Jak získat bismut?

Až do XNUMX. století byl tento prvek často mylně považován za cín nebo olovo. Je dvakrát tak hojný než zlato a nachází se v populárním léku na poruchy trávení Pepto-Bismol.

Řeknu vám více o bismutu a jak se takové krystaly získávají.

Bismut je lidstvu znám již od starověku, poprvé je v písemných pramenech zmíněn v roce 1450 jako Wismutton nebo Bisemutum. Po dlouhou dobu byl tento kov považován za druh antimonu, olova nebo cínu. První informace o kovovém vizmutu, jeho těžbě a zpracování se nacházejí v dílech největšího středověkého metalurga a mineraloga George Agricoly z roku 1529. Myšlenka vizmutu jako samostatného chemického prvku se vyvinula až v XNUMX. . Symbol Bi poprvé zavedl do chemické nomenklatury vynikající švédský chemik Jens Jakob Berzelius.

Existuje několik verzí o původu slova „bismut“. Podle jednoho z nich se věří, že vychází z německých kořenů „wis“ a „mat“ (zkreslená weisse masse a weisse materia) – bílý kov (přesněji bílá hmota, bílá hmota). Podle jiného není slovo „bismut“ nic jiného než arabské „bi ismid“, tedy podobné antimonu.

Obsah bismutu v zemské kůře je 2*10 -5 % hmotnosti, v mořské vodě – 2*10 -5 mg/l. Bismutové rudy obsahující 1 % a více bismutu jsou vzácné, jejich zdrojem je obvykle olovo, cín a další rudy, kde je obsažen jako nečistota. Minerály vizmutu obsažené v takových rudách jsou přírodní vizmut (obsahuje 98,5-99 % Bi), bismutin – Bi₂S₃, bismith – Bi₂O₃ a další.

Asi 90 % veškerého vytěženého vizmutu se získává jako vedlejší produkt při metalurgickém zpracování olovo-zinkových, měděných, cínových rud a koncentrátů. Vizmut se získává fúzí sulfidu se železem: Bi₂S₃ + 3Fe = 2Bi + 3FeS,

nebo sekvenční procesy:

Na rozdíl od antimonu u vizmutu jasně převažují kovové vlastnosti nad nekovovými. Vyznačuje se silným kovovým leskem a bílým narůžovělým nádechem. Bismut je křehký a docela měkký, těžký (hustota 9,8 g/cm3) a tavitelný (bod tání 271°C). Při tání vizmut zmenšuje objem (jako led), tzn. Pevný vizmut je lehčí než kapalina. Z ostatních kovů má bismut nízkou tepelnou vodivost (pouze rtuť vede teplo hůře) a nejsilnější diamagnetické vlastnosti.

Přírodní bismut se skládá z jednoho stabilního izotopu, 209 Bi.

V suchém vzduchu vizmut neoxiduje, ve vlhké atmosféře se postupně pokrývá filmem oxidů. Při zahřátí nad 1000 °C hoří za vzniku hlavního oxidu Bi₂O₃. Když se bismut spojí se sírou, vznikne Bi₂S₃.

Interaguje s halogeny (nejvíce studovanými jsou trihalogenidy): 2Bi + 3Hal₂ = 2 BiHal₃

Když vizmut interaguje s kovy, tvoří se vizmutidy, například vizmutid sodný Na₃Bi, vizmut hořečnatý Mg₃Bi atd. Působením kyselin na takové slitiny bismutu vzniká bismuthin BiH₃.

Vizmut nereaguje s alkáliemi a zředěnými kyselinami, s koncentrovanými kyselinami tvoří soli:

Hlavní použití vizmutu je jeho použití jako složky nízkotavitelných slitin. Vizmut je obsažen například ve známé Woodově slitině, jejíž bod tání je nižší než bod varu vody, a v mnoha dalších slitinách používaných například při výrobě zápalnic. Slitiny vizmutu a manganu (Mn) se vyznačují feromagnetickými vlastnostmi, a proto se používají k výrobě silných permanentních magnetů.

Malé přídavky vizmutu (0,003 %-0,01 %) do oceli a slitin na bázi hliníku zlepšují plastické vlastnosti kovu a výrazně zjednodušují jeho zpracování.

Vizmut má určitý význam v jaderné technologii při výrobě polonia, důležitého prvku v radioizotopovém průmyslu. Sloučeniny vizmutu, zejména Bi₂O₃, používané ve sklářském a keramickém průmyslu, ve farmaceutickém průmyslu, jako katalyzátory atd.

Bismut je toxický ultramikroelement.

Málo je známo o fyziologické roli vizmutu. Možná indukuje syntézu nízkomolekulárních proteinů, účastní se osifikačních procesů a tvoří intracelulární inkluze v epitelu renálních tubulů. Tento prvek může mít genotoxické a mutagenní vlastnosti.

Přestože vizmut patří do kategorie těžkých kovů, jedná se o středně toxický prvek. Rozpustné soli bismutu jsou jedovaté a povahou svých účinků (i když v menší míře) jsou podobné solím rtuti.

Bismutité soli se používají od 1700. století. k léčbě nemocí, jako je průjem, a také ke zmírnění příznaků cholery.

Během úniku ropy v Mexickém zálivu byli mořští ptáci nuceni tuto látku spolknout, aby vyplavili olej, který se dostal do jejich těl.

Přestože je tato látka známá již od starověku, slovo „bismut“ se poprvé objevilo na konci XNUMX. století. Alchymisté jej používali při svých pokusech ve středověku. Horníci, kteří rudu těžili, ji nazývali tectum argenti. To v překladu znamená „výroba stříbra“. Horníci věřili, že vizmut je poloviční stříbro.

A krása jeho krystalů jistě naznačuje, proč tomu věřili.

Jméno vizmut je považováno za latinizovanou verzi starogermánského slova „bismut“ a teprve v roce 1546 německý vědec George Agricola (otec mineralogie) prohlásil, že vizmut je zřetelný kov.

Bismut nebyl používán pouze v Evropě: ačkoli jeho andské jméno bylo ztraceno, Inkové používali bismut k výrobě zbraní s čepelí. Díky tomu byly incké meče velmi krásné a jejich lesk byl výsledkem duhové oxidace, chemické reakce s kyslíkem. Rozdíl v barvách je výsledkem různé tloušťky vrstvy oxidu na povrchu krystalu. Když jsou krystaly bismutu zasaženy přímým světlem, tyto změny tloušťky mají za následek různé vlnové délky, které přeruší odraz. Proto získáme krásný duhový efekt.

V periodické tabulce má bismut několik sousedů (jeho číslo je 81) a pokud je užíván vnitřně, může způsobit vážné poškození zdraví. Tento seznam zahrnuje olovo, antimon a polonium. A přestože má vizmut vysokou atomovou hmotnost, vždy byl považován za stabilní (mnoho let byl dokonce považován za hmotnostně nejstabilnější prvek).

Nedávno se však zjistilo, že tento prvek je mírně radioaktivní. Ale nebojte se, vizmut nemůže zabíjet. Ve skutečnosti slitiny bismutu již dlouho nahrazují olovo (v předmětech, jako jsou ventily na pitnou vodu).

Hrubý olovnatý ingot obsahuje až 10 % bismutu a jeho extrakce vyžaduje několik stupňů. Po dvou hlavních procesech však v této směsi zbývá ještě mnoho dalších kovů.

Chcete-li získat čistý vizmut, musíte zpracovanou směs roztavit a poté přidat plynný chlór. Zbývající kovy se těží ve své chloridové formě, přičemž zůstává čistý vizmut. Vizmut má některé úžasné vlastnosti. Jak víte, voda je jedna z mála látek, která je v kapalné formě hustší než v pevné formě. Tímto způsobem je vizmut podobný vodě – v pevné formě se zvyšuje o 3%.

Je také diamagnetičtější než jakýkoli jiný kov na planetě. Diamagnetismus je přítomen ve všech materiálech – je to vlastnost, která vytváří magnetické pole. Na druhou stranu má bismut nejnižší tepelnou vodivost ze všech ostatních kovů. Bismut je považován za látku s nízkým dopadem na životní prostředí. Jeho složky totiž nejsou příliš rozpustné, takže ve vodě nemůže ublížit lidem. Byl však proveden pouze omezený výzkum účinků vizmutu na životní prostředí.

obecně, vizmut je nízkotavitelný kov, který se při tuhnutí roztahuje, takže ingoty nemají smršťovací dutinu, ale naopak mají konvexní povrch. Vizmut se používá především pro výrobu nízkotavitelných slitin a pájek.

Čistý, neoxidovaný vizmut je stříbřitě bílé barvy s lehce načervenalým nádechem. Duhová barva tohoto krystalu je způsobena přítomností tenkého oxidového filmu na jeho povrchu. V případě potřeby lze barvu snadno odstranit. Krystal stačí opláchnout zředěnou kyselinou chlorovodíkovou a jeho povrch se změní na stříbrný.

Pokud se roztavený kov nalije do formy a nechá se ztvrdnout, stane se z něj ingot. Krystaly bismutu se ale získávají trochu jinak.

Takto můžete získat takové fantastické krystaly bismutu (pouze bismut! To nebude fungovat s žádným jiným kovem!). Potřebujete velmi čistý vizmut. Čím je čistší, tím krásnější budou krystaly. Kov roztavený na hořáku se nalije do vyhřívané nádoby. Po nějaké době, když ztvrdne asi o třetinu, se tekutý kov vypustí a takové krystaly zůstanou na dně. Krystaly vizmutu získávají tak krásnou barvu v důsledku oxidace povrchové vrstvy kovu a čím vyšší je ryzost původního kovu, tím je krystal krásnější.

A ještě něco zajímavého o hlubinách naší Planety: například velmi zajímavé Dřevitý OPÁL, Ale Největší akvamarín na světě, a na závěr Největší safír na světě. A další otázka pro vás: jsi si jistá. že v přírodě neexistují rovné hrany?

Nativní vizmut je minerál ze třídy přírodních prvků, který má šedou, narůžovělou nebo načervenalou barvu. Ve středověku byly hrudky bismutu často mylně považovány za odrůdy jiných minerálů: přírodní stříbro, cín, olovo, antimon atd. Při interakci s vodou se na povrchu přírodního vizmutu vytváří tzv. matný film – oxid, který dává nugetu duhovou barvu. Nativní vizmut se tvoří ve formě krystalů s trigonálním systémem. Krystaly mají jasný kovový lesk. Minerál je plastický, viskózní a tvárný.

Často můžete slyšet, že vizmut je izomorfní nečistota v řadě kovů. Toto je částečně pravdivé tvrzení, ale tento minerál se často vyskytuje jako nezávislý nativní kov. Vzniká v přírodních procesech a má trigonální systém.

Příběh

Vizmut získal své jméno již v 1546. století a od té doby je součástí řady známých chemických sloučenin. Dokonce i ve středověku byl minerál používán pro mnoho alchymistických experimentů, protože se věřilo, že téměř polovina z nich sestává ze stříbra. Postupem času byl tento mýtus vyvrácen. Incké kmeny jej využívaly jako materiál pro výrobu zbraní s ostřím, zejména mečů, které měly díky duhové oxidaci čepele originální barvu. O bismutu jako kovu se poprvé začalo mluvit v roce 1739 díky pracím mineraloga George Agricoly. Ale teprve v roce XNUMX byl minerál izolován jako samostatný chemický prvek.

Jak to vypadá?

Bismut je stříbřitě bílý kov, a proto byl považován za podobný stříbru. Bismut má často narůžovělý odstín. Vědci znají asi osm forem a modifikací jeho krystalizace, přičemž nejčastější jsou polymorfní, monoklinická a tetragonální mřížka kovu. Bismut má kovový lesk a nikdy není průhledný. Poznáte ho podle světle šedého nebo stříbrnobílého lesklého pruhu. Nugeta se vyznačuje nízkou tvrdostí, díky čemuž (netepelně upravená) ji lze snadno řezat.

Hlavní vklady

Ložiska původního bismutu lze nalézt na všech kontinentech planety. Největší ložiska najdeme v Rusku, Německu (tzv. Krušné hory a Sasko Švédska, Bolívie, Austrálie a řada zemí SNS. Pro průmyslové účely se bismut těží v Peru, Cornwallu (Velká Británie), Dakotě a Kalifornii ( USA).

Na rudných žilách západních Krušných hor (Německo) jsou známá ložiska původního vizmutu.
Spolu s bismutinem se nativní bismut nachází ve velkém množství v Austrálii a Bolívii.
Nálezy původního vizmutu jsou známy na hoře Sherlova v Transbaikalii (Rusko).

Vlastnosti zpracování a použití

Praktická hodnota: důležitá bismutová ruda. Vizmut je nepostradatelným prvkem v mnoha oblastech výroby, zejména v kosmetologii a medicíně. K výrobě rtěnek a laků se tedy používá oxid bismutitý a chlorid, který dodává této kosmetice lesk a barvu. Výsledek je pro člověka neškodný, což podporuje neustálé používání vizmutu v kosmetologii. V lékařství se používá jako antiseptikum. Kovový koncentrát se přidává do léků předepisovaných pro zánětlivá onemocnění střev. Zvláštní pozornost je věnována vizmutu jako vzorku ze sbírky původních minerálů.

Typicky přírodní vizmut obsahuje pouze malé stopy železa, síry, arsenu a antimonu.

Krystaly jsou vzácné a mají pseudokubický vzhled. Charakteristické jsou kosterní krystaly a dendrity, obvykle ve formě zploštělých sítí, mřížkovité nebo stébelnaté. Kamenivo je hutné, zrnité, impregnované. Minerál je drsný na dotek. Řeže nožem. Snadno se rozpouští v HNO3.

Původ

Typické jsou pneumaticko-hydrotermální, často geneticky spojené s ložisky cínu a wolframu, asociace s arsenopyritem, bismutinem, topazem, berylem, turmalínem; Typický je nález přirozeného bismutu v hydrotermálních ložiskách uranovo-arsenidového typu, kde je spojen s niklem, kobaltem a uranovými minerály.

Vlastnosti minerálu

Barva	Načervenalé, stříbrnobílé, obvykle se skvrnitým, zeleným nebo červeným nádechem
Barva čáry	Světle šedá, stříbrná bílá, lesklá
Původ názvu	zřejmě z arabského BI ismid – držitel vlastností antimonu
Otevírací místo	Okres Schneeberg, Erzgebirge, Sasko
Zahajovací rok	1546
Stav IMA	platný
Химическая формула	Bi
Glitter	kov
průhlednost	neprůhledný
Výstřih	perfektní podle perfektní podle
Přestávka	nerovnoměrné
Tvrdost	2
Tepelné vlastnosti	Pod položkou tr. taje s neuvěřitelnou lehkostí, odpařuje se a vytváří na uhlí povlak – nejprve bílý a po vychladnutí – citrónově žlutý
Typické nečistoty	Fe, Te, As, S, Sb
Strunz (8. vydání)	1/B.01-40
Ahoj, CIM Ref.	1.49
Dana (7. vydání)	1.3.1.5
Dana (8. vydání)	1.3.1.4
Molekulární váha	208.98
Možnosti buňky	a = 4.55 Á, c = 11.85 Á
Postoj	a:c = 1:2.604
Počet jednotek vzorce (Z)	6
Objem jednotkové buňky	V 212.46 ų
Twinning	Polysyntetické dvojčatění je obvykle
Bodová skupina	3m (3 2/m) — Šestiúhelníkový-skalenohedr
Vesmírná skupina	R3m (R3 2/m)
Hustota (vypočtená)	9.753
Hustota (měřeno)	9.7 – 9.83
Pleochroismus	slabé
Typ	anizotropní
Optická anizotropie	rozlišitelné
Barva v odraženém světle	zářivě krémově bílá, při ztmavnutí zežloutne
Výběrový formulář	Krychlové krystaly, dendrity (kosterní krystaly)
Třídy na taxonomii SSSR	Kovy
třídy IMA	Nativní prvky
Syngonia	trigonální
Mikrotvrdost	VHN100=16-18
Kujnost	Ano
Literatura	Dymkov Yu.M. Kosterní tvary a dendritické textury. // V knize: Parageneze minerálů uranonosných žil. M., Nedra, 1985, str. 62-70. Web Malinko S.V., Dubinchuk V.T., Nosenko N.A. Nativní vizmut v datolitových rudách na ložisku boru Dalnegorsk. Minerální. zh., 1990, 14, č. 1, s. 42-52 (abstrakt – RZh Geology, 1992, 6B213)

Prohlédněte si minerál Bismut v prodejnách minerálů

Fotka Minerálu

Související články

Historie vizmutu (anglicky Bismuth, francouzsky Bismuth, německy Wismut) je složitá až do 18. století. tento kov byl zaměňován s olovem, cínem a antimonem.