Was Ist Wismut? Eigenschaften, Verwendungsbereiche Und Gewinnungsorte

In verschiedenen Quellen finden sich unterschiedliche Informationen über das Element Wismut, das seit der Antike bekannt ist und verwendet wird. Eine dieser Angaben ist, dass das Element in der Antike in Ägypten, Rom, Asien und China verwendet wurde. Damals wurde es mit einigen Erzen vermischt, und in den folgenden Jahren wurde es dank der führenden Wissenschaftler der Chemie analysiert und alle Fakten seines Wesens wurden aufgedeckt.

Während Wasser (H₂O), Germanium (Ge) und Antimon (Sb) gefrieren, dehnt sich Wismut aus, anstatt zu schrumpfen, und vergrößert sein Volumen. Dieses seltene Phänomen wird auch beim Gefrieren von Wismut beobachtet. Das Ereignis, das viele Wissenschaftler in Erstaunen versetzt hat, hat auch den Weg für das Entstehen einer wissenschaftlichen Realität geebnet.

Das Element, das durch sein irisierendes Aussehen auffällt, gilt dagegen aufgrund seiner langen Halbwertszeit als die stabilste und nicht radioaktive Substanz. Sie ist für ihre erstaunlichen Eigenschaften bekannt und wird aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften in vielen Bereichen von der Medizin bis zur Industrie eingesetzt. Wir sind sicher, dass sie Ihr Interesse wecken wird. Wenn Sie möchten, können Sie alle Details finden, die Sie interessieren, indem Sie unseren Artikel lesen.

Was ist Bizmut?

Wismut, ein Element der Halbmetallreihe (es verhält sich wie ein Nichtmetall, wenn es mit Metallen reagiert, und wie ein Metall, wenn es mit Nichtmetallen reagiert), ist ein wichtiges Erz, dessen überraschendes Aussehen einen besonderen Platz in der Chemie einnimmt, das für verschiedene Zwecke in verschiedenen Bereichen verwendet wird und in einigen Ländern der Welt Vorkommen hat.

Bismut, das letzte Element seiner Gruppe, ist ein seit dem Altertum bekanntes Metall, das bei seiner ersten Entdeckung mit Zinn (Sn) und Blei (Pb) vermischt wurde, und dessen heute bekannte Eigenschaften durch die Studien verschiedener Wissenschaftler entdeckt wurden.

Bismut wurde erstmals 1450 von dem deutschen Mönch Basil Valentin beschrieben, der für seine Leistungen auf dem Gebiet der Chemie den Titel des Vaters der modernen Chemie erhielt und durch den das chemische Verfahren von primärer Bedeutung erlernt wurde. Bismut wurde erstmals 1737 in elementarer Form durch Hillot gewonnen.

Bismut, gemischt mit Blei und Zinn, wurde von Claude François Geoffroy, einem der bedeutendsten Vertreter der Chemie, der 1753 in Frankreich geboren wurde und starb, analysiert und festgestellt, dass es ein schwereres Metall als Zinn ist und nicht in der Form von Blei vorliegt.

Das alte deutsche Wort für Wismut war wissmuth, was so viel wie weiße Masse bedeutet, und in späteren Jahren wurde statt wissmuth das lateinische Wort bisemutum verwendet.

Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Wismut, das mit seinen einzigartigen Eigenschaften von Chemikern als interessantes Element angesehen wird, können Sie im weiteren Verlauf unseres Artikels erfahren.

Was sind die Eigenschaften von Bizmut?

Das Element Wismut, das sich durch seine Farbe und physikalische Erscheinung optisch von anderen Metallen unterscheidet, ist fast rot rosa, zinnweiß getönt. Wenn Wismutkristalle, die eine Vielzahl von farbreflektierenden Eigenschaften aufweisen, erhitzt werden, bilden sie an der Oberfläche eine Oxidschicht in gelben, fast braunen Farbtönen.

Diese Schicht, die sich von allen anderen Metalloxiden unterscheidet, ist auf die schillernden Eigenschaften des Materials zurückzuführen. Sie wird durch eine strukturelle Färbung infolge der Wechselwirkung von Mikrostrukturen auf der Oberfläche mit dem Licht verursacht.

Änderungen in der Dicke der Oxidschicht erzeugen Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen. Daraus ergeben sich impressive Farben. Die treppenförmige Spiralstruktur von Wismutkristallen entsteht dadurch, dass das Wachstum an den Außenkanten höher ist als an den Innenkanten.

Nun wollen wir uns die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Elements Wismut genauer ansehen, das ganz andere und überraschende Eigenschaften hat als die uns bekannten Metalle.

• Symbol; “Bi”.
• Im Periodensystem; Es befindet sich in der Gruppe 5A (VA).
• Atomzahl (Anzahl der Protonen); 83.
• Neutronenzahl; 126.
• Elektronenzahl; 83.
• Atomgewicht (relative Atommasse); 208.98.
• Dichte; 9,78 gcm³.
• Spezifische Wärmekapazität; 0,034.
• Verdampfungstemperatur; 42,7⁰C.
• Elektrischer Widerstand; erstaunlich hoch für ein Metall.
• Der Siedepunkt liegt bei 1564⁰C.
• Schmelzpunkt; 271,5⁰C.
• Reduktionszahl; 3,5.
• Wärmeausdehnungskoeffizient; 13,4×10^-6 K^-1
• Wärmeleitfähigkeit; 0,0787 W/cmK
• Elastizitätsmodul; 34×10³MPa
• Mohs-Härte; 2,25
• Atomvolumen; 221,3 cm³/mol
• Atomdurchmesser; 1,63 A
• Ionischer Radius; 1,03(3)A
• Kovalenter Radius; 1,46 A
• Ionisierungsenergie; 703,3 (kJ/mol)
• Elektronenaffinität; 110 (kJ/mol)
• Elektronengativität; 2.02.
• Elektronenanordnung; 1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p⁶d¹⁰f¹⁴5s²p⁶d¹⁰6s²p³ ist in der Form von
• Elektronen pro Energieniveau sind 2, 8, 18, 32, 18, 5.
• 1. Ionisationspotential; 7,289 V
• 2. Ionisationspotential; 16,687 V
• 3. Ionisationspotential; 25,559 V
• Halbwertszeit; 1.902587519026×10¹⁹ Jahre
• Zersetzungsart; Alpha-Emission
• Oxidationszustand; (3),5
• Häufigkeit in der Erdkruste; 2,5x 10^-6%
• Häufigkeit im Meerwasser; 2×10^-9%
• Menge im menschlichen Körper; keine.
• Zustand der Materie; fest. Leicht pulverisierbar.
• Magnetismus; diamagnetisch.
• Kristallstruktur; rhomboedrisch. Seltene Kristalle sind meist flach hexagonal.
• Der Kristall ist groß, glänzend und grob; spröde und zerbrechlich.
• Es weist keine übermäßige Härte auf. Es kann geschmiedet, verdrahtet und recycelt werden.
• Die elektrische Leitfähigkeit ist gering.
• Die Wärmeleitfähigkeit ist geringer als die von Quecksilber (Hg).
• Im Vergleich zu allen anderen Metallen ist Wismut das Metall mit der schwierigsten Magnetisierungseigenschaft. Es hat also einen hohen Magnetisierungswiderstand.
• Es dunkelt bei Raumtemperatur (25⁰C) und an der Luft nicht nach. Es verbrennt an der Luft mit einer blauen Flamme und gibt gelbe Oxiddämpfe ab.
• Es wird durch kaltes Wasser in luftloser Umgebung nicht beeinträchtigt.
• Unempfindlich gegen Salzsäure (HCl).
• Schwache Wirkung von heißer Schwefelsäure (H₂SO₄).
• Schnell löslich in verdünnter oder konzentrierter Salpetersäure.
• Reagiert mit Wasserdampf bei Gluttemperatur.
• Bei Abkühlung und Verfestigung nimmt sein Volumen zu. Sie zeigt also eine Ausdehnung mit einem Verhältnis von 3,3.
• In Natriumhydroxid (NaOH) und Chlorsäure bildet es einen weißen Niederschlag. Dieser Niederschlag wird gelb, wenn er gekocht wird. Wenn Chlorsäure und Salpetersäure verdünnt werden, färbt sich die resultierende weiße Lösung mit Schwefelwasserstoff schwarz.
• Kann direkte Kombinierbarkeit mit Schwefel (S) und Halogenen (Gruppe 7A, eine besondere Klasse von Nichtmetallen) aufweisen (direkte Beeinflussung).
• Kommt in der Natur meist in freier Form vor (Bismutoxid und Bismutsulfid können auch in gebundener Form vorkommen)
• In der Natur besteht es aus dem einzigen Isotop mit der Massenzahl 209. Die Halbwertszeit dieses Isotops ist recht lang. Neben diesem Isotop gibt es noch 33 weitere radioaktive Isotope mit Atommassenzahlen zwischen 185-217. Das wichtigste der radioaktiven Isotope ist das Isotop Bi-210.
• In der Natur ist es das Element mit der höchsten Ordnungszahl unter den nichtradioaktiven Erzen.
• Bismut-Trisulfid oder Bismuthinit ist das wertvollste Bismut-Mineral. Dieses Mineral kann auch als Bismutglans bezeichnet werden.
• Das andere wichtige Wismutmineral ist Wismuttrioxid, das Oxidationsprodukt dieses schwefelhaltigen Minerals, das in Zinn-Wolfram-Lagerstätten zusammen mit verschiedenen Mineralien wie Pyrit, Chalkopyrit, Magnetit, Galenit und Sphalerit in Eruptivgestein vorkommt. Es kommt häufig zusammen mit den Elementen Blei, Kupfer und Zinn vor.

Lassen Sie uns einen Überblick über die Eigenschaften der Minerale Bismutinit, Pyrit und Tetradimit geben.

• Bismutinit (Bi₂S₃); 81,2% Bi, 18,8% S. Es ist weiß bis bleigrau, oft gelb oder verschiedenfarbig. Die Strichfarbe ist hellgrau, die Härte 2 und die Dichte 6,8-7,2. Es ist löslich in Salpetersäure (HNO₃) und schmilzt einfach in einer Lötlampe. Es kristallisiert im orthorhombischen System. Es kommt zusammen mit den Mineralien Nabit-Silber, Nabit-Gold, Topas-Pyrit, Chalkopyrit, Quarz und Galenit vor.
• Es wird in Bursa Uludağ, Dumluca, Divriği und Efendidere, Balya und Kevik, Yıldızeli, Esbiye und Lahanos gefunden. Auch in Russland, Bolivien und Peru gibt es große Vorkommen. Es wird in der Kugel- und Kosmetikindustrie, bei der Herstellung von Perparat, bei der Produktion von elektrischen Sicherungsdrähten und in leicht schmelzenden Legierungen verwendet.
• Pyrit (FeS₂) besteht aus 46,6% Fe und 53,4% S. Die Farbe ist helles Messinggelb mit dunklen/graubraunen Tönen. Die Farbe der Kombination charakteristischer Linien parallel zu den Kanten ist schwarz. Seine Härte liegt bei 6-6,5 und seine Dichte bei 4,9-5,2. Er zersetzt sich einfach zu Limonit und H₂SO₄. Es liegt in Form einer Schale vor, die zwischen den Sulfidmineralen Glas anzieht. Löslich in Salpetersäure (HNO₃), unlöslich in HCl (Salzsäure). Es erzeugt magnetische Wellen im Gebläse.
• Pyrit findet sich in hydrothermalen, magmatischen und sedimentären Ablagerungen. Es kommt als Skarnmineral und sekundäres Mineral in felsischen Gesteinen vor. In unserem Land gibt es Lagerstätten in Trabzon, Artvin, Giresun, Denizli, Elazığ, Kastamonu und Siirt. Weltweit werden Lagerstätten in den USA, Deutschland, Italien, Spanien, Japan, Schweden und Norwegen gefunden und betrieben.
• Tetradimit (Bi₂Te₂S) besteht aus 59,3% Bi, 36,2% Te, 4,5% S. Seine Härte liegt bei 1,5-2 und seine Dichte bei 7,2-7,9. Es enthält geringe Mengen an Kupfer (Cu), Selen (Se), Gold (Au) und Blei (Pb) in isomorphen Mischungen. Es kristallisiert im trigonalen System. In der Natur kommt es in der Regel in blattförmigen, blattartigen Massen vor. Es ist elastisch und kann zu dünnen Platten gebogen werden. Es ist in Salpetersäure löslich und färbt die Lösung violett. Weltweit gibt es Vorkommen in Russland, Mexiko und im Ural.

Was sind die Verwendungsmöglichkeiten von Bizmut?

Bismut ist ein wichtiges Erz, das in verschiedenen Bereichen, für verschiedene Zwecke und bei der Herstellung einiger Produkte verwendet wird.

• Wismutverbindungen werden in der Medizin zur Behandlung von Verdauungsbeschwerden und Magenbeschwerden eingesetzt. Bismutsubgallat wird als Pulver bei Ekzemen verwendet.
• Bismutoxidsalze werden in der Pharmazie und Kosmetikindustrie verwendet. Es wird verwendet, um Lippenstift, Nagellack und Lidschatten einen perlmuttartigen Glanz zu verleihen.
• Bismutphospholibdat, ein Komplexsalz von Bismutphospholibdat, wird als Katalysator (eine Substanz, die eine chemische Reaktion oder eine Änderung der Reaktionsgeschwindigkeit bewirkt) bei der Synthese von Acrylnitril (ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Acrylfasern und verschiedenen Kunststoffen) verwendet.
• Bismutverbindungen sind Wismutoxid und basisches Wismutnitrat. Diese Verbindungen werden beim Emaillieren und Färben sowie bei der Herstellung von Glas und Keramikporzellan verwendet.
• Eines der bekanntesten radioaktiven Isotope, Bi-210, wird als Betastandard für die Einstellung von Kernzählgeräten verwendet.
• Bismut wird als Kühlmittel in Kernreaktoren verwendet.
• Es wird in Feuerlöschern verwendet. Bismut verbindet sich mit Metallen wie Blei (Pb), Zinn (Sn), Cadmium (Cd) und Eisen (Fe) zu einfachen Schmelzlegierungen. Einige dieser Legierungen werden bei der Konstruktion von automatischen Feuerlöschern und Brandschutzsystemen verwendet.
• Aufgrund seiner feuerlöschenden Eigenschaften wird es in elektrischen Sicherungen verwendet.
• Bismut kann anstelle von Blei beim Löten verwendet werden.
• Bizmut wird auch in Plasmabildschirmen, Spezialklebstoffen, Scheiben, Schmierölen, Sicherheitsstopfen von Druckgasflaschen, Sicherheitsvorrichtungen von Kraftstofftanks, Röntgengeräten und Gewehren verwendet.

Wo wird Bizmut abgebaut?

In diesem Teil unseres Artikels gehen wir der Frage nach, wo Bismuterz, das in verschiedenen Teilen der Welt vorkommt, abgebaut wird und wie es gewonnen wird.

Bismut ist in Blei- und Kupfererzen enthalten. Bei deren Verarbeitung fällt Wismut als Nebenprodukt an. Kommerziell gewonnenes Wismut ist zu 99,999 % rein. Wismut mit diesem Reinheitsgrad kann auf vier verschiedene Arten gewonnen werden. Diese Verfahren werden als Spery-Methode, Betterton-Kroli-Methode, elektrolytische Methode nach Bett und Kristallisationsmethode bezeichnet.

Das Bismut-Element kann auch durch direkten Abschuss gewonnen werden, was jedoch kostspieliger ist als dieses Verfahren. Dieses Verfahren kann wie folgt beschrieben werden. Schwefelhaltige Sprossen werden zunächst geröstet und in die Oxidform überführt. Diese Oxide oder direkt oxidierten Sprossen werden dann mit Kohlenstoff reduziert. Da bei diesen Prozessen ein Teil des Wismuts verloren geht, wird der Prozess bei einer möglichst niedrigen Temperatur durchgeführt.

Bei der Elektrolysebehandlung von Kupfer und Blei bildet Wismut zusammen mit anderen Metallen den Anodenschlamm. Durch Oxidation dieses Schlamms wird er in Bismutoxid umgewandelt. Anschließend wird auf irgendeine Weise ein Metall mit einem Wismutgehalt von 80-95 % gewonnen, das gereinigt werden muss. Die Aufbereitung erfolgt durch Elektrolyse oder verschiedene chemische Verfahren.

Die Länder, die am meisten Wismut produzieren, deren Jahresproduktion zwischen 2000 und 3000 Tonnen liegt, und in denen die Sprossen am häufigsten vorkommen, sind die USA, Mexiko, Kanada, Spanien, Bolivien und Peru. Darüber hinaus wird Wismut selten in vulkanischem Gestein gefunden.

Was sind die Vorteile von Bizmut?

Es bietet in vielen Fällen eine einfache Handhabung, insbesondere durch die Verwendung für verschiedene Zwecke in Feuerlöschbereichen. Zusätzlich zu den Vorteilen, die es in kosmetischen Produkten bietet, hat es lebenswichtige Vorteile, da es im medizinisch-pharmazeutischen Bereich bei der Behandlung verschiedener Krankheiten, insbesondere von Magenbeschwerden, eingesetzt wird.

Was sind die Schäden von Bizmut?

Das Element Bismut kann neben seinem Nutzen auch einige schädliche Wirkungen hervorrufen.

• Bismut kann dauernde Schäden an Organen verursachen. Organe mit hoher Empfindlichkeit werden am meisten gereizt. So kann zum Beispiel das Auge stark angegriffen und das Sehvermögen beeinträchtigt werden.
• Das Gas aus der Wismutkapsel kann sich negativ auf die Gesundheit auswirken und ernsthafte Probleme in den Atemwegen und der Gehirnfunktion verursachen. Darüber hinaus können Asthmapatienten direkt betroffen sein.
• Eine übermäßige Belastung mit Wismut kann zu verschiedenen Problemen wie Koordinationsstörungen, Gedächtnisverlust, Gelenkschmerzen, Krämpfen und Herzerkrankungen führen.
• Bismut in der Kosmetikindustrie kann einige unerwünschte Probleme auf der Haut verursachen, insbesondere durch die häufige Verwendung von Make-up-Produkten. Zum Beispiel kann es zum Öffnen kleiner Poren im Gesicht kommen. Um diese Auswirkung von Wismut zu minimieren, sollte man statt billiger Make-up-Materialien lieber qualitativ bessere Produkte verwenden.