bismut

Bismut is een chemisch element met het symbool Bi en atoomnummer 83. Het behoort tot groep 15 (voorheen Groep VA) van het periodiek systeem, gewoonlijk de pnictogenen genoemd. Bismut is het zwaarste stabiele element en wordt voornamelijk in zijn elementaire vorm in de natuur aangetroffen, hoewel het ook in verschillende vormen kan worden aangetroffen. mineralen.

In zijn pure vorm is bismut een bros metaal met een zilverwitte kleur en een roze tint. Het heeft een hoge elektrische weerstand en een lage thermische geleidbaarheid. Bismut is niet giftig en wordt soms gebruikt in legeringen voor toepassingen zoals solderen, gieten en legeringen met een laag smeltpunt.

Een van de meest interessante eigenschappen van bismut is de neiging om prachtige iriserende oxidelagen op het oppervlak te vormen wanneer het reageert met lucht. Dit resulteert in verbluffend kleurrijke kristalformaties, waardoor bismutkristallen een populaire keuze zijn voor verzamelaars en voor gebruik in sieraden en decoratieve artikelen.

Bismutmineralen zijn relatief zeldzaam, maar ze bestaan ​​wel. Het meest voorkomende bismutmineraal is bismuthiniet (Bi2S3), dat vaak in verband wordt gebracht met andere metaalsulfiden zoals leiden, koper en zilver ertsen. Andere mineralen die bismut bevatten, zijn onder meer bismiet (Bi2O3) en natuurlijk bismut, wat bismut is dat in zijn pure elementaire vorm wordt aangetroffen.

Samenvattend is bismut een fascinerend element dat bekend staat om zijn unieke eigenschappen, waaronder de kleurrijke kristalformaties en het gebruik ervan in verschillende industriële toepassingen. De aanwezigheid ervan in minerale vorm draagt ​​bij aan de intriges en het belang ervan in de studie van de geologie en mineralogie.

Naam: Van het Duitse weisse masse, later wismut, witte massa.

Minerale groep: Arseen groep.

Mobiele gegevens: Ruimtegroep: R3m. a = 4.546 c = 11.860 Z = 6

Vereniging: chalcopyriet, arsenopyriet, pyrrhotiet, pyriet, kobaltiet, nikkeline, breithauptiet, skutterudiet, saffloriet, bismuthiniet, zilver, Cubaniet, molybdeniet, sfaleriet, loodglans, scheeliet, wolframiet, calciet, bariet, kwarts.

Chemische eigenschappen

Chemische classificatie	Native
Chemische samenstelling	Bi

Fysieke eigenschappen

Kleur	Roodachtig wit tot crèmewit; bezoedelt iriserend roze, geelachtig of blauwachtig
Streep	Zilverwit
Glans	Metalen
Decollete	Perfect Perfect {0001}, Goed {1011}, slecht {1014}
doorschijnenheid	Ondoorzichtig
Mohs hardheid	2–2.5 op de schaal van Mohs
Crystal-systeem	Trigonaal
Vasthoudendheid	Sectile
Dichtheid	9.7 – 9.83 g/cm3 (gemeten) 9.753 g/cm3 (berekend)

Optische eigenschappen

Bismuth vertoont verschillende interessante optische eigenschappen, hoewel het doorgaans niet wordt beschouwd als een belangrijke speler in optische toepassingen in vergelijking met andere materialen zoals silicium of verschillende verbindingen die in de optica worden gebruikt. Niettemin zijn hier enkele optische eigenschappen van bismut:

1. Straalbreking: Bismut heeft een brekingsindex van ongeveer 1.9 voor zichtbaar licht. Dit betekent dat licht dat door bismut gaat of ermee in wisselwerking staat, wordt gebroken of gebogen wanneer het het materiaal binnenkomt of verlaat.
2. Afspiegeling: Zoals de meeste metalen vertoont bismut reflectiviteit. Het is echter niet zo reflecterend als sommige andere metalen zoals zilver of zilver aluminium. De reflectiviteit van bismut kan variëren afhankelijk van factoren zoals oppervlakteafwerking en zuiverheid.
3. Kleur: Bismut staat bekend om zijn iriserende oxidelaag die zich op het oppervlak vormt bij blootstelling aan lucht. Deze oxidelaag kan een reeks kleuren produceren, waaronder paars, blauw, groen en geel. Deze eigenschap maakt bismutkristallen populair voor decoratieve en artistieke doeleinden.
4. Transparantie: Bismut wordt over het algemeen als ondoorzichtig voor zichtbaar licht beschouwd, wat betekent dat er geen licht doorheen kan gaan. In dunne films of bepaalde kristalstructuren kan bismut echter een zekere mate van transparantie vertonen, vooral in het infrarode deel van het spectrum.
5. Fotoluminescentie: Onder bepaalde omstandigheden kunnen bismutverbindingen fotoluminescentie vertonen, waarbij ze licht uitstralen wanneer ze worden opgewonden door fotonen. Deze eigenschap wordt in sommige toepassingen benut, zoals luminescerende materialen voor beeldschermen en sensoren.
6. Optische dubbele breking: Sommige bismuthoudende verbindingen, met name bepaalde kristallen, vertonen optische dubbele breking. Dit betekent dat ze verschillende brekingsindices hebben voor licht dat in verschillende richtingen gepolariseerd is, wat resulteert in dubbele breking.

Hoewel de optische eigenschappen van bismut niet zo uitgebreid zijn bestudeerd of gebruikt als die van sommige andere materialen, dragen ze nog steeds bij aan de unieke eigenschappen ervan en maken ze het geschikt voor specifieke toepassingen, met name in decoratieve voorwerpen, kunst en bepaalde wetenschappelijke studies.

Voorval

Bismut wordt voornamelijk aangetroffen in de aardkorst en komt meestal voor in minerale afzettingen naast andere metalen zoals lood, koper, zink, en zilver. Het wordt beschouwd als een relatief zeldzaam element, waarvan de overvloed in de aardkorst wordt geschat op ongeveer 0.2 delen per miljoen. Enkele van de veel voorkomende mineralen waar bismut wordt gevonden zijn onder meer:

1. Bismuthiniet (Bi2S3): Dit is het meest voorkomende mineraal dat bismut bevat. Het is een sulfidemineraal en komt vaak voor in hydrothermale aderen die geassocieerd zijn met andere sulfidemineralen zoals lood-, zink- en zilverertsen.
2. Bismiet (Bi2O3): Dit is een oxidemineraal van bismut. Het vormt zich onder oxiderende omstandigheden en kan voorkomen in hydrothermale aderen en pegmatieten, maar ook in combinatie met andere bismuthoudende mineralen.
3. Inheems bismut: Af en toe komt bismut voor in zijn oorspronkelijke elementaire vorm. Deze gebeurtenissen zijn relatief zeldzaam, maar kunnen worden aangetroffen in bepaalde geologische omgevingen waar bismutrijke vloeistoffen zijn afgekoeld en gestold.
4. Bismut Oker: Dit is een mengsel van verschillende bismutoxiden en hydroxiden, vaak aangetroffen als a verwering product van andere bismuthoudende mineralen.

Bismut wordt doorgaans verkregen als bijproduct van de raffinage van lood, koper, tin, zilver en goud ertsen. Het wordt ook geproduceerd als bijproduct van het smelten van bepaalde metaalertsen. Bovendien kan bismut uit zijn ertsen worden gewonnen door middel van processen zoals roosten, smelten en elektrolyse.

Commercieel wordt bismut voornamelijk geproduceerd in China, Peru, Mexico en Canada, terwijl kleinere hoeveelheden uit andere landen komen. Het merendeel van de bismutproductie wordt gebruikt in metallurgische toepassingen, maar ook in farmaceutische producten, cosmetica en diverse andere industriële processen.

Gebruikt gebied

Bismut vindt toepassingen op verschillende gebieden vanwege zijn unieke eigenschappen en relatief lage toxiciteit. Enkele belangrijke gebieden waar bismut wordt gebruikt zijn onder meer:

1. Metallurgie en legeringen: Bismut wordt vaak gelegeerd met andere metalen zoals tin, lood, cadmiumen indium om legeringen met een laag smeltpunt te creëren. Deze legeringen worden gebruikt in toepassingen zoals solderen, sanitaire voorzieningen, elektrische zekeringen en sprinklersystemen.
2. Farmaceutische: Bismutverbindingen, zoals bismutsubsalicylaat, worden gebruikt in medicijnen voor de behandeling van gastro-intestinale stoornissen zoals indigestie, diarree en maagzweren. Bismutverbindingen werken als antacida en antimicrobiële middelen.
3. Cosmetica: Bismutoxychloride, een verbinding afgeleid van bismut, wordt gebruikt in cosmetica zoals foundations, blosjes en oogschaduw om een ​​parelmoer of glanzend effect te geven.
4. Nucleaire industrie: Bismut wordt gebruikt als neutronenabsorberend materiaal in sommige kernreactoren en nucleaire veiligheidsapparatuur.
5. Branddetectiesystemen: Bismuthoudende materialen worden gebruikt in branddetectiesystemen vanwege hun lage thermische geleidbaarheid. Deze materialen worden gebruikt in warmtegevoelige triggers die brandblussystemen activeren.
6. katalysatoren: Bismutverbindingen worden gebruikt als katalysatoren bij verschillende chemische reacties, waaronder bij de productie van farmaceutische producten en fijne chemicaliën.
7. Bewerking en smering: Bismut wordt gebruikt als smeermiddel bij bepaalde bewerkingsprocessen vanwege de lage wrijvingseigenschappen. Het kan ook dienen als smeermiddel bij bepaalde metaalbewerkingen.
8. Pyrotechniek: Bismutverbindingen worden gebruikt in vuurwerk en pyrotechnische apparaten om kleurrijke effecten te creëren vanwege hun vermogen om levendige en iriserende vlammen te produceren wanneer ze worden ontstoken.
9. Straling afscherming: Bismut wordt gebruikt in bepaalde soorten stralingsafscherming vanwege de hoge dichtheid en het vermogen om straling te absorberen.
10. Kristalgroei: Bismut wordt gebruikt bij de productie van enkele kristallen voor diverse wetenschappelijke en industriële toepassingen, waaronder halfgeleiders en optische apparaten.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden van de uiteenlopende toepassingen van bismut in verschillende industrieën. De unieke combinatie van eigenschappen maakt het waardevol op een breed scala van gebieden, van de gezondheidszorg tot de metallurgie tot de elektronica.

Distributie

De verspreiding van bismut in de natuur is relatief wijdverspreid, maar komt meestal in relatief lage concentraties voor in vergelijking met de overvloediger voorkomende elementen. Hier is een overzicht van de distributie:

1. Aardkorst: Bismut is aanwezig in de aardkorst in een gemiddelde concentratie van ongeveer 0.2 delen per miljoen (ppm). Dit maakt het een van de minder voorkomende elementen in de aardkorst.
2. Mineraal Deposito: Bismut wordt doorgaans aangetroffen in combinatie met andere metaalertsen, vooral die van lood, koper, zink en zilver. Het komt voor in verschillende minerale vormen, waaronder bismuthiniet (Bi2S3), bismiet (Bi2O3) en natuurlijk bismut. Deze mineralen worden vaak aangetroffen in hydrothermale aderen, pegmatieten en andere geologische formaties ertsafzettingen worden gevormd.
3. Wereldwijde productie: De grootste producenten van bismut zijn China, Peru, Mexico en Canada, hoewel er ook in verschillende andere landen kleinere hoeveelheden worden geproduceerd. Vooral China domineert de mondiale productie en is verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de bismutvoorziening in de wereld.
4. Bijproduct van andere metaalwinning: Bismut wordt vaak verkregen als bijproduct van de raffinage van lood-, koper-, tin-, zilver- en goudertsen. Het wordt uit deze ertsen gewonnen via verschillende processen, zoals smelten, roosteren en elektrolyse.
5. Industrieel gebruik en distributie: Eenmaal gewonnen, wordt bismut gebruikt in verschillende industrieën, zoals de metallurgie, de farmaceutische industrie, cosmetica, elektronica en pyrotechniek. De verspreiding ervan in deze industrieën hangt af van factoren zoals vraag, beschikbaarheid en economische overwegingen.
6. Global Trade: Bismut en zijn verbindingen worden wereldwijd verhandeld, waarbij landen op bismut gebaseerde producten voor verschillende toepassingen importeren en exporteren. China speelt als grootste producent ook een belangrijke rol in de wereldhandel in bismut.

Hoewel bismut relatief zeldzaam is in vergelijking met sommige andere elementen, wordt het nog steeds wijd verspreid en speelt het een belangrijke rol in verschillende industriële en commerciële sectoren over de hele wereld.