Bizmut


Bizmut w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania 83 Bi Uwaga Syntetyczne kryształy czystego bizmutu. Obok sześcian (1 cm³) wykonany z bizmutu o czystości 99,99% Kryształ lejkowaty bizmutu

Bizmut (Bi, łac. bisemutum, bismuthum lub bismutum) – pierwiastek chemiczny, metal bloku p układu okresowego.

Nazwa pochodzi od zlatynizowanego[6] niemieckiego słowa Wismut[7], pochodzącego od określenia weisse Masse, tj. biała masa[6].

Spis treści

Właściwości | edytuj kod

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)[8]. Nie reaguje z tlenem i wodą w warunkach normalnych. Roztwarza się w stężonym kwasie azotowym.

Bizmut ogrzany do temperatury topnienia, a następnie wolno oziębiany spontanicznie tworzy kryształy lejkowate; jeśli szybkość oziębiania jest niewielka, rozmiary kryształów mogą być bardzo duże.[9]

Występowanie | edytuj kod

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 | edytuj kod

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-, [BiCl52-, [BiCl53-, [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 | edytuj kod

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)[10], wcześniej szacowanego na 1018[11] 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 | edytuj kod

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 | edytuj kod

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

Znaczenie | edytuj kod

Znaczenie biologiczne – brak lub nieznane[13][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[14]. Niewiele wiadomo o toksyczności bizmutu[12][15]. Nie wykazano upośledzenia i odstępstw od normy w rozwoju szczurów, którym przez 28 dni podawano bizmut w dawkach 0, 40, 200,1000 mg na kg masy ciała, dla obu płci; ustalono, iż LD50 > 2000 mg/kg masy ciała (vide: dawka śmiertelna)[15].

Uwagi | edytuj kod

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

Przypisy | edytuj kod

  1. 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 978-1-4200-9084-0 .
  2. Bizmut (nr 264008) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych (ze względu na zmianę sposobu wywołania karty charakterystyki, aby pobrać kartę dla obszaru USA, na stronie produktu należy zmienić lokalizację na "United States" i ponownie pobrać kartę). [dostęp 2011-10-02].
  3. Cucka, P.,, Barrett, C. S.,. The crystal structure of Bi and of solid solutions of Pb, Sn, Sb and Te in Bi. „Acta Cryst.”. 15 (9), s. 865-872, 1962. DOI: 10.1107/S0365110X62002297 (ang.). 
  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].
  5. Bizmut (CID: 5359367) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
  6. a b AndrewA. Ede AndrewA., The Chemical Element: A Historical Perspective, Greenwood Publishing Group, 2006, ISBN 978-0-313-33304-0 [dostęp 2019-05-05]  (ang.).
  7. Bismuth – Definition. Merriam-Webster Dictionary. [dostęp 2010-08-22].
  8. a b c Bismuth - Element information, properties and uses | Periodic Table, www.rsc.org [dostęp 2018-06-13]  (ang.).
  9. William Tiller: The Science of Crystallization: Microscopic Interfacial Phenomena. Cambridge University Press, 1991, s. 2. ISBN 0-521-38827-9.
  10. 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
  11. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982, s. 30. ISBN 83-11-06723-6. (pol.)
  12. a b YuriY. Sano YuriY. i inni, A 13-week toxicity study of bismuth in rats by intratracheal intermittent administration, „Journal of Occupational Health”, 47 (3), 2005, s. 242–248, ISSN 1341-9145, PMID15953846 [dostęp 2018-06-13] .
  13. Bizmut, ukladodpornosciowy.pl [dostęp 2017-09-12] .
  14. Łukasz Szczygieł. Medyczne zastosowanie związków bizmutu. „Gazeta Farmaceutyczna”. 4/2009. s. 36–38. [dostęp 2017-09-12]. 
  15. a b YuriY. Sano YuriY. i inni, Oral toxicity of bismuth in rat: single and 28-day repeated administration studies, „Journal of Occupational Health”, 47 (4), 2005, s. 293–298, ISSN 1341-9145, PMID16096353 [dostęp 2018-06-13] .

Bibliografia | edytuj kod

  1. Jerzy Chodkowski (red.): Mały słownik chemiczny. Wyd. V. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1976.
  2. Encyklopedia techniki CHEMIA. Warszawa: WNT, 1965.
  3. Adam Bielański: Chemia ogólna i nieorganiczna. Warszawa: PWN, 1981, s. 414, 427, 439. ISBN 83-01-02626-X.
  4. Philip John Durrant, Bryl Durrant: Zarys współczesnej chemii nieorganicznej. Warszawa: PWN, 1965, s. 875–881.
Kontrola autorytatywna (pierwiastek chemiczny):
Na podstawie artykułu: "Bizmut" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy