Висмут что это такое в медицине


Висмут — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Висмут
← Свинец | Полоний →
Блестящий серебристый металл
Название, символ, номер Ви́смут (устар. Би́смут) / Bismuthum (Bi), 83
Атомная масса
(молярная масса)
208,98040(1)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
Электроны по оболочкам 2, 8, 18, 32, 18, 5
Радиус атома 170 пм
Ковалентный радиус 146 пм
Радиус иона (+5e) 74 (+3e) 96 пм
Электроотрицательность 2,02 (шкала Полинга)
Электродный потенциал Bi←Bi3+ 0,23 В
Степени окисления 5, 3
Энергия ионизации
(первый электрон)
 702,9 (7,29) кДж/моль (эВ)
Плотность (при н. у.) 9,79 г/см³
Температура плавления 271,44 °C, 544,5 K
Температура кипения 1837 K
Уд. теплота плавления 11,30 кДж/моль
Уд. теплота испарения 172,0 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 26,0[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 21,3 см³/моль
Структура решётки ромбоэдрическая[3]
Параметры решётки a=4,746; α=57,23 Å
Отношение c/a -
Температура Дебая 120,00 K
Теплопроводность (300 K) 7,9 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-69-9
83

Висмут

4f145d106s26p3

Ви́смут — химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 83. Обозначается символом Bi (лат. Bismuthum). Простое вещество представляет собой при нормальных условиях блестящий серебристый с розоватым оттенком металл.

Предположительно латинское Bismuthum или bisemutum происходит от немецкого weisse Masse, «белая масса»[4].

В Средневековье висмут часто использовался алхимиками во время опытов. Добывающие руду шахтёры называли его tectum argenti, что означает «серебряная крыша», при этом они считали, что висмут был наполовину серебром.

Висмут использовали не только в Европе. Инки применяли висмут в процессе изготовления холодного оружия, из-за него мечи[источник не указан 446 дней] отличались особой красотой, а их блеск был вызван радужным окислением, которое являлось следствием образования на поверхности металла тонкой плёнки оксида висмута.

Однако висмут не был отнесён к самостоятельному элементу, и полагали, что он является разновидностью свинца, сурьмы или олова. Впервые о висмуте упоминается в 1546 году в трудах немецкого минералога и металлурга Георгиуса Агриколы. В 1739 году немецким химиком Поттом И. Г. было установлено, что висмут является всё-таки отдельным химическим элементом. Через 80 лет шведский химик Берцелиус впервые ввёл символ элемента Bi в химическую номенклатуру[5].

Содержание висмута в земной коре — 2⋅10−5 % по массе, в морской воде — 2⋅10−5 мг/л[2].

В рудах находится как в форме собственных минералов, так и в виде примеси в некоторых сульфидах и сульфосолях других металлов. В мировой практике около 90 % всего добываемого висмута извлекается попутно при металлургической переработке свинцово-цинковых, медных, оловянных руд и концентратов, содержащих сотые и иногда десятые доли процента висмута.

Висмутовые руды, содержащие 1 % и выше висмута, встречаются редко. Минералами висмута, входящими в состав таких руд, а также руд других металлов, являются висмут самородный (содержит 98,5—99 % Bi),

ru.wikipedia.org

Влияние висмута на организм человека, чем опасен висмут

Висмут относится к тяжелым металлам, наряду со свинцом, сурьмой, ртутью. Но в силу особенностей химических свойств не обладает ярко выраженным токсическим действием по сравнению с вышеперечисленными металлами. Соединения висмута использовались уже в средневековой медицине для лечения сифилиса, стоматита и других заболеваний.

В современной медицине существует огромное количество медицинских препаратов на основе соединений висмута. Противоязвенные свойства его соединений используются в терапии гастритов и язвы желудка, диареи. Мази на основе висмутовых соединений применяются для лечения дерматитов, эрозий, язв, воспалительных заболеваний кожи и слизистых оболочек. Широкое применение соединений висмута основано на противоязвенном, противовоспалительном, дезинфицирующем, вяжущем, ранозаживляющем свойстве этого металла.

Однако передозировка висмута опасна для здоровья и жизни человека.

Причины отравления висмутом

Избыточное поступление тяжелого металла встречается при бесконтрольном и длительном применении висмутсодержащих медицинских препаратов. При этом отмечается «висмутовая кайма», представляющая собой воспалительный процесс по краям десны вследствие отложения солей висмута. Цвет слизистой оболочки изменяется, она чернеет. Интенсивное использование соединений висмута в медицинских целях у больных с патологией почек приводит к висмутовой энцефалопатии.

В производстве висмут широко используется в электротехнике, ядерной промышленности, без него не обходится химическая, металлургическая и фармакологическая отрасли. Применяется висмут для производства косметических средств, красок, пигментов. На производстве случаи отравления соединениями металла крайне редки и являются следствием несоблюдения требований безопасности на производстве.

Механизм и симптомы отравления висмутом

При попадании большого количества металла в организм он захватывается лейкоцитами и разносится по всем тканям и органам. Депонируется металл во внутренних органах: печени, почках, селезенке, нервной ткани. Выделение висмута из организма происходит через желудочно-кишечный тракт. При этом испражнения окрашиваются в темный цвет за счет сульфида висмута.

Чаще всего встречается хроническое отравление соединениями висмута, характеризующееся следующими патологическими проявлениями:

  • Общие признаки: ухудшение памяти и внимания, потеря аппетита, бессилие, снижение иммунитета.
  • Проявления неврологического характера: бессонница, раздражительности, нервозность, изменение чувствительности участков тела, тремор мышц, спазмы, судороги.
  • Со стороны сердечно-сосудистой системы: аритмия, изменение артериального давления.
  • Изменения в органах пищеварения: тошнота, рвота, стоматит, болевой синдром, понос, токсический гепатит.
  • Кожные проявления: дерматит, пигментация слизистой оболочки ротовой полости, образование «висмутовой каймы».
  • Со стороны выделительной системы: почечная недостаточность, альбуминурия.

Длительный прием висмутсодержащих препаратов у пациентов с больными почками быстро приводит к висмутовой энцефалопатии. Патология сопровождается головными болями, быстрой утомляемостью, немотивированной агрессией, снижением интеллекта, астенией, развитием психозов. Патология может сопровождаться спутанностью сознания, потерей равновесия, зрительными галлюцинациями.

При остром отравлении препаратами висмута развивается острая почечная недостаточность, неврологические нарушения, олигурия, анурия, острые боли в животе, рвота, диарея.

Диагностика и лечение

Диагностика отравления основана на анамнезе (прием медицинских препаратов висмута, работа на производстве с висмутсодержащими соединениями), рентгенографии кишечника, анализе крови на содержание яда и т.д.

Оказание первой помощи заключается в немедленном прекращении поступления соединений висмута в организм. При остром отравлении промывают желудок. Больному можно дать 2 таблетки активированного угля.

Лечение заключается в проведении хелатирующей терапии. При необходимости проводят промывание желудка, назначают слабительные препараты. При развитии почечной недостаточности проводят гемодиализ.

Специфический антидотов для висмута нет, однако неплохой эффект оказывает димеркаптол и унитиол. Применяют энтеросорбенты. При развитии стоматита назначают 1%-ный раствор ляписа.

Профилактика отравления соединениями висмута сводится в первую очередь к строгой дозировке медицинских препаратов и приему их под контролем лечащего врача. Недопустим бесконтрольный прием висмутсодержащих препаратов. На производстве лучшей профилактикой отравлений тяжелыми металлами является строгое соблюдение требований охраны труда и техники безопасности при работе с ядовитыми веществами.

my-health.ru

Влияние висмута на организм человека


Висмут – это малораспространённый металл V группы, блестящий, серебряного цвета, с розовым оттенком. Микроэлемент нашёл применение в косметической промышленности, ядерной энергетике, металлургии, электронике. Кроме того, его соединение широко применяется в медицине благодаря его антисептическому и заживляющему свойствам.

В фармакологической промышленности он в основном используется для лечения желудочно-кишечных и онкологических заболеваний. На его основе изготавливаются мази для лечения язв, эрозий и других кожных заболеваний. Также висмут используется как контраст для визуализации структур органов и сосудов на рентгеновских снимках.

Влияние висмута на организм человека

Научная литература соглашается с тем, что висмут и большинство его соединений имеют менее токсичное влияние на организм человека по сравнению с другими тяжелыми металлами, такими как ртуть, свинец, сурьма и т. д. Он широко применим в фармацевтической промышленности, но в определённых пропорциях и соединениях. Оказывает благотворное воздействие на человеческий организм и уничтожает патогены, но также может стать причиной побочных эффектов.

Соли висмута способны вызывать повреждение почек, печени и центральной нервной системы, хотя степень такого поражения обычно небольшая. Большие дозы могут быть фатальными для человека.

Лечение назначает исключительно врач. Только он может выбрать, какой именно препарат на основе висмута подойдёт, а также определить длительность его употребления и дозировку. Самолечение может быть опасно для здоровья.

Проникновение висмута в организм человека

Висмут способен проникать в организм человека несколькими путями:

  • Косметические средства. Висмут применяется в производстве губных помад, теней для век, румян и другой косметики для получения блеска.
  • Испарения и вода, которые могут содержать в себе частицы вещества. Сточные воды косметических, фармацевтических или парфюмерных производств могут быть источниками его попадания в природные воды.
  • Продукты питания. В основном микроэлемент содержится в зелени, салатах и специях (перец душистый, майоран, мускатный орех и другие).
  • Лекарственные препараты на основе оксида висмута.

В косметической промышленности случаев отравления было выявлено немного. Это может случиться только по причине несоблюдения требований безопасности на производстве.

Поражение организма веществом, содержащимся в лекарствах, возможно только при передозировке. При попадании в организм оно захватывается лейкоцитами крови и транспортируется по всем органам и тканям, оседая в почках, печени и т. д.

Лекарственные средства, содержащие висмут

Лекарственные средства, содержащие висмут, изготавливаются в сочетании с антибиотиками и используются для борьбы с инфекциями, вызванными бактериями. Фармакология может предложить большое количество препаратов, содержащих висмута трикалия дицитрат. Некоторые из них:

  • Висмута субцитрат – предназначается для лечения гастрита, язвы желудка и 12-перстной кишки. Оказывает обволакивающее и адсорбирующее действие.
  • Де-нол – применяется при воспалениях и эрозиях пищевого тракта, обладает антацидным и цитопротекторным действием на слизистые оболочки и желудок.
  • Викалин и Викаир – препараты отечественного производства для лечения язвы желудка и 12-перстной кишки, а также хронического гастрита. Кроме основного действия производят слабительный эффект.

Продолжительный приём средств на основе данного вещества может привести к изменению цвета кожи. Каждый медикамент имеет инструкцию-вкладыш, которую необходимо изучить перед началом лечения.

Усваивание висмута организмом человека

В съедобной части растений количество висмута составляет 0,06 мг/кг, что незначительно для организма человека; он легко усваивается корневой системой растений и не накапливается в проводящих тканях.

В основном его содержит зелень, а именно: полынь, шалфей, зелёные водоросли руккола, зелёный лук, мята, салат Ромен, Лолло Роса, Батавия и др., а также специи: перец душистый, корица, мускатный орех, базилик и т. д.

Отравления организма человека висмутом

Отравление организма человека висмутом может быть острого или хронического типа.

Хроническое развивается постепенно, по мере накопления вещества в организме. Возникают следующие патологии:

  • бессонница, раздражительность, судороги и спазмы;
  • снижение иммунитета, ухудшение памяти, общая слабость;
  • нарушение артериального давления и сердечного ритма;
  • афтозный стоматит, анемия;
  • почечная недостаточность, цилиндры в моче;
  • тошнота, диарея, гепатит.

Острое отравление, наоборот, возникает вскоре после попадания вредного соединения в организм. Наблюдаются следующие признаки:

  • рвота, тошнота, потеря аппетита и общей массы тела;
  • недомогание, головные боли, лихорадка;
  • дерматит, ревматические боли;
  • почернение на дёснах в результате осаждения сульфида висмута;
  • острая почечная недостаточность.

Могут развиваться и другие симптомы, такие как чувство телесного дискомфорта, присутствие альбумина или других белковых веществ в моче, диарея, кожные реакции, а иногда и серьезный экзодерматит. Кроме того, элемент входит в число металлов, которые уменьшают метаболизм сперматозоидов и способствуют появлению бесплодия у мужчин.

При наличии подобных симптомов необходимо прекратить употребление медикаментов на основе висмута и обратиться к врачу.

Лечение при интоксикации организма человека висмутом

При лечении интоксикации висмутом, помимо прекращения употребления препаратов на его основе, необходимо в максимально короткие сроки вывести его из организма человека. Висмут выводится почками, кишечником и потовыми железами, при этом может наблюдаться проявление дерматозов и зуда.

Лечение начинается с промывания желудка раствором полиэтиленгликоля. После этого следует принять активированный уголь (1 таблетка на 10 кг общего веса) или другие сорбенты. Кроме того, необходимы приём солевого слабительного и полоскание ротовой полости раствором перекиси и перманганата калия.

В случае, если лечение не проводится, а приём препарата продолжается, может возникнуть острая энцефалопатия с делирием, миоклониями, тяжелой атаксией и вариабельными нарушениями. Чтобы избежать развития подобных заболеваний, необходимо начать лечение при проявлении первых симптомов отравления.

Для профилактики интоксикации необходимо принимать медикаменты строго по назначению врача. Бесконтрольный приём препаратов на основе висмута трикалия дицитрат противопоказан и может быть опасен для здоровья.


Читайте также:

Оцените статью:

[Всего голосов: 15    Средний: 3.3/5]

ekobalans.ru

ВИСМУТ - это... Что такое ВИСМУТ?

  • ВИСМУТ — (нем.). Металл, отличающийся своей хрупкостью и легкоплавкостью, красновато белого цвета; употребляется для сплавления металлов и приготовления белил, а также в медицине. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н.,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ВИСМУТ — (символ Bi), серебристо белый металл, элемент пятой группы периодической таблицы, впервые выделенный как отдельный элемент в 1753 г. Основными рудами для его получения являются бисмит (Вi2О3) и висмутовый блеск (Bi2S3). Висмут плохо проводит… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ВИСМУТ — (Bismuthum), Bi, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 83, атомная масса 208,9804; металл, tпл 271,4 шC. Висмут компонент легкоплавких сплавов, припоев, баббитов и др., присадка к алюминию, сталям и другим сплавам. Из… …   Современная энциклопедия

  • Висмут —         Bi (лат. bismuthum * a. bismuth; н. Wismut; ф. bismuth; и. bismuto), хим. элемент V группы периодич. системы Mенделеева, ат. н. 83, ат. м. 208,980.          Природный B. состоит из одного стабильного изотопа 209Bi; из радиоактивных… …   Геологическая энциклопедия

  • ВИСМУТ — (лат. Wismuthum) Bi, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 83, атомная масса 208,9804. Серебристо белый металл, хрупкий, легкоплавкий; плотность 9,80 г/см&sup3, tпл 271,4 .С. В сухом воздухе устойчив. Минералы висмутин …   Большой Энциклопедический словарь

  • ВИСМУТ — ВИСМУТ, висмута, муж. (иностр.). Хрупкий металл белого цвета с красноватым отливом (хим.). || Порошок или жидкость из соединений этого металла, применяемые в медицине как лечебные средства (апт.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ВИСМУТ — ВИСМУТ, а, муж. Химический элемент хрупкий легкоплавкий серебристо белый металл. | прил. висмутовый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ВИСМУТ — муж. один из металлов, невстречаемых в чистом виде и в деле, а только в окисях и солях; легкоплавкий, белый, с красноватым отливом. Висмутовый, к нему относящийся, содержащий его. Висмутовые или шпанские белила. Толковый словарь Даля. В.И. Даль.… …   Толковый словарь Даля

  • ВИСМУТ — металл красновато белого цвета; уд. вес 9,80; темп pa плавления 269°; отличается большой хрупкостью. В соединении с оловом, свинцом и кадмием В. образует сплавы, применяемые в качестве легких припоев и для изготовления легкоплавких… …   Технический железнодорожный словарь

  • висмут — сущ., кол во синонимов: 4 • зельбит (1) • минерал (5627) • полуметалл (4) • …   Словарь синонимов

  • big_medicine.academic.ru

    инструкция по применению, аналоги, состав, показания

  • МЕДЦЕНТРЫ

  • Стоматологии

  • Анализы и диагностика

  • Поликлиники и больницы

  • Беременность и роды

  • Психологическая помощь

  • B2B. Оборудование

  • Магазины медтоваров

  • Салоны красоты, SPA

  • Фитнес

  • apteka.103.by

    Самородный висмут — Википедия

    Материал из Википедии — свободной энциклопедии

    Висмут самородный
    Формула Bi
    Примесь Fe, As, S, Sb, Te
    Цвет Красновато-белый, переходящий в кремово-белый; с поверхности радужный розоватый, желтоватый, голубоватый
    Блеск Металлический
    Прозрачность Непрозрачный
    Твёрдость 2—2,5
    Спайность Совершенная по {0001} и {1011}, весьма несовершенная по {1014}
    Излом Неровный
    Плотность 9,7—9,83 г/см³
    Сингония Тригональная
     Медиафайлы на Викискладе

    Саморо́дный ви́смут  — минерал из класса самородных элементов. Легко растворяется в азотной кислоте, плавится при 271,3 °C. Обладает сильными диамагнитными свойствами.

    Точечная группа 3m (3 2/m) — Гексагонально-скаленоэдрический
    Пространственная группа R3m (R3 2/m)
    Сингония Тригональная
    Параметры ячейки a = 4,55 Å, c = 11,85 Å
    Отношение a : c = 1 : 2,604
    Число формульных единиц (Z) 6
    Объем элементарной ячейки V 212,46 ų (рассчитано по параметрам элементарной ячейки)
    Двойникование Обычно полисинтетическое двойникование
    Тип анизотропный
    Оптическая анизотропия различимая
    Цвет в отражённом свете блестящий кремово-белый, в побежалости переходящий в жёлтый
    Плеохроизм слабый

    Для самородного висмута характерны зернистые агрегаты, отдельные зёрна, скелетные кристаллы и дендритоподобные выделение. Очень редко встречаются кристаллы псевдокубического облика.

    Самородный висмут образуется в гидротермальных жилах, где ассоциирует с другими минералами висмута, сурьмы, мышьяка, золота и серебра.

    Также синтезируется искусственный висмут. У скелетных синтетических кристаллов хорошо развиты рёбра. Искусственный висмут образует псевдокубические формы со ступенчатыми пустотами вместо граней.

    Висмут используется в производстве легкоплавких сплавов с оловом, индием, свинцом, цинком и другими металлами. Также применяется в сварочных пастах для специальных работ, фармацевтике (лекарства от язвы желудка и рака), косметической промышленности (пасты для изготовления губной помады), изготовлении сверхпроводников и аккумуляторов.

    Самородный висмут относительно редок. Основные месторождения данного минерала находятся в Австралии, России, Казахстане, Испании (Лос-Педрочес, Кордова). Также встречается в Боливии, Великобритании, Германии и США.

    • Дымков Ю. М. Скелетные формы и дендритные текстуры // В кн.: Парагенезис минералов ураноносных жил. М., «Недра», 1985, стр. 62—70.
    • Малинко С. В., Дубинчук В. Т., Носенко Н. А. Самородный висмут в датолитовых рудах Дальнегорского борного месторождения // Минерал. ж., 1990, 14, № 1, с. 42—52 (реферат — РЖ «Геология», 1992, 6В213)
    • Palache C., Berman H., Frondel C. (1944), The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana Yale University 1837—1892, Volume I: Elements, Sulfides, Sulfosalts, Oxides. John Wiley and Sons, Inc., New York. 7th edition, revised and enlarged, 834pp.: 134—135.

    ru.wikipedia.org

    Висмут - это... Что такое Висмут?

    Внешний вид простого вещества

    Блестящий серебристый металл

    Свойства атома
    Имя, символ, номер

    Ви́смут (устар. Би́смут) / Bismuthum (Bi), 83

    Атомная масса
    (молярная масса)

    208,98037 а. е. м. (г/моль)

    Электронная конфигурация

    [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3

    Радиус атома

    170 пм

    Химические свойства
    Ковалентный радиус

    146 пм

    Радиус иона

    (+5e) 74 (+3e) 96 пм

    Электроотрицательность

    2,02 (шкала Полинга)

    Электродный потенциал

    Bi←Bi3+ 0,23 В

    Степени окисления

    5, 3

    Энергия ионизации
    (первый электрон)

    702,9 (7,29) кДж/моль (эВ)

    Термодинамические свойства простого вещества
    Плотность (при н. у.)

    9,747 г/см³

    Температура плавления

    271,35 °C, 544,5 K

    Температура кипения

    1883 K

    Теплота плавления

    11,30 кДж/моль

    Теплота испарения

    172,0 кДж/моль

    Молярная теплоёмкость

    26,0[1] Дж/(K·моль)

    Молярный объём

    21,3 см³/моль

    Кристаллическая решётка простого вещества
    Структура решётки

    ромбоэдрическая[2]

    Параметры решётки

    a=4,746; α=57,23 Å

    Отношение c/a

    -

    Температура Дебая

    120,00 K

    Прочие характеристики
    Теплопроводность

    (300 K) 7,9 Вт/(м·К)

    83

    Висмут

    4f145d106s26p3

    Ви́смут — химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 83. Обозначается символом Bi (лат. Bismuthum). Простое вещество представляет собой при нормальных условиях блестящий серебристый металл.

    История и происхождение названия

    Предположительно латинское Bismuthum или bisemutum происходит от немецкого weisse Masse, «белая масса»[3]. Впервые о висмуте упоминается в трудах минеролога и металлурга Георгия Агриколы в начале XVI века. Однако висмут не был отнесен к самостоятельному элементу и полагали, что он является разновидностью свинца, сурьмы или олова. В 1739 г. немецким химиком Поттом И. Г. было установлено, что висмут является всё-таки отдельным химическим элементом. Через 80 лет шведский химик Берцелиус впервые ввел символ элемента Bi в химическую номенклатуру[4].

    Нахождение в природе

    Содержание висмута в земной коре 2·10−5 % по массе, в морской воде — 2·10−5 мг/л[1].

    В рудах находится как в форме собственных минералов, так и в виде примеси в некоторых сульфидах и сульфосолях других металлов. В мировой практике около 90 % всего добываемого висмута извлекается попутно при металлургической переработке свинцово-цинковых, медных, оловянных руд и концентратов, содержащих сотые и иногда десятые доли процента висмута.

    Висмутовые руды, содержащие 1 % и выше висмута, встречаются редко. Минералами висмута, входящими в состав таких руд, а также руд других металлов, являются висмут самородный (содержит 98,5—99 % Bi), висмутин Bi2S3 (81,30 % Bi), тетрадимит Bi2Te2S (56,3—59,3 % Bi), козалит Pb2Bi2S5 (42 % Bi), бисмит Bi2O3 (89,7 % Bi), бисмутит Bi2CO3(OH)4 (88,5—91,5 % Bi), виттихенит Cu3BiS3, галеновисмутит PbBi2S4, айкинит CuPbBiS3.

    Генетические группы и промышленные типы месторождений

    Висмут в повышенных концентрациях накапливается в месторождениях различных генетических типов: в пегматитах, в контактово-метасоматических, а также в высоко- и среднетемпературных гидротермальных месторождениях. Собственно висмутовые месторождения имеют ограниченное распространение и обычно этот металл образует комплексные руды с другими металлами в ряде рудных формаций гидротермальных месторождений[5]. Среди них выделяются следующие:

    1. Вольфрам-медно-висмутовые
    2. Месторождения пятиэлементной формации (Co-Ni-Bi-Ag-U)
    3. Золото-висмутовые
    4. Мышьяк-висмутовые
    5. Медно-висмутовые
    6. Кварц-висмутовые

    Мировая добыча и потребление висмута

    Висмут — достаточно редкий металл, и его мировая добыча/потребление едва превышает 6000 тонн в год (от 5800 до 6400 тонн в год).

    Месторождения

    Известны месторождения висмута в Германии, Монголии, Боливии, Австралии, Перу и других странах[6].

    Получение

    Синтезированный кристалл висмута. Радужную окраску придаёт оксидная плёнка.

    Получение висмута основано на переработке полиметаллических медных и свинцовых концентратов и висмутовых руд методами пирометаллургии и гидрометаллургии. Для получения висмута из сульфидных соединений висмута, получаемых при попутной переработке медных концентратов, используют осадительную плавку с железным скрапом и флюсом.

    Процесс идет по реакции:

    Bi2S3 + 3Fe = 2Bi + 3FeS

    В случае использования окисленных руд, висмут восстанавливают углеродом под слоем лекгоплавкого флюса при температурах 900—1000 °C:

    Bi2O3 + 3C = 2Bi + 3CO↑

    Сульфидные руды могут быть переведены в оксидные по реакции:

    2Bi2S3 + 9O2 = 2Bi2O3 + 6SO2

    В замен углероду может быть использован сульфит натрия, который восстанавливает оксид висмута при температуре 800 °C по реакции:

    Bi2O3 + 4Na2SO3 = 2Bi + 4Na2O + SO2 + 3SO3

    Сульфид висмута может быть восстановлен до висмута с помощью соды при температуре около 950 °C или с помощью гидроксида натрия при температуре 500—600 °C. Реакции этих процессов имеют следующий вид:

    4Bi2S3 + 12Na2CO3 = 8Bi + 9Na2S + 3Na2SO4 + 12CO2
    4Bi2S3 + 24NaOH = 8Bi + 9Na2S + 3Na2SO4 + 12H2O

    Получение висмута из чернового свинца, который образуется при переработке свинцовых концентратов, состоит в выделении висмута с помощью магния или кальция. При этом висмут скапливается в верхних слоях в виде соединения CaMg2Bi2. Дальнейшая очистка от Ca и Mg происходит при переплаве под слоем щелочи с добавкой окислителя (NaNO3). Полученный продукт подвергают электролизу с получением шлама, который переплавляют в черновой висмут[1].

    Гидрометаллургический способ получения висмута характеризуется более высокими экономическими показателями и чистотой полученного продукта при переработке бедных полиметаллических концентратов. В основе способа лежит процесс растворения висмутосодержащих руд, полупродуктов, сплавов азотной и соляной кислотами и последующего выщелачивания образовавшихся растворов. Выщелачивание проводят с помощью серной кислоты или электрохимическим выщелачиванием растворами хлорида натрия. Дальнейшее извлечение и очистка висмута проводится методами экстракции[7].

    Получение висмута высокой чистоты основано на методах гидрометаллургического рафинирования, зонной плавки и двухстадийной перегонки.

    Физические свойства

    Висмут — металл серебристо-белого цвета с розоватым оттенком. Известно большое количество аллотропных модификаций висмута, которые имеют место при высоком давлении. Существует восемь кристаллографических модификаций висмута. При давлении 2,57 ГПа и температуре 25 °C, кристаллическая решетка висмута претерпевает полиморфное превращение из ромбоэдрической в моноклинную с параметрами решетки a = 0,6674 нм, b = 0,6117 нм, c = 0,3304 нм, β = 110,33o, пространственная группа C2m. При давлениях 2,72 ГПа, 4,31 ГПа и около 5 ГПа также происходят полиморфные превращения кристаллической решетки висмута. При давлении 7,74 ГПа висмут имеет кубическую решетку, пространственная группа Im3m с параметром решетки a = 0,3800 нм. В интервале давлений 2,3-5,2 ГПа и температур 500—580 °C висмут имеет тетрагональную решетку с параметрами a = 0,657 нм, c = 0,568 нм. При давлении 30 ГПа также обнаружено полиморфное превращение[1].

    Переход висмута из твердого в жидкое состояние сопровождается увеличением плотности с 9,8 г/см3 до 10,07 г/см3, которая постепенно уменьшается с повышением температуры и составляет 9,2 г/см3 при 900 °C. Обратный переход висмута из жидкого в твёрдое состояние сопровождается увеличением объёма на 3,3 %.

    Удельное электрическое сопротивление висмута равно 1,2 мкОм·м при 17,5 °C и повышается с ростом температуры. Интересной особенностью является то, что вблизи точки плавления удельное электросопротивление составляет 2,67 мкОм·м при 269 °C, а в жидком состоянии при 272 °C имеет 1,27 мкОм·м.

    Температурный коэффициент линейного расширения равен 13,4·10−6 К−1 при 293 К.

    По сравнению с другими металлами, висмут, как и ртуть, обладает низкой теплопроводностью равной 7,87 Вт/(м·К) при 300 К.

    Висмут является диамагнетиком с магнитной восприимчивостью −1,34·10−9 при 293 K, что делает его самым диамагнитным металлом.

    Переходит в сверхпроводящее состояние при температуре 7 К.

    При комнатной температуре висмут хрупкий металл и в изломе имеет грубозернистое строение, но при температуре 150—250 °C проявляет пластические свойства.

    Модуль упругости: 32-34 ГПа.

    Модуль сдвига: 12,4 ГПа[4].

    Химические свойства

    В соединениях висмут проявляет степени окисления −3, +1, +2, +3, +4, +5. При комнатной температуре в среде сухого воздуха не окисляется, но в среде влажного воздуха покрывается тонкой плёнкой оксида. Нагрев до температуры плавления приводит к окислению висмута, которое заметно интенсифицируется при 500 °C. При достижении температуры выше 1000 °C сгорает с образованием оксида Bi2O3[4]

    Взаимодействие озона с висмутом приводит к образованию оксида Bi2O5.

    Незначительно растворяет фосфор. Водород в твердом и жидком висмуте практически не растворяется, что свидетельствует о малой активности водорода по отношению к висмуту. Известны гидриды Bi2H2 и BiH3, которые при нагреве являются неустойчивыми и ядовитыми газами. Висмут не взаимодействует с углеродом, азотом и кремнием[8].

    Взаимодействие висмута с серой или с сернистым газом сопровождается образованием сульфидов BiS, Bi2S3.

    Висмут проявляет стойкость по отношению к концентрированной соляной и разбавленной серной кислотам, но растворяется азотной кислотой и царской водкой.

    Висмут реагирует с тетраоксидом диазота с образованием нитрата висмута:

    При нагревании с концентрированной серной кислотой растворяется с образованием BiH(SO4)2, тогда как с разбавленной серной кислотой растворяется с образованием сульфата висмута:

    Взаимодействие висмута с фтором, хлором, бромом и йодом сопровождается образованием различных галогенидов:

    С металлами способен образовывать интерметаллиды — висмутиды[1][9].

    Стоимость

    Цены на висмут на мировом рынке неустойчивы, что определяется как колебанием спроса и предложения, так и падением или ростом производства свинца, которое приводит соответственно к росту или снижению производства висмута, являющегося ценным сопутствующим материалом в свинецсодержащих концентратах. Начиная с 1970-х годов, самая низкая цена висмута составляла 3,5 долл./кг и отмечалась в 1980 г., а самая высокая — 15 долл./кг — в 1989 г. В конце 1995 г. цена на висмут чистотой 99,99 % составляла 8,8 долл./кг[10].

    Цены за килограмм продукта со склада в США за период с января по сентябрь поднялись на 8,8 доллара США (с 19,80 до 28,60 долларов за килограмм (франко-борт)).

    Цены на слитки висмута со склада в Роттердаме с января по сентябрь 2011 года возросла на 4,2 доллара (с 22,20 до 26,40 долларов за килограмм (СИФ)).

    Применение

    Металлургия

    Висмут имеет большое значение для производства так называемых «автоматных сталей», особенно нержавеющих, и очень облегчает их обработку резанием на станках-автоматах (токарных, фрезерных и др.) при концентрации висмута всего 0,003 %, в то же время не увеличивая склонность к коррозии. Висмут используют в сплавах на основе алюминия (примерно 0,01 %), эта добавка улучшает пластические свойства металла, резко упрощает его обработку.

    Катализаторы

    В производстве полимеров трёхокись висмута служит катализатором, и её применяют, в частности, при получении акриловых полимеров. При крекинге нефти некоторое применение находит оксид-хлорид висмута.

    Термоэлектрические материалы
    Монокристалл теллурида висмута

    Висмут применяется в полупроводниковых материалах, используемых, в частности, в термоэлектрических приборах. К таким материалам относятся теллурид (термо-э.д.с. теллурида висмута 280 мкВ/К) и селенид висмута. Получен высокоэффективный материал на основе висмут-цезий-теллур для производства полупроводниковых холодильников суперпроцессоров.

    Детекторы ядерных излучений

    Некоторое значение для производства детекторов ядерного излучения имеет монокристаллический иодид висмута. Германат висмута (Bi4Ge3O12, краткое обозначение BGO) — распространённый сцинтилляционный материал, применяется в ядерной физике, физике высоких энергий, компьютерной томографии, геологии.

    Легкоплавкие сплавы
    Синтетический кристалл висмута и слиток, объемом 1 см3.

    Сплавы висмута с другими легкоплавкими веществами (кадмием, оловом, свинцом, индием, таллием, ртутью, цинком и галлием) обладают очень низкой температурой плавления (некоторые — ниже температуры кипения воды, а наиболее легкоплавкий состав с висмутом имеет температуру плавления около +41 °C[11]). Наиболее известны сплав Вуда и (без кадмия) сплав Розе. Применения таких легкоплавких сплавов включают в себя:

    • теплоносители;
    • припои;
    • элементы противопожарной сигнализации;
    • специальные смазки, работающие в вакууме и тяжёлых условиях;
    • клапаны, при расплавлении открывающие просвет для протекания жидкостей и газов, например ракетных топлив;
    • предохранители в мощных электрических цепях;
    • уплотнительные прокладки в сверхвысоковакуумных системах;
    • фиксирующие составы для сломанных конечностей в медицине;
    • термометрические материалы в жидкостных термометрах;
    • материалы для изготовления выплавляемых моделей в литье и т. д.
    Измерение магнитных полей

    Металлический висмут особой чистоты служит материалом для производства обмотки для измерения сверхсильных магнитных полей, ввиду того, что при увеличении магнитного поля электросопротивление висмута резко возрастает, и в то же время достаточно равномерно для того, чтобы по изменению сопротивления обмотки, изготовленной из него, судить о напряжённости внешнего магнитного поля.

    Производство полония-210

    Некоторое значение висмут имеет в ядерной технологии при получении полония — важного элемента радиоизотопной промышленности.

    Химические источники тока

    Оксид висмута в смеси с графитом используется в качестве положительного электрода в висмутисто-магниевых элементах (ЭДС 1,97—2,1 В, 120 Вт·ч/кг, 250—290 Вт·ч/дм³).

    Также в качестве положительного электрода в литиевых элементах находит применение висмутат свинца.

    Висмут в сплаве с индием применяется в чрезвычайно стабильных и надежных ртутно-висмуто-индиевых элементах. Такие элементы прекрасно работают в космосе и в тех условиях, где важна стабильность напряжения, высокая удельная энергия, а снижение частоты отказов играет первостепенную роль (например, военные применения).

    Трёхфтористый висмут применяется для производства чрезвычайно энергоёмких (3000 Вт·ч/дм³, практически достигнутое — 1500—2300 Вт·ч/дм³) лантан-фторидных аккумуляторов.

    Обработка прочных металлов и сплавов

    В легкоплавких сплавах висмута (например, сплав Вуда, сплав Розе и др.) производят токарную, фрезерную обработку и сверление урана, вольфрама и его сплавов и других материалов, трудно поддающихся обработке резанием.

    Ядерная энергетика

    Эвтектический сплав висмут-свинец используется в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем. В частности, в советском подводном флоте такие реакторы использовались на подлодке К-27 и семи подлодках проекта 705 («Лира»).

    Малое сечение захвата висмутом тепловых нейтронов и значительная способность к растворению урана вкупе со значительной температурой кипения и невысокой агрессивностью к конструкционным материалам позволяют использовать висмут в гомогенных атомных реакторах, пока не вышедших из стадии экспериментальных разработок.

    Магнитные материалы

    Интерметаллид марганец-висмут сильно ферромагнитен и производится в больших количествах промышленностью для получения пластичных магнитов. Особенностью и преимуществом такого материала является возможность быстрого и дешёвого получения постоянных магнитов (к тому же не проводящих ток) любой формы и размеров. Кроме того, этот магнитный материал достаточно долговечен и обладает значительной коэрцитивной силой. Кроме соединений висмута с марганцем, также известны магнитотвёрдые соединения висмута с индием, хромом и европием, применение которых ограничено специальными областями техники вследствие либо трудностей синтеза (висмут-хром), либо высокой цены второго компонента (индий, европий).

    Топливные элементы

    Керамические фазы ВИМЕВОКС, включающие в свой состав оксид висмута с оксидами других металлов (ванадий, медь, никель, молибден и др.), обладают очень высокой проводимостью при температурах 500—700 К и применяются для производства высокотемпературных топливных элементов.

    Высокотемпературная сверхпроводимость

    Керамики, включающие в свой состав оксиды висмута, кальция, стронция, бария, меди, иттрия и др. являются высокотемпературными сверхпроводниками. В последние годы при изучении этих сверхпроводников выявлены фазы, имеющие пики перехода в сверхпроводящее состояние при 110 К.

    Производство тетрафторгидразина

    Висмут в виде мелкой стружки или порошка применяется в качестве катализатора для производства тетрафторгидразина (из трехфтористого азота), используемого в качестве окислителя ракетного горючего.

    Электроника

    Сплав состава 88 % Bi и 12 % Sb в магнитном поле обнаруживает аномальный эффект магнитосопротивления; из этого сплава изготовляют быстродействующие усилители и выключатели.

    Вольфрамат, станнат-ванадат, силикат и ниобат висмута входят в состав высокотемпературных сегнетоэлектрических материалов.

    Феррит висмута применяется в качестве магнитоэлектрического материала.

    Медицина

    Из соединений висмута в медицине шире всего используют его трёхокись Bi2O3. В частности, её применяют в фармацевтической промышленности для изготовления многих лекарств от желудочно-кишечных заболеваний, а также антисептических и заживляющих средств. Кроме того, в последнее время на её основе разрабатывается ряд противоопухолевых препаратов для лечения онкологических заболеваний.

    Оксид-хлорид висмута находит применение в медицине в качестве рентгеноконтрастного средства и в качестве наполнителя при изготовлении кровеносных сосудов. Кроме того в медицине находят широкое применение такие соединения, как галлат, тартрат, карбонат, субсалицилат, субцитрат и трибромфенолят висмута. На основе этих соединений разработано множество медицинских препаратов (включая такие широко используемые, как мазь Вишневского).

    В качестве противоязвенных средств используются: висмута трикалия дицитрат (висмута субцитрат) (код АТХ A02BX05), висмута субнитрат (A02BX12), ранитидина висмута цитрат (A02BA07).

    Пигменты

    Ванадат висмута применяется в качестве пигмента (ярко-жёлтый цвет).

    Косметика

    Оксид-хлорид висмута применяется как блескообразователь в производстве лака для ногтей, губной помады, теней и др.

    Охота

    Висмут является относительно безопасным для окружающей среды. Это позволяет использовать дробь из висмута взамен традиционного и токсичного свинца[12].

    Биологическая роль

    Содержание висмута в человеческом организме составляет:

    • мышечная ткань — 0,32×10−5 %
    • костная ткань — менее 0,2×10−4 %
    • кровь — ~0,016 мг/л
    • ежедневный приём с пищей 0,005-0,02 мг.

    Содержание в организме среднего человека (масса тела~70 кг) невелико, но точные данные отсутствуют. Данные о токсической и летальной дозах также отсутствуют[13].

    Изотопы

    Природный висмут состоит из одного изотопа 209Bi, который считался самым тяжёлым из существующих в природе стабильных изотопов. Однако в 2003 году было экспериментально доказано, что он является альфа-радиоактивным с периодом полураспада 1,9±0,2·1019 лет. Таким образом, все известные изотопы висмута радиоактивны. Но поскольку период полураспада 1,9±0,2·1019 лет на много порядков больше, чем даже возраст современной Вселенной, то природный висмут, состоящий из одного изотопа 209Bi, может считаться практически радиоактивно безвредным для человека.

    Кроме 209Bi, известны ещё более трёх десятков (пока 34) изотопов, у большинства из которых есть изомерные состояния. Среди них есть три долгоживущих:

    • 207Bi 31,55 года;
    • 208Bi 0,368·106 лет;
    • 210mBi 3,04·106 лет;

    Все остальные радиоактивны и короткоживущи: периоды их полураспада не превышают нескольких суток.

    Изотопы висмута с массовыми числами от 184 до 208 и от 215 до 218 получены искусственным путём, остальные — 210Bi, 211Bi, 212Bi, 213Bi и 214Bi — образуются в природе, входя в цепочки радиоактивного распада ядер урана-238, урана-235 и тория-232.

    Интересные факты

    Висмут в твёрдом состоянии имеет меньшую плотность, чем в жидком. Этим свойcтвом обладают лишь немногие вещества: среди элементарных, помимо висмута, германий и галлий[14] и некоторые соединения, например вода.

    Висмут является сильнейшим диамагнетиком, причем эффект диамагнетизма на нём можно наблюдать в простых лабораторных условиях, в отличие от других доступных, но очень слабых диамагнетиков. Подвешенный на тонкой нити образец висмута заметно на глаз отталкивается от любого полюса магнита. Имея достаточно большие блоки висмута и мощный магнит, даже в домашних условиях можно увидеть, что силы отталкивания достаточно чтобы оторвать магнит от опоры. Это так называемая диамагнитная левитация[15].

    См. также

    Примечания

    1. 1 2 3 4 5 Химическая энциклопедия: в 5 т. / Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 379-380. — 623 с. — 100 000 экз.
    2. Висмут в Химической энциклопедии
    3. Chemistry of arsenic, antimony, and bismuth. — 1998. — P. 41. — ISBN 978-0-7514-0389-3
    4. 1 2 3 Под ред. Дрица М. Е. Свойства элементов. — Металлургия, 1985. — С. 292-302. — 672 с.
    5. Вольфсон Ф. И., Дружинин А. В. Главнейшие типы рудных месторождений. — М.: Недра, 1975. — 392 с.
    6. ВИСМУТ
    7. Юхин Ю. М., Михайлов Ю. И. Химия висмутовых соединений и материалов. — СО РАН, 2001. — С. 19-21. — 360 с.
    8. Славинский М. П. Физико-химические свойства элементов. — Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1952. — С. 426-432. — 764 с.
    9. Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0
    10. Денисов В. М., Белоусова Н. В., Моисеев Г. К. и др. Висмутосодержащие материалы: строение и физико-химические свойства/ Уро РАН. — Екатеринбург, 2000. — 527 с.
    11. Сплав IndAlloy 15, состоящий из Bi (42,9 %), Cd (5,10 %), In (18,3 %), Pb (21,7 %), Hg (4,00 %), Sn (8,00 %). Matweb LLC. Matherial Property Data.
    12. http://www.nordis.fi/patruunat/vihtavuori-haulikon-patruunat/ ассортимент патронов с висмутовой дробью
    13. Эмсли Дж. Элементы. — М.: Мир, 1993. — 256 с.
    14. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов. — Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. — С. 187-192. — 356 с.
    15. Опыты по магнитной левитации (финский язык). Видеозапись «левитации» магнита между двух блоков висмута: [1], [2].

    Ссылки

    dic.academic.ru

    ВИСМУТ - это... Что такое ВИСМУТ?

  • ВИСМУТ — (нем.). Металл, отличающийся своей хрупкостью и легкоплавкостью, красновато белого цвета; употребляется для сплавления металлов и приготовления белил, а также в медицине. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н.,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ВИСМУТ — (Bismuthum), Bi, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 83, атомная масса 208,9804; металл, tпл 271,4 шC. Висмут компонент легкоплавких сплавов, припоев, баббитов и др., присадка к алюминию, сталям и другим сплавам. Из… …   Современная энциклопедия

  • Висмут —         Bi (лат. bismuthum * a. bismuth; н. Wismut; ф. bismuth; и. bismuto), хим. элемент V группы периодич. системы Mенделеева, ат. н. 83, ат. м. 208,980.          Природный B. состоит из одного стабильного изотопа 209Bi; из радиоактивных… …   Геологическая энциклопедия

  • ВИСМУТ — (правильнее бисмут), Bismu tum, хим. обозначение Bi, ат. в. 209; в период, системе занимает по порядку 83 е место, 9 е в V группе; белый, слегка красноватый металл с выраженным кристадличе Рие. 2. ским строением, хрупкий; на воздухе и в воде не… …   Большая медицинская энциклопедия

  • ВИСМУТ — (лат. Wismuthum) Bi, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 83, атомная масса 208,9804. Серебристо белый металл, хрупкий, легкоплавкий; плотность 9,80 г/см&sup3, tпл 271,4 .С. В сухом воздухе устойчив. Минералы висмутин …   Большой Энциклопедический словарь

  • ВИСМУТ — ВИСМУТ, висмута, муж. (иностр.). Хрупкий металл белого цвета с красноватым отливом (хим.). || Порошок или жидкость из соединений этого металла, применяемые в медицине как лечебные средства (апт.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ВИСМУТ — ВИСМУТ, а, муж. Химический элемент хрупкий легкоплавкий серебристо белый металл. | прил. висмутовый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ВИСМУТ — муж. один из металлов, невстречаемых в чистом виде и в деле, а только в окисях и солях; легкоплавкий, белый, с красноватым отливом. Висмутовый, к нему относящийся, содержащий его. Висмутовые или шпанские белила. Толковый словарь Даля. В.И. Даль.… …   Толковый словарь Даля

  • ВИСМУТ — металл красновато белого цвета; уд. вес 9,80; темп pa плавления 269°; отличается большой хрупкостью. В соединении с оловом, свинцом и кадмием В. образует сплавы, применяемые в качестве легких припоев и для изготовления легкоплавких… …   Технический железнодорожный словарь

  • висмут — сущ., кол во синонимов: 4 • зельбит (1) • минерал (5627) • полуметалл (4) • …   Словарь синонимов

  • dic.academic.ru

    Висмут — Википедия

    Внешний вид простого вещества

    Блестящий серебристый металл

    Свойства атома
    Название, символ, номер Ви́смут (устар. Би́смут) / Bismuthum (Bi), 83
    Атомная масса
    (молярная масса)
    208,98040(1)[1] а. е. м. (г/моль)
    Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
    Радиус атома 170 пм
    Химические свойства
    Ковалентный радиус 146 пм
    Радиус иона (+5e) 74 (+3e) 96 пм
    Электроотрицательность 2,02 (шкала Полинга)
    Электродный потенциал Bi←Bi3+ 0,23 В
    Степени окисления 5, 3
    Энергия ионизации
    (первый электрон)
     702,9 (7,29) кДж/моль (эВ)
    Термодинамические свойства простого вещества
    Плотность (при н. у.) 9,79 г/см³
    Температура плавления 271,44 °C, 544,5 K
    Температура кипения 1837 K
    Уд. теплота плавления 11,30 кДж/моль
    Уд. теплота испарения 172,0 кДж/моль
    Молярная теплоёмкость 26,0[2] Дж/(K·моль)
    Молярный объём 21,3 см³/моль
    Кристаллическая решётка простого вещества
    Структура решётки ромбоэдрическая[3]
    Параметры решётки a=4,746; α=57,23 Å
    Отношение c/a -
    Температура Дебая 120,00 K
    Прочие характеристики
    Теплопроводность (300 K) 7,9 Вт/(м·К)
    Номер CAS 7440-69-9
    83

    Висмут

    4f145d106s26p3

    Ви́смут — химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 83. Обозначается символом Bi (лат. Bismuthum). Простое вещество представляет собой при нормальных условиях блестящий серебристый с розоватым оттенком металл.

    История и происхождение названия

    Предположительно латинское Bismuthum или bisemutum происходит от немецкого weisse Masse, «белая масса»[4].

    В Средневековье висмут часто использовался алхимиками во время опытов. Добывающие руду шахтёры называли его tectum argenti, что означает «производство серебра», при этом они считали, что висмут был наполовину серебром.

    Висмут использовали не только в Европе. Инки применяли висмут в процессе изготовления холодного оружия, из-за него мечи отличались особой красотой, а их блеск был вызван радужным окислением, которое являлось следствием образования на поверхности металла тонкой плёнки оксида висмута.

    Однако висмут не был отнесён к самостоятельному элементу, и полагали, что он является разновидностью свинца, сурьмы или олова. Впервые о висмуте упоминается в 1546 году в трудах немецкого минералога и металлурга Георгиуса Агриколы. В 1739 году немецким химиком Поттом И. Г. было установлено, что висмут является всё-таки отдельным химическим элементом. Через 80 лет шведский химик Берцелиус впервые ввёл символ элемента Bi в химическую номенклатуру[5].

    Нахождение в природе

    Содержание висмута в земной коре — 2·10−5 % по массе, в морской воде — 2·10−5 мг/л[2].

    В рудах находится как в форме собственных минералов, так и в виде примеси в некоторых сульфидах и сульфосолях других металлов. В мировой практике около 90 % всего добываемого висмута извлекается попутно при металлургической переработке свинцово-цинковых, медных, оловянных руд и концентратов, содержащих сотые и иногда десятые доли процента висмута.

    Висмутовые руды, содержащие 1 % и выше висмута, встречаются редко. Минералами висмута, входящими в состав таких руд, а также руд других металлов, являются висмут самородный (содержит 98,5—99 % Bi), висмутин Bi2S3 (81,30 % Bi), тетрадимит Bi2Te2S (56,3—59,3 % Bi), козалит Pb2Bi2S5 (42 % Bi), бисмит Bi2O3 (89,7 % Bi), бисмутит Bi2CO3(OH)4 (88,5—91,5 % Bi), виттихенит Cu3BiS3, галеновисмутит PbBi2S4, айкинит CuPbBiS3.

    Генетические группы и промышленные типы месторождений

    Висмут в повышенных концентрациях накапливается в месторождениях различных генетических типов: в пегматитах, в контактово-метасоматических, а также в высоко- и среднетемпературных гидротермальных месторождениях. Собственно висмутовые месторождения имеют ограниченное распространение и обычно этот металл образует комплексные руды с другими металлами в ряде рудных формаций гидротермальных месторождений[6]. Среди них выделяются следующие:

    1. Вольфрам-медно-висмутовые
    2. Месторождения пятиэлементной формации (Co-Ni-Bi-Ag-U)
    3. Золото-висмутовые
    4. Мышьяк-висмутовые
    5. Медно-висмутовые
    6. Кварц-висмутовые

    Мировая добыча и потребление висмута

    Висмут — достаточно редкий металл, и его мировая добыча/потребление едва превышает 6000 тонн в год (от 5800 до 6400 тонн в год).

    Месторождения

    Известны месторождения висмута в Германии, Монголии, Боливии, Австралии, Перу, России, а также в других странах[7].

    Получение

    Синтезированный кристалл висмута. Радужную окраску придаёт оксидная плёнка.

    Получение висмута основано на переработке полиметаллических медных и свинцовых концентратов и висмутовых руд методами пирометаллургии и гидрометаллургии. Для получения висмута из сульфидных соединений висмута, получаемых при попутной переработке медных концентратов, используют осадительную плавку с железным скрапом и флюсом.

    Процесс идет по реакции:

    Bi2S3+3Fe→2Bi+3FeS{\displaystyle {\mathsf {Bi_{2}S_{3}+3Fe\rightarrow 2Bi+3FeS}}}

    В случае использования окисленных руд висмут восстанавливают углеродом под слоем легкоплавкого флюса при температурах 900—1000 °C:

    Bi2O3+3C→2Bi+3CO{\displaystyle {\mathsf {Bi_{2}O_{3}+3C\rightarrow 2Bi+3CO}}}

    Сульфидные руды могут быть переведены в оксидные по реакции:

    2Bi2S3+9O2→2Bi2O3+6SO2{\displaystyle {\mathsf {2Bi_{2}S_{3}+9O_{2}\rightarrow 2Bi_{2}O_{3}+6SO_{2}}}}

    Вместо углерода может быть использован сульфит натрия, который восстанавливает оксид висмута при температуре 800 °C по реакции:

    Bi2O3+3Na2SO3→2Bi+3Na2SO4{\displaystyle {\mathsf {Bi_{2}O_{3}+3Na_{2}SO_{3}\rightarrow 2Bi+3Na_{2}SO_{4}}}}

    Сульфид висмута может быть восстановлен до висмута с помощью соды при температуре около 950 °C или с помощью гидроксида натрия при температуре 500—600 °C. Реакции этих процессов имеют следующий вид:

    4Bi2S3+12Na2CO3→8Bi+9Na2S+3Na2SO4+12CO2{\displaystyle {\mathsf {4Bi_{2}S_{3}+12Na_{2}CO_{3}\rightarrow 8Bi+9Na_{2}S+3Na_{2}SO_{4}+12CO_{2}}}}
    4Bi2S3+24NaOH→8Bi+9Na2S+3Na2SO4+12h3O{\displaystyle {\mathsf {4Bi_{2}S_{3}+24NaOH\rightarrow 8Bi+9Na_{2}S+3Na_{2}SO_{4}+12H_{2}O}}}

    Получение висмута из чернового свинца, который образуется при переработке свинцовых концентратов, состоит в выделении висмута с помощью магния или кальция. При этом висмут скапливается в верхних слоях в виде соединения CaMg2Bi2. Дальнейшая очистка от Ca и Mg происходит при переплаве под слоем щёлочи с добавкой окислителя (NaNO3). Полученный продукт подвергают электролизу с получением шлама, который переплавляют в черновой висмут[2].

    Гидрометаллургический способ получения висмута характеризуется более высокими экономическими показателями и чистотой полученного продукта при переработке бедных полиметаллических концентратов. В основе способа лежит процесс растворения висмутосодержащих руд, полупродуктов, сплавов азотной и соляной кислотами и последующего выщелачивания образовавшихся растворов. Выщелачивание проводят с помощью серной кислоты или электрохимическим выщелачиванием растворами хлорида натрия. Дальнейшее извлечение и очистка висмута проводится методами экстракции[8].

    Получение висмута высокой чистоты основано на методах гидрометаллургического рафинирования, зонной плавки и двухстадийной перегонки.

    Физические свойства

    Висмут — металл серебристо-белого цвета с розоватым оттенком. Известно большое количество аллотропных модификаций висмута, которые имеют место при высоком давлении. Существует восемь кристаллографических модификаций висмута. При давлении 2,57 ГПа и температуре +25 °C кристаллическая решётка висмута претерпевает полиморфное превращение из ромбоэдрической в моноклинную с параметрами решётки a = 0,6674 нм, b = 0,6117 нм, c = 0,3304 нм, β = 110,33°, пространственная группа C2m. При давлениях 2,72 ГПа, 4,31 ГПа и около 5 ГПа также происходят полиморфные превращения кристаллической решётки висмута. При давлении 7,74 ГПа висмут имеет кубическую решётку, пространственная группа Im3m с параметром решётки a = 0,3800 нм. В интервале давлений 2,3—5,2 ГПа и температур 500—580 °C висмут имеет тетрагональную решётку с параметрами a = 0,657 нм, c = 0,568 нм. При давлении 30 ГПа также обнаружено полиморфное превращение[2].

    Переход висмута из твёрдого в жидкое состояние сопровождается увеличением плотности с 9,8 г/см3 до 10,07 г/см3, которая постепенно уменьшается с повышением температуры и при 900 °C составляет 9,2 г/см3. Обратный переход висмута из жидкого в твёрдое состояние сопровождается увеличением объёма на 3,3 %. Повышение плотности при плавлении наблюдается лишь у немногих веществ; другим хорошо известным примером вещества с таким свойством является вода.

    Удельное электрическое сопротивление висмута равно 1,2 мкОм·м при +17,5 °C и повышается с ростом температуры. Интересной особенностью является то, что удельное сопротивление при плавлении уменьшается: у твёрдого висмута (при 269 °C) оно составляет 2,67 мкОм·м, а в жидком состоянии (при 272 °C) — лишь 1,27 мкОм·м.

    Температурный коэффициент линейного расширения равен 13,4·10−6 К−1 при 293 К (+20 °C).

    По сравнению с другими металлами висмут, как и ртуть, обладает низкой теплопроводностью, равной 7,87 Вт/(м·К) при 300 К.

    Висмут является диамагнетиком с магнитной восприимчивостью −1,34·10−9 при 293 K, что делает его самым диамагнитным металлом. Образец висмута, подвешенный на нитке, достаточно заметно отклоняется в сторону от поднесённого сильного магнита.

    Кристаллический висмут не переходит в состояние сверхпроводимости даже при охлаждении до температуры порядка 10 мК. Однако есть свидетельства, что сверхпроводимость при нормальном давлении наступает при температуре около 0,5 мК. При этом критическое магнитное поле составляет величину всего 5,2 мкТл[9].

    При комнатной температуре висмут хрупкий металл и в изломе имеет грубозернистое строение, но при температуре 150—250 °C проявляет пластические свойства. Монокристаллы висмута пластичны и при комнатной температуре, и при медленном приложении усилия легко изгибаются. При этом можно ощутить «ступенчатость» процесса и даже услышать лёгкий хруст — это связано с двойникованием, за счёт которого упругое напряжение скачком снимается.

    Модуль упругости: 32—34 ГПа.

    Модуль сдвига: 12,4 ГПа[5].

    Изотопы

    Природный висмут состоит из одного изотопа 209Bi, который ранее считался самым тяжёлым из существующих в природе стабильных изотопов. Однако в 2003 году было экспериментально подтверждено[10] теоретическое предположение, высказанное тремя десятилетиями ранее[11], что он является альфа-радиоактивным. Измеренный период полураспада 209Bi составляет (1,9±0,2)·1019 лет, что на много порядков больше, чем возраст Вселенной. Таким образом, все известные изотопы висмута радиоактивны. Природный висмут, состоящий из одного изотопа 209Bi, является практически радиоактивно безвредным для человека, так как за год в одном грамме природного висмута в среднем лишь около 100 ядер испытывают альфа-распад, превращаясь в стабильный таллий-205.

    Кроме 209Bi, известны ещё более трёх десятков (пока 34) изотопов, у большинства из которых есть изомерные состояния. Среди них есть три долгоживущих:

    • 207Bi 31,55 года;
    • 208Bi 3,68·105 лет;
    • 210mBi 3,04·106 лет.

    Все остальные радиоактивны и короткоживущи: периоды их полураспада не превышают нескольких суток.

    Изотопы висмута с массовыми числами с 184 по 208 и с 215 по 218 получены искусственным путём, остальные — 210Bi, 211Bi, 212Bi, 213Bi и 214Bi — образуются в природе, входя в цепочки радиоактивного распада ядер урана-238, урана-235 и тория-232.

    Химические свойства

    В соединениях висмут проявляет степени окисления −3, +1, +2, +3, +4, +5. При комнатной температуре в среде сухого воздуха не окисляется, но в среде влажного воздуха покрывается тонкой плёнкой оксида. Нагрев до температуры плавления приводит к окислению висмута, которое заметно интенсифицируется при 500 °C. При достижении температуры выше 1000 °C сгорает с образованием оксида Bi2O3[5]:

    4Bi+3O2 → 2Bi2O3{\displaystyle {\mathsf {4Bi+3O_{2}\ {\xrightarrow {\ }}2Bi_{2}O_{3}}}}

    Взаимодействие озона с висмутом приводит к образованию оксида Bi2O5.

    Незначительно растворяет фосфор. Водород в твёрдом и жидком висмуте практически не растворяется, что свидетельствует о малой активности водорода по отношению к висмуту. Известны гидриды Bi2H2 и BiH3, которые при нагреве являются неустойчивыми и ядовитыми газами. Висмут не взаимодействует с углеродом, азотом и кремнием[12].

    Взаимодействие висмута с серой или с сернистым газом сопровождается образованием сульфидов BiS, Bi2S3.

    Bi+S →510oC BiS{\displaystyle {\mathsf {Bi+S\ {\xrightarrow {510^{o}C}}\ BiS}}}
    2Bi+3S →300−400oC Bi2S3{\displaystyle {\mathsf {2Bi+3S\ {\xrightarrow {300-400^{o}C}}\ Bi_{2}S_{3}}}}

    Висмут проявляет стойкость по отношению к концентрированной соляной и разбавленной серной кислотам, но растворяется азотной кислотой и царской водкой.

    Bi+4HNO3 → Bi(NO3)3

    wikipedia.green

    ВИСМУТ - это... Что такое ВИСМУТ?

  • ВИСМУТ — (нем.). Металл, отличающийся своей хрупкостью и легкоплавкостью, красновато белого цвета; употребляется для сплавления металлов и приготовления белил, а также в медицине. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н.,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ВИСМУТ — (символ Bi), серебристо белый металл, элемент пятой группы периодической таблицы, впервые выделенный как отдельный элемент в 1753 г. Основными рудами для его получения являются бисмит (Вi2О3) и висмутовый блеск (Bi2S3). Висмут плохо проводит… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ВИСМУТ — (Bismuthum), Bi, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 83, атомная масса 208,9804; металл, tпл 271,4 шC. Висмут компонент легкоплавких сплавов, припоев, баббитов и др., присадка к алюминию, сталям и другим сплавам. Из… …   Современная энциклопедия

  • Висмут —         Bi (лат. bismuthum * a. bismuth; н. Wismut; ф. bismuth; и. bismuto), хим. элемент V группы периодич. системы Mенделеева, ат. н. 83, ат. м. 208,980.          Природный B. состоит из одного стабильного изотопа 209Bi; из радиоактивных… …   Геологическая энциклопедия

  • ВИСМУТ — (правильнее бисмут), Bismu tum, хим. обозначение Bi, ат. в. 209; в период, системе занимает по порядку 83 е место, 9 е в V группе; белый, слегка красноватый металл с выраженным кристадличе Рие. 2. ским строением, хрупкий; на воздухе и в воде не… …   Большая медицинская энциклопедия

  • ВИСМУТ — ВИСМУТ, висмута, муж. (иностр.). Хрупкий металл белого цвета с красноватым отливом (хим.). || Порошок или жидкость из соединений этого металла, применяемые в медицине как лечебные средства (апт.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ВИСМУТ — ВИСМУТ, а, муж. Химический элемент хрупкий легкоплавкий серебристо белый металл. | прил. висмутовый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ВИСМУТ — муж. один из металлов, невстречаемых в чистом виде и в деле, а только в окисях и солях; легкоплавкий, белый, с красноватым отливом. Висмутовый, к нему относящийся, содержащий его. Висмутовые или шпанские белила. Толковый словарь Даля. В.И. Даль.… …   Толковый словарь Даля

  • ВИСМУТ — металл красновато белого цвета; уд. вес 9,80; темп pa плавления 269°; отличается большой хрупкостью. В соединении с оловом, свинцом и кадмием В. образует сплавы, применяемые в качестве легких припоев и для изготовления легкоплавких… …   Технический железнодорожный словарь

  • висмут — сущ., кол во синонимов: 4 • зельбит (1) • минерал (5627) • полуметалл (4) • …   Словарь синонимов

  • partners.academic.ru

    Висмут - это... Что такое Висмут?

  • ВИСМУТ — (нем.). Металл, отличающийся своей хрупкостью и легкоплавкостью, красновато белого цвета; употребляется для сплавления металлов и приготовления белил, а также в медицине. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н.,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ВИСМУТ — (символ Bi), серебристо белый металл, элемент пятой группы периодической таблицы, впервые выделенный как отдельный элемент в 1753 г. Основными рудами для его получения являются бисмит (Вi2О3) и висмутовый блеск (Bi2S3). Висмут плохо проводит… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ВИСМУТ — (Bismuthum), Bi, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 83, атомная масса 208,9804; металл, tпл 271,4 шC. Висмут компонент легкоплавких сплавов, припоев, баббитов и др., присадка к алюминию, сталям и другим сплавам. Из… …   Современная энциклопедия

  • Висмут —         Bi (лат. bismuthum * a. bismuth; н. Wismut; ф. bismuth; и. bismuto), хим. элемент V группы периодич. системы Mенделеева, ат. н. 83, ат. м. 208,980.          Природный B. состоит из одного стабильного изотопа 209Bi; из радиоактивных… …   Геологическая энциклопедия

  • ВИСМУТ — (правильнее бисмут), Bismu tum, хим. обозначение Bi, ат. в. 209; в период, системе занимает по порядку 83 е место, 9 е в V группе; белый, слегка красноватый металл с выраженным кристадличе Рие. 2. ским строением, хрупкий; на воздухе и в воде не… …   Большая медицинская энциклопедия

  • ВИСМУТ — (лат. Wismuthum) Bi, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 83, атомная масса 208,9804. Серебристо белый металл, хрупкий, легкоплавкий; плотность 9,80 г/см&sup3, tпл 271,4 .С. В сухом воздухе устойчив. Минералы висмутин …   Большой Энциклопедический словарь

  • ВИСМУТ — ВИСМУТ, висмута, муж. (иностр.). Хрупкий металл белого цвета с красноватым отливом (хим.). || Порошок или жидкость из соединений этого металла, применяемые в медицине как лечебные средства (апт.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ВИСМУТ — ВИСМУТ, а, муж. Химический элемент хрупкий легкоплавкий серебристо белый металл. | прил. висмутовый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ВИСМУТ — муж. один из металлов, невстречаемых в чистом виде и в деле, а только в окисях и солях; легкоплавкий, белый, с красноватым отливом. Висмутовый, к нему относящийся, содержащий его. Висмутовые или шпанские белила. Толковый словарь Даля. В.И. Даль.… …   Толковый словарь Даля

  • ВИСМУТ — металл красновато белого цвета; уд. вес 9,80; темп pa плавления 269°; отличается большой хрупкостью. В соединении с оловом, свинцом и кадмием В. образует сплавы, применяемые в качестве легких припоев и для изготовления легкоплавких… …   Технический железнодорожный словарь

  • висмут — сущ., кол во синонимов: 4 • зельбит (1) • минерал (5627) • полуметалл (4) • …   Словарь синонимов

  • dic.academic.ru


    Смотрите также