Bizmut

83 ólom ← bizmut → polónium Sb ↑ Bi ↓ Uup 83 Bi Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	bizmut, Bi, 83
Elemi sorozat	másodfajú fémek
Csoport, periódus, mező	15, 6, p
Megjelenés	csillogó vöröses fehér
Atomtömeg	208,98038(2) g/mol
Elektronszerkezet	[Xe] 4f14 5d10 6s² 6p³
Elektronok héjanként	2, 8, 18, 32, 18, 5
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	szilárd
Sűrűség (szobahőm.)	9,78 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on	10,05 g/cm³
Olvadáspont	544,7 K (271,5 °C, 520,7 °F)
Forráspont	1837 K (1564 °C, 2847 °F)
Olvadáshő	11,30 kJ/mol
Párolgáshő	151 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 25,52 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 941 1041 1165 1325 1538 1835
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	romboéderes
Oxidációs állapotok	3, 5 (enyhén savas oxid)
Elektronegativitás	2,02 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 703 kJ/mol
	2.: 1610 kJ/mol
	3.: 2466 kJ/mol
Atomsugár	160 pm
Atomsugár (számított)	143 pm
Kovalens sugár	146 pm
Egyebek
Mágnesség	diamágneses
Fajlagos ellenállás	(20 °C) 1,29 µΩ·m
Hővezetési tényező	(300 K) 7,97 W/(m·K)
Hőtágulási tényező	(25 °C) 13,4 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 1790 m/s
Young-modulus	32 GPa
Nyírási modulus	12 GPa
Bulk modulusz	31 GPa
Poisson-arányszám	0,33
Mohs-keménység	2,25
Brinell-keménység	94,2 HB
CAS-szám	7440-69-9
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A bizmut izotópjai Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t. 207Bi mest. 31,55 y ε 2,399 207Pb 208Bi mest. 3 368 000 y ε 2,880 208Pb 209Bi 100% (1,9±0,2) ×1019y α   205Tl
Hivatkozások

A bizmut (nyelvújításkori magyar nevén: keneny) egy kémiai elem. A rendszáma 83, a vegyjele Bi. A nitrogéncsoporthoz tartozik, melynek tagjai közül legjobban hasonlít a fémekhez. Félfémekhez tartozik, ritkán előforduló elem. Kemény, rideg, nagy szemcsékben kristályosodik, terméselemként és ércásványaiban is megtalálható.

Felfedezése és tulajdonságai

Kristályos bizmut

Első írásos említése egy német szerzetestől, Valentius Basilius-tól származik 1450-ből. Rossz hővezető, nem mágnesezhető, de mágneses mezőben és különböző nyomásviszonyok alatt elektromos vezetőképessége változik. Olvadáspontja alacsony, szilárdulási fázisban térfogata növekszik. Savak közül a salétromsav oldja.

Előfordulása, előállítása

Terméselemként hidrotermális ércesedésekben, telérekben lelhető fel. Híres magyarországi előfordulása a Nagybörzsöny melletti középkori nemesfémbányák (termésbizmut és bizmut-szulfid). Gyakran arany-, réz-, ólom- és ónércekben dúsul fel. Oxidjaiból (Bi₂O₃) szenes redukcióval, szulfidjaiból (Bi₂S₃) alacsony hőmérsékleten „pörköléssel”, majd kohósítással nyerik ki. Vegyes ércelőfordulásoknál kinyerésére hidrometallurgiai eljárásokat alkalmaznak. Salétromsavban való oldhatóságát hasznosítva elektrolízissel is előállítható.

Felhasználása

Megszilárdulás közbeni térfogatnövekedése miatt ötvözőanyagnak hasznosítják tagolt, bonyolult felületű idomok és formák előállításánál, kéregöntéseknél is. A ólom, ón és kadmiumhoz 12,5% súlyban bizmut adagolásával állítják elő a „Wood”-fémet, melynek olvadáspontja 71 °C, míg a „Rose”-fém ólom és ón mellett 25,0% bizmutadagolásnál 94 °C-on olvad meg. Alacsony olvadási hőmérséklete miatt alkalmas tűzjelző berendezéseknél, a villamosiparban olvadóbiztosítók előállításánál, nyomástartó edényeknél és tartályoknál biztonsági szelepekben használják. A műszeriparban a mágneses térerő alatti eltérő tulajdonságú viselkedése miatt fontos érzékelők alapanyaga. Hűtőberendezésekben szelenidjét (Bi₂Se₄), telluridját (Bi₂Te) kapcsolószerkezetekben alkalmazzák. A legfontosabb felhasználási területe a műanyagipari alapanyagok gyártása, mert a bizmut-foszfomolibdát (BiPMo₁₂O₄₀) hatásos katalizátor akrilszálak, festékek gyártási folyamatában. A bizmut sóit a gyógyszeriparban röntgenvizsgálatok kontrasztanyagaként (bizmutkása) hasznosítják, de emésztőszervi zavarok kezelésére is alkalmazzák. A bőrsérülések, bőrfertőzések gyógyszerének alapanyaga (dermatol). Kozmetikai cikkeknél a bizmut hozzáadása gyöngyházfényt eredményez (rúzsok, lakkok).

Fontosabb vegyületei

• Bizmut-hidroxid Bi(OH)₃ fehér por, amely melegítve vizet veszít és bizmut-oxid-hidroxiddá (BiO)OH alakul át.
• Bizmut-nitrát Bi(NO₃)₃·5(H₂O) fehér kristályos, erősen higroszkópos. (Bizmutkása alapanyaga)
• Bizmut-szulfid Bi₂S₃ fekete színű por.

Fontosabb ásványai

• Annivit (bizmutfakóérc) Bi₂O₃
• Bizmutin Bi₂S₃
• Cosalit Pb₂Bi₂S₅
• Joseit Bi₄TeS₂
• Rézbányit Pb₃Cu₂Bi₁₀S₁₉
• Tetradimit Bi₂Te₂S₂

Termelt mennyiségek

A világ 2005. évi bizmutfém termelése 4631 tonna volt, melyből a 3 legnagyobb termelő (zárójelben: az össztermelésen belüli arány %-ban):

• Kína: 2000 tonna (43,2%)
• Mexikó: 970 tonna (21,0%)
• Peru: 807 tonna (17,4%)
• Termelt még: Bulgária (0,9%), Románia (0,9%), Oroszország (1,0%), Kanada (3,5%), Japán (10,0%), Ausztrália (2,1%).

Felhasznált források

• Bognár László: Ásványhatározó. Gondolat Kiadó. Budapest.1987.
• Sályi István (szerk): Pattantyús.Gépész és villamosmérnökök kézikönyve.II.kötet. Műszaki Kiadó. Budapest. 1961.
• Egerer Frigyes: Ásványtan.II. Miskolci Egyetemi Kiadó. Miskolc. 1992.
• http://webmineral.com
• World Mineral Production 2001-2005. British Geological Survey. London. 2007.