Шта је бизмут, његова својства, једињења, припрема и употреба

Шта је бизмут? Невероватан метал необичног облика и изгледа, који су алкемичари користили у многим експериментима у средњем веку. Звао се тецтум аргенти, што се преводи као "производња сребра", јер су људи заиста вјеровали да је тај метал половично састављен од њега. Користила се у многим сферама и чак додавала легурама из којих је произведено хладно оружје - тако да су мачеви стекли посебну сјајност и љепоту. Шта је овај елемент и које карактеристике има?

Бити у природи

Говорећи о томе шта је бизмут, треба напоменути да је у земљиној кори овај елемент садржан у количини од 2к10 - 5% тежине, ау морској води 2к10 - 5 мг / л.

Он је такође у рудама. У тим минералима садржи бизмут, како у облику својих минерала, тако и као нечистоће у сулфатним солима и сулфидима других метала.

Око 90% бизмута се ископава издвајањем из руде бакра, калаја и олова-цинка која се прерађује, као и из концентрата. Они садрже стотине, а понекад и десетине процента ове супстанце.

Бисмутове руде су у природи изузетно ретке. Имају високу концентрацију супстанце - од 1% и више. Састав таквих руда укључује природни бизмут (формиран у хидротермалним венама), бизмутин (једноставан сулфид), тетрадимит, козалит, бизмит, бизмутит, витихенит, аикинит и галеновисмут.

Депозити

Бизмут је метал који се у високим концентрацијама акумулира, по правилу, у стенама (пегматитима), у средњим и високотемпературним хидротермалним и контактно-метасоматским наслагама.

Као што је горе поменуто, обично формира комплексне руде са другим елементима. Они се такође разликују углавном по типу минерализације. У боливијској провинцији, на пример, уобичајене су наслаге сулфид-каситерит из којих се тај метал екстрахује. У Трансбаикалиа - кварц-волфрамит.

Хидротермални лежишта су посебно заступљена у Русији и иностранству. У Централној Азији и Италији - бакар-бизмут. У Немачкој, Сједињеним Државама и Канади - пет елемената. У таквим наслагама, природни бизмут је повезан са арсенидима сребра, кобалта и никла, као и са уранијумом.

Међутим, највећи депозит овог метала је у Перуу, у граду Церро де Пасцо. Ту се у великим количинама копа бизмут, екстрахирајући током обраде концентрата олова.

Процес добијања

Настављајући тему онога што је бизмут, вреди рећи како је тачно минирано.

Производња овог метала заснива се на преради руде, као и концентрата олова и бакра методама које се користе у области пиро / хидрометалургије.

Постоји други начин, али се користи само у случају добијања бизмута из сулфидних једињења. Процес укључује прераду концентрата бакра, праћено топљењем оборине са отпадним гвожђем и флуксом.

По правилу долази до процеса добијања бизмута по формули: Би ₂ С ₃ + 3Фе а 2Би + 3ФеС.

У случају да се користе оксидисане руде, метал се редукује угљеником под слојем флукса. Ово се дешава у температурном опсегу од 900 до 1000 ° Ц. Угљеник се може заменити натријум сулфитом. Користећи овај кристални хидрат, можете вратити оксид бизмута на нижој температури (800 ° Ц).

Да би се добио сулфид овог метала користи се сода или натријум хидроксид. У овим случајевима, температура је подешена на 950 и 500-600 степени, респективно.

Специфичности процеса

Одвојено, треба рећи и за екстракцију бизмута из грубог олова. Овај процес је специфичан по томе што укључује ослобађање метала калцијумом или магнезијумом. Бизмут у исто време, који има изглед споја ЦаМг ₂ Би ₂ , акумулира се у горњим слојевима.

Како се метал даље пречишћава од магнезијума или калцијума? Таљењем под алкалним слојем додавањем оксиданса НаНО ₃ . Затим се добијена супстанца подвргава електролизи да би се произвео муљ (отпадне супстанце). Овај производ се топи у груби бизмут.

Важно је одредити да хидрометалуршки метод добијања овог елемента карактеришу виши економски показатељи и одговарајућа чистоћа добијене супстанце. Овај метод се заснива на растварању руда, легура и интермедијера које садрже бизмут. У ту сврху користе се хлороводонична и азотна киселина.

Након растварања долази до испирања добијене течности. За имплементацију овог процеса, користите сумпорна киселина или раствори натријум хлорида. Ово је завршна фаза, затим се бизмут уклања и пречишћава екстракцијом.

Иначе, још увек постоје методе двостепене дестилације, топионице зоне и хидрометалуршке рафинације. Користе се за добијање чистог бизмута.

Метал Модифицатионс

Шта је бизмут? Визуелно, то је сребрно-бели метал који се прелива у различитим нијансама. Чисти бизмут је претежно ружичаст. Метода у којој доминира било која друга боја је алотропна модификација.

Они су, успут, много. Модификације су због високог притиска. Ако је бизмут подвргнут температури од + 25 ° Ц и притиску од 2.57 ГПа, онда ће кристална решетка ове супстанце проћи кроз полиморфну ​​трансформацију. Његова форма престаје да буде ромбоедарска и постаје моноклинска.

Такође, промене у решеткама се дешавају и код других притисака (5 ГПа, 4,31 ГПа и 2,72 ГПа). А ако га доведете на ниво од 7,74 ГПА, онда ће он у потпуности добити кубни облик. Тетрагонална решетка постаје под притиском од 2.3–5.2 ГПа.

Пхисицал пропертиес

Бизмут је хемијски елемент који је заиста јединствен. Само неколико супстанци које се топи има повећање густине и то се односи на њих. Када бизмут из чврстог стања уђе у течно стање, овај индикатор се мења од 9,8 г / цм3 до 10,07 г / цм3.

Са повећањем температуре, специфични електрични отпор ову супстанцу. Под нормалним условима (+17.5 ° Ц), овај индикатор је 1.2 µОхм · м. Када се топи, отпор се смањује. На температури од 269 ° Ц, када је бизмут још увек у чврстом стању, он је једнак 2.67 µОхм · м. А када се подигне на 272 ° Ц, индикатор одмах пада на 1,27 охм-м.

Ако упоредимо бизмут са другим металима, онда ће по његовим својствима жива бити најближа њој. Оба имају ниску топлотну проводљивост од 7.87 В / (м · К) на 300 К.

Магнетна својства

Наравно, када говоримо о својствима бизмута, треба напоменути да је ово најдиамагнетнији метал свих постојећих. Његова магнетна сусцептибилност је 1,34 · 10 - ⁹ при 293 К. И овај квалитет, у присуству бизмута, може се видети голим оком. Ако окачите метални узорак на конопац и доведете га до њега, приметно ће одступати од њега.

Најважнија једињења

И они су вредни пажње. Једињења маса бизмута. Али за њега су најкарактеристичнији они који поседују оксидационо стање +3 и +5. Ево неколико примера:

• Оксид бизмут (ИИ) БиО. Изгледа као сиво-црни кристали. Супстанца се оксидира на температури од 180 ° Ц, у условима високе влажности. Он реагује са хлороводоничном киселином, може се редуковати угљен моноксидом и водоником.
• Оксид бизмут (ИИИ) Би ₂ О ₃ . То је жути кристал тетрагоналне или моноклинске форме. До 1750 ° Ц су у чврстом стању. Лоше се раствара у хидроксидима, амонијаку, ацетону и води, али је добро у киселинама. Оксид се добија, по правилу, загревањем бизмута у кисеонику.
• Бизмут (ИИИ) хидроксид Би (ОХ) ₃ . Изгледа као аморфан бели прах. Лоше је растворен у води и алкалијама високе концентрације, али је добар у амонијум хлориду и глицерину.
• Бисмут (ИИИ) Би ₂ С ₃ сулфид. Рхомбохедрални кристали сиво-црне боје. Они имају изражене термоелектричне особине. Потпуно хидролизује у води, али се не може растварати у минералним киселинама, сулфидима и другим течностима. Погодан за редукцију силицијумом, угљеником и водоником.
• Оксид бизмут (В) Би ₂ О ₅ . Пудер тамно браон. Када се загрева разлаже у алкалијама и киселине раствара. Екстрахује се оксидацијом бизмута у алкалним растворима високе концентрације.

Бисмутх нитрате

То је неорганско једињење са формулом Би (НО3) ₃ . То је мешавина азотне киселине и соли бизмут метала. Изгледају као безбојни кристали попут соли или шећера. Они се могу растворити у води, због чега бизмут нитрат формира кристални хидрат. Али у закисељеним растворима ово једињење је стабилно.

Занимљиво је да се кристални хидрат ове супстанце може растопити на температури од 75 ° Ц, иу својој сопственој кристализационој води.

Он има много хемијских својстава. Основни бизмут нитрат растворен у води, када је прокуван, је потпуно хидролизован. Настаје солволиза. Супстанца је у интеракцији са течношћу и разлаже се у нова једињења. Исто ће се десити ако се кристални хидрат ускладишти у ваздуху.

Треба напоменути да нитрат може реаговати са хладном концентрованом хлороводоничном киселином, алкалијама, флуоридима и оксидационим агенсима (као резултат се формирају бизмутати).

Употреба нитрата

Користите га у неколико области. У фармакологији, основни бизмут нитрат је широко распрострањен као ефикасан антисептички препарат. Користи се код кожних болести, као и код болести гастроинтестиналног тракта.

У састав крема од пегавица, белила за лице, светлих боја косе и сјајила, уводи се више нитрата.

Поред горе наведеног, пигмент се додаје шпанском и бисерно белом.

Где се користи метал?

Данас је употреба бизмута веома честа. Овај елемент се користи у различитим пољима.

Бизмут је цијењен због своје топљивости. Користи се у производњи аутоматских апарата за гашење пожара - за њих се праве осигурачи.

Ипак, од њега се израђују модели за лијевање сложених дијелова, јер бизмут има побољшана својства лијевања и може попунити најмање детаље калупа. Сипали су металографске пресеке који су се користили у протетици. Ево још неколико начина за коришћење:

• Бизмут се додаје у коситар тако да се не распада у прах на ниским температурама. Атоми овог метала наводно "цементирају" његову решетку.
• Трајни магнети су направљени од манган-бизмут легуре.
• Бизмут се додаје у количини од 0.01% другим легурама, што побољшава њихове пластичне особине.
• Овај триоксид се користи у производњи полимера као катализатора.
• Употребом бизмут-цезијев-телуријум чине високо квалитетни материјали који се користе у стварању полупроводничких хладњака.
• Бизмут германат (сцинтилациони материјал) се користи у нуклеарној физици, геологији и томографији.
• Да би се добио полонијум-210 потребно је додати и ову супстанцу.

Листа се може наставити. Метал се користи као хемикалија тренутни извор Материјал за третман издржљивих легура, користи се у нуклеарној енергији иу производњи горивих ћелија у производњи тетрафлуороводика. Сфере су многостране. Ово још једном потврђује јединственост супстанце о којој се расправља.

Сфера медицине

Већ је горе речено да се бизмут, односно његов нитрат активно додаје неким медицинским препаратима. Али то није крај његове примене у медицини.

Соли бизмута - једна од ретких активних супстанци које могу уништити бактерију Хелицобацтер Пилори, изазивајући пептички улкус. Недавно је инсталиран. Али већ сада се бизмут додаје многим препаратима. Прецизније, његов субнитрат, три-калијум дицитрат и ранитидин бисмут цитрат.

Такође је доказано да употреба лекова који садрже ову супстанцу смањује токсични ефекат хемотерапије. А на бисмутовим једињењима (трибромфенолат, субцитрат, карбонат, тартарат, итд.) Развијено је много медицинских препарата.

Иначе, бизмут оксоклорид се активно користи као радиопакуе агент и као пунилац у производњи крвних судова.