BiO 7 ) - používá se při přípravě médií pro izolaci salmonel.

Pigmenty

Jako pigment se používá vanadičnan vizmutitý (jasně žlutá barva).

Kosmetika

Chlorid vizmutitý se používá jako rozjasňovač při výrobě laků na nehty, rtěnek, očních stínů atd.

Lov a rybolov

Bismut je relativně bezpečný pro životní prostředí. To umožňuje použití bismutových broků a platin namísto tradičního a toxického olova [22] .

Biologická role

Obsah bismutu v lidském těle je:

svalová tkáň - 0,32 × 10 -5 %
kostní tkáň – méně než 0,2 × 10 -4 %
krev — ~0,016 mg/l
denní příjem s jídlem 0,005-0,02 mg.

Obsah v těle průměrného člověka (tělesná hmotnost ~ 70 kg) je malý, ale přesné údaje nejsou k dispozici. Chybí také údaje o toxických a letálních dávkách [23] . Je však známo, že bismut má nízkou toxicitu při perorálním podání. Zdá se to neočekávané, protože těžké kovy jsou obvykle velmi toxické, ale vysvětluje se to snadnou hydrolýzou rozpustných sloučenin bismutu. V rozmezí hodnot pH nalezených v lidském těle (snad s výjimkou žaludku) se vizmut téměř úplně vysráží ve formě nerozpustných zásaditých solí. Pokud je však vizmut užíván společně s látkami schopnými přeměnit jej na roztok (glycerin, kyselina mléčná atd.), je možná těžká otrava. Při polykání velkého množství koncentrovaných roztoků dusičnanů a jiných solí bismutu je významným nebezpečím vysoká koncentrace volné kyseliny vzniklé hydrolýzou.

Tendence k hydrolýze a nízká toxicita je způsobena používáním bazických solí (subcitrát, bazický dusičnan aj.) vizmutu jako léčiva k léčbě žaludečních vředů . Kromě neutralizace kyseliny a ochrany stěn žaludku koloidním sedimentem působí vizmut proti bakterii Helicobacter pylori , která se významně podílí na vzniku žaludečních vředů.

Viz také

Seznam zemí podle výroby bismutu

Poznámky

↑ 1 2 Meija J. a kol. Atomové hmotnosti prvků 2013 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2016. - Sv. 88 , č. 3 . - str. 265-291 . - doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Fedorov P. I. Wismuth // Chemická encyklopedie : v 5 dílech / Ch. vyd. I. L. Knunyants . - M . : Sovětská encyklopedie , 1988. - T. 1: A - Darzana. - S. 379-380. — 623 s. — 100 000 výtisků. - ISBN 5-85270-008-8 .
↑ Periodická tabulka na webu IUPAC .
↑ Nicholas C; Norman. Chemie arsenu , antimonu a vizmutu . - 1998. - S. 41. - ISBN 978-0-7514-0389-3 .
↑ 1 2 3 Ed. Dritsa M. E. Vlastnosti prvků. - Hutnictví, 1985. - S. 292-302. - 672 s.
↑ Wolfson F. I., Druzhinin A. V. Hlavní typy rudních ložisek. — M .: Nedra, 1975. — 392 s.
↑ Benátskij Sergej Iosifovič. "Služební cesta" do vesmíru (bismut) // O vzácných a rozptýlených: příběhy o kovech. - M . : Metalurgie, 1980. - 184 s.
↑ Yukhin Yu. M., Michailov Yu. I. Chemie sloučenin a materiálů vizmutu. - SO RAN, 2001. - S. 19-21. - 360 s.
↑ Experimenty s magnetickou levitací Archivováno 15. února 2012 na Wayback Machine (fin.)
↑ Om Prakash, Anil Kumar, A. Thamizhavel, S. Ramakrishnan. Důkaz pro objemovou supravodivost v čistých monokrystalech bismutu při okolním tlaku // Science . - 2017. - Sv. 355 . — S. 52–55 . - doi : 10.1126/science.aaf8227 .
↑ Pierre de Marcillac, Noël Coron, Gérard Dambier, Jacques Leblanc a Jean-Pierre Moalic. Experimentální detekce α-částic z radioaktivního rozpadu přírodního bismutu (anglicky) // Nature : journal. - 2003. - Duben ( roč. 422 , č. 6934 ). - S. 876-878 . - doi : 10.1038/nature01541 . — . — PMID 12712201 .
↑ HG Carvalho, M. Penna. Alfa-aktivita 209 Bi (neurčitá) // Lettere al Nuovo Cimento. - 1972. - V. 3 , č. 18 . - S. 720 . - doi : 10.1007/BF02824346 .
↑ Slavinský M.P. Fyzikální a chemické vlastnosti prvků. - Státní vědeckotechnické nakladatelství literatury o hutnictví železa a neželezných kovů, 1952. - S. 426-432. — 764 s.
↑ Lidin R.A. a další Chemické vlastnosti anorganických látek: Proc. příspěvek na vysoké školy. - 3. vydání, Rev. - M .: Chemie, 2000. - 480 s. — ISBN 5-7245-1163-0 .
↑ Denisov V. M., Belousova N. V., Moiseev G. K. et al. Materiály obsahující vizmut: struktura a fyzikálně-chemické vlastnosti / Uralská pobočka Ruské akademie věd. - Jekatěrinburg, 2000. - 527 s.
↑ GOST 10928
↑ 1 2 GOST 16274.0-77, TU 48-6-114
↑ Bismut. Cena na světovém trhu. . Získáno 7. dubna 2017. Archivováno z originálu 8. dubna 2017. (neurčitý)
↑ Transuranové prvky. . Získáno 15. března 2017. Archivováno z originálu 16. března 2017. (neurčitý)
↑ IndAlloy 15, skládající se z Bi (42,9 %), Cd (5,10 %), In (18,3 %), Pb (21,7 %), Hg (4,00 %), Sn (8,00 %). Matweb LLC. Údaje o vlastnostech materiálu .
↑ Motorkina R.K.; Novitskaya N. Ya. (farma), Shvaykova M. D. (soud). Bismut // Velká lékařská encyklopedie : ve 30 svazcích / kap. vyd. B.V. Petrovský . - 3. vyd. - M .: Sovětská encyklopedie , 1977. - T. 4: Valin - Gambie. - S. 248-249. — 576 s. : nemocný.
↑ http://www.nordis.fi/patruunat/vihtavuori-haulikon-patruunat/ Archivováno 5. června 2011 v řadě bismutových nábojů Wayback Machine
↑ Emsley J. Elements. — M.: Mir, 1993. — 256 s.

Literatura

Chirkin VS Termofyzikální vlastnosti materiálů. - Státní nakladatelství fyzikální a matematické literatury , 1959. - S. 187-192. — 356 s.

Odkazy

Slovníky a encyklopedie

V bibliografických katalozích
BNE : XX544135 BNF : 12150872q GND : 4145722-5 J9U : 987007282559205171 LCCN : sh85014436 NDL : 00560691 NKC : ph118931

Sloučeniny bismutu

Arzeničnan vizmutitý (BiAsO 4 )
Octan vizmutitý (Bi(C 2 H 3 OO) 3 )
Bromid vizmutitý (BiBr)
Bromid vizmutitý (BiBr2 )
bromid vizmutitý (BiBr 3 )
Vizmutitan sodný (NaBiO 3 )
Dipraseodym vizmutid (Pr 2 Bi)
Praseodym vizmutid (PrBi)
Vizmut hořečnatý (Mg 3 Bi 2 )
bismutid sodný (NaBi)
Vizmut niklu (NiBi)
Palladium bismuthid (PdBi)
bismutid platiny (PtBi)
Bismutid plutonia (PuBi)
Rhodium vizmutid (RhBi)
bismutid draselný (K 3 Bi)
Tripalladium bismuthid (Pd 3 Bi)
Bismuthin (BiH 3 )
Bismutyldichroman ((BiO) 2 Cr 2 O 7 )
Hydroxid vizmutitý (Bi(OH) 3 )
Jodičnan vizmutitý (Bi(IO 3 ) 3 )
Jodid vizmutitý (BiI 2 )
Jodid bismutitý (BiI 3 )
Bismuthylkarbonát ((BiO) 2 CO 3 )
Molybdenan vizmutitý (Bi 2 ( MoO 4 ) 3
metahydroxid vizmutitý (BiO(OH))
Dusičnan vizmutitý (Bi(NO 3 ) 3 )
Bismutylnitrát (BiONO 3 )
Šťavelan vizmutitý (Bi 2 ( C 2 O 4 ) 3
oxid bismutitý (BiO)
Oxid bismutitý (Bi 2 O 3 )
Oxid vizmutitý (BiO 2 )
Oxid vizmutitý (Bi 2 O 5 )
Oxid bismutitý-bromid (BiOBr)
Oxid-jodid bismutitý (BiOI)
Oxid vizmutitý-fluorid (BiOF)
Oxid vizmutitý-chlorid (BiOCl)
Bismutyl chloristan (BiOClO 4 )
Selenid vizmutitý (BiSe)
Selenid bismutitý ( Bi2Se3 ) _
Síran vizmutitý (Bi 2 ( SO 4 ) 3
Sulfid bismutitý (BiS)
Sulfid bismutitý (Bi 2 S 3 )
Sulfid jodid vizmutitý (BiSI)
Sulfidchlorid vizmutitý (BiSCl)
tartrát vizmutitý (Bi 2 ( C 4 H 4 O 6 ) 3
Telurát vizmutitý (Bi 2 TeO 6 )
Telurid bismutitý ( Bi2Te3 ) _
Oxid vizmutitý (Bi 2 O 4 )
Thioacetát vizmutitý ( Bi ( C2H3OS ) 3 )
Thiokyanát vizmutitý (Bi(SCN) 3 )
trimethylbismut (Bi( CH3 ) 3 )
trifenylbismut ( Bi ( C6H5 ) 3 )
triethylbismut ( Bi ( C2H5 ) 3 )
Vizmut tribromfenolát (Bi ( OC 6 H 3 Br 3 ) 3
Fosforečnan bismutitý (BiPO 4 )
Fluorid bismutitý (BiF 3 )
Fluorid vizmutitý (BiF 5 )
Chlorid vizmutitý (BiCl)
Chlorid vizmutitý (BiCl 2 )
Chlorid vizmutitý (BiCl 3 )
Chlorid vizmutitý (BiCl 4 )
Citrát vizmutitý (BiC 6 H 5 O 7 )

Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva

osm

já

Čs

alkalických kovů	kovy alkalických zemin	Lanthanoidy	aktinidy	přechodné kovy
lehké kovy	Polokovy	nekovy	Halogeny	vzácné plyny

Řady elektrochemické aktivity kovů
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Ti , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au