|
|
|
|
|
Símbol: Bi |
Nombre atòmic: 83 |
|
|
Bismut |
Bismuto |
Bismuth |
Bismuth |
Grup: 15 |
Període: 6 |
|
|
Família: Familia del
nitrogen |
Configuració
electrònica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p3 |
|||||
|
Generalitats |
|||||
|
Descobridor/s: Conegut des de
l’antiguitat |
Nacionalitat: - |
Any: - |
|||
|
Origen del nom: De la paraula
alemanya “bisemutum” |
Una mica
d’història: El bismut es coneixia
des de l’antiguitat, però fins a mitjans del segle XVIII es
confonia amb el plom, l’estany i el zinc. Va ser aïllat al 1753, a França, pel
francès C.F. Geoffray. |
||||
|
Estat natural: En la natura existeix
lliure; com a sulfur en la bismutita (Bi2S3), com
tel·lurur en la tetradimita (Bi2Te3) i com a
òxid, Bi2O3. Es troba també associat amb níquel,
cobalt, argent i en menes de sulfur d’urani. Els principals jaciments es troben a Bolívia,
Canadà, Perú, Japó, Mèxic, Anglaterra, Noruega i
Brasil i també en les províncies espanyoles de Còrdova,
Màlaga i Granada de les que s’extreu aproximadament un 4% de la
producció mundial. És més usual obtenir-lo com a subproducte
en plantes de foneria de plom i coure. |
Estructura cristal·lina: Sistema Romboèdric
|
|
|||
|
Abundància a
l’ésser humà: - |
Abundància
a la Terra: Ocupa el lloc 73è en la classificació dels
elements més abundants en l’escorça terrestre, amb una
abundància similar a la de la plata. |
Abundància al Sistema Solar: 0,7 ppb
(parts per bilió) en pes. |
|||
|
Propietats |
|||||||
|
Físiques |
Massa
atòmica (u) |
Densitat
(kg/m3) |
Duresa
(escala de Mohs) |
Volum
atòmic (cm3/mol) |
|||
|
208,9804 |
9747 |
2,5 |
21,3 |
||||
|
Tèrmiques |
Estat
d’agregació a 298 K |
Punt de
fusió (K) |
Punt
d’ebullició (K) |
|
|||
|
sòlid |
544,5 |
1833 |
|
||||
|
Radis |
Radi
atòmic (Å) |
Radi
iònic (Å) |
Radi
covalent (Å) |
|
|||
|
1,7 |
1,20 (Bi3+) 0,74 (Bi5+) |
1,63 |
|
||||
|
Ionització |
Afinitat
electrònica (KJ/mol) |
1a
energia ionització (KJ/mol) |
2a
energia ionització (KJ/mol) |
3a
energia ionització (KJ/mol) |
Estats
d’oxidació |
||
|
91,3 |
703,3 |
1610 |
2466 |
-3, +3 , +5 |
|||
|
Elèctriques |
Conductivitat
elèctrica (mOhm.cm)-1 |
Electròniques |
Electronegativitat
(Pauling) |
Polaritzabilitat
(Å3) |
|
||
|
9,4 |
2,02 |
7,4 |
|
||||
|
Termodinàmiques |
Calor
d’atomització (KJ/mol d’àtoms) |
Calor de
fusió (KJ/mol) |
Calor de
vaporització (KJ/mol) |
Calor
específica (J/kg K) |
Conductivitat
tèrmica (J/m s ºC) |
||
|
207,0 |
10,5 |
179,0 |
142,12 |
7,92 |
|||
|
Altres |
Potencial
normal de reducció (v) |
Caràcter
metàl·lic |
Precaucions: És un dels metalls pesats menys
tòxics. Un excés d’ingestió de bismut pot causar
danys suaus als ronyons, nàusees, pèrdua de gana i pes,
malestar, diarrea, reaccions cutànies, estomatitis, mal de cap, febre
i dolors reumàtics. Grans dosis poden resultar mortals. Les seves sals poden causar danys moderats al fetge. La inhalació pot provocar irritació
respiratòria, mal alè, sabor metàl·lic i
gingivitis |
||||
|
+ 0,32 Bi3+/Bi |
Metall |
||||||
|
|
Característiques: |
|
|||||
|
És un sòlid blanc
groguenc, encara que tendeix a tenir un to rosat, trencadís, dur i poc
conductor de la calor i de l’electricitat. La seva conductivitat
tèrmica és menor que la de qualsevol altre metall, a
excepció del mercuri. S’expandeix quan es refreda
perquè adquireix una estructura ordenada de cristalls
romboèdrics. És una de les
substàncies més diamagnètiques (difícil de
magnetitzar), perquè desvia en angle recte els camps magnètics. És opac als raigs X i alguns
dels seus aliatges tenen un punt de fusió extraordinàriament
baix. |
|||||||
|
Isòtops |
||||||
|
Isòtop |
Protons |
Neutrons |
Símbol |
Vida mitjana |
Abundància (%) |
Altres |
Bismut-204
|
83 |
121 |
204Bi |
11,2
hores |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-205 |
83 |
122 |
205Bi |
15,31
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-206 |
83 |
123 |
206Bi |
6,243
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-207 |
83 |
124 |
207Bi |
32,2
anys |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-208 |
83 |
125 |
208Bi |
368000
anys |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-209 |
83 |
126 |
209Bi |
Estable |
100 |
|
|
Bismut-210 |
83 |
127 |
210Bi |
5,01
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-211 |
83 |
128 |
211Bi |
2,14
minuts |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-212 |
83 |
129 |
212Bi |
1,009
hores |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-213 |
83 |
130 |
213Bi |
45,6
minuts |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-214 |
83 |
131 |
214Bi |
19,9
minuts |
0,00 |
Radioactiu |
|
Bismut-215 |
83 |
132 |
215Bi |
7
minuts |
0,00 |
Radioactiu |
|
Reactivitat |
|
|
Descripció |
Químicament, el
bismut es un metall típic. No s’altera amb
l’aire fred, però a alta temperatura reacciona formant
triòxid de bismut groc: 4Bi (s) + 3O2(g) à 2Bi2O3
(s) Amb calor, reacciona amb
l’aigua per a formar òxid de bismut (III):
2Bi (s) + 3H2O (g) à Bi2O3
(s) + 3H2 (g) Reacciona amb el fluor per a
formar pentafluorur de bismut (V):
2Bi (s) + 5F2 (g) à 2BiF5 (s) de
color blanc Sota condicions controlades
reacciona amb els halògens fluor, clor, brom i iode per a formar
halurs de bismut (III):
2Bi (s) + 3F2 (g) à 2BiF3 (s) 2Bi
(s) + 3Cl2 (g) à 2BiCl3 (s)
2Bi (s) + 3Br2 (g) à 2BiBr3 (s)
2Bi (s) + 3I2 (g) à 2BiI3 (s) Es combina amb el sofre,
seleni i tel·luri, però no amb nitrogen ni fòsfor. El bismut es dissol
lentament en àcid sulfúric concentrat, H2SO4,
i en àcid nítric per a donar solucions que contenen Bi (III);
la reacció amb àcid sulfúric produeix diòxid de
sofre (IV), SO2. Amb àcid
clorhídric i en presència d’oxigen es forma clorur de
bismut (III):
4Bi (s) + 3O2 (g) + 12HCl (g) à 4BiCl3 (aq) + 6H2O
(l) Els compostos amb nombre
d’oxidació +3 són molt més estables que els de
nombre d’oxidació +5. El bismutat de sodi i el
pentafluorur de bismut són pot ser els compostos més importants
de bismut (V), el primer és un agent oxidant poderós i
l’altre un agent fluorant útil per a compostos orgànics. |
|
Amb aire |
Suau; amb calor à Bi2O3
4Bi (s) + 3O2(g)
à 2Bi2O3 (s) |
|
Amb H2O |
Amb calor 2Bi (s) + 3H2O (g) à Bi2O3 (s) + 3H2 (g) |
|
Amb HCL 6M |
No reacciona |
|
Amb HNO3 15M |
Suau; à Bi(NO3)3
; NOx |
|
Obtenció |
Quan es disposa de metall lliure,
es calenta la mena en un forn inclinat i el bismut, que es fon a 217ºC, hi
flueix per la base i es recull. Si es troba combinat, els minerals
es torren per obtenir Bi2O3 i després es redueix
amb carbó o hidrogen en un forn similar. No obstant, una bona part del
bismut comercial s’obté com a subproducte en les
metal·lúrgies d’altres metalls com el coure, el plom i
l’estany, així com dels fangs anòdics formats en els
processos de refinat electrolític d’aquests. |
|
Fabricació d'aliatges de punt de fusió
baix que s'utilitzen, per exemple, en sistemes de detecció d'incendis,
soldadures especials, segells de seguretat per a cilindres de gas comprimit,
apagadors automàtics d’escalfadors d’aigua elèctric
i de gas.. Alguns aliatges de bismut que s’expandeixen a en
congelar-se, s’utilitzen en foneria. El bismut és opac als raigs X i es pot utilitzar
en fluoroscopia. També s’utilitza com a catalitzador en la
fabricació de fibres acríliques i per al transport del
combustible d’urani en reactors nuclears. Els compostos
s’usen en cosmètics, vernissos i medicines (com el peptibismol,
BiONO3·H2O), en
combinació amb antibiòtics s’utilitza en el tractament
d’algunes úlceres estomacals. |
|
|
És un dels metalls pesats menys tòxics. Un
excés d’ingestió de bismut pot causar danys suaus als
ronyons, nàusees, pèrdua de gana i pes, malestar, diarrea,
reaccions cutànies, estomatitis, mal de cap, febre i dolors reumàtics.
Grans dosis poden resultar mortals. Les seves sals poden causar danys moderats al fetge. La inhalació pot
provocar irritació respiratòria, mal alè, sabor
metàl·lic i gingivitis |