Bismut

Grootte is een beslissende factor die de prijs van bismut beïnvloedt. De prijs van een kristal van 100 g bismut bedraagt ​​gewoonlijk $15-$30/stuk.

Bismut heeft een slechte taaiheid, wat betekent dat het gemakkelijk kan breken, chippen of barsten onder dagelijkse stoten vanwege zijn splijtbaarheid en broze interne structuur.

Bismut's gevoeligheid voor oxidatie in water, vervorming bij hitte en negatieve reacties met agressieve chemicaliën maakt het gevoelig voor dagelijks gebruik.

Bismuth is een broos metaal met een witte, zilverroze tint, vaak met een iriserende oxide-aanslag die veel kleuren vertoont van geel tot blauw. De spiraalvormige, trapvormige structuur van bismutkristallen is het resultaat van een hogere groeisnelheid rond de buitenranden dan aan de binnenranden. De variaties in de dikte van de oxidelaag die zich op het oppervlak van het kristal vormt, zorgen ervoor dat licht van verschillende golflengten de reflectie stoort, waardoor een regenboog van kleuren wordt weergegeven. Bij verbranding in zuurstof brandt bismut met een blauwe vlam en vormt het oxide gele dampen. De giftigheid ervan is veel lager dan die van zijn buren in het periodiek systeem, zoals lood, antimoon en polonium. Van geen ander metaal is aangetoond dat het van nature meer diamagnetisch is dan bismut. (Superdiamagnetisme is een ander fysisch fenomeen.) Van elk metaal heeft het een van de laagste waarden van thermische geleidbaarheid (na mangaan en misschien neptunium en plutonium) en de hoogste Hall-coëfficiënt. Het heeft een hoge elektrische weerstand. Wanneer bismut in voldoende dunne lagen op een substraat wordt afgezet, is het een halfgeleider, ondanks dat het een postovergangsmetaal is. Elementair bismut is in de vloeibare fase dichter dan de vaste stof, een eigenschap die het deelt met germanium, silicium, gallium en water. Bismut zet 3,32% uit bij stollen; daarom was het lange tijd een onderdeel van laagsmeltende zetlegeringen, waar het compenseerde voor de samentrekking van de andere legeringscomponenten om bijna isostatische eutectische bismut-loodlegeringen te vormen. Hoewel vrijwel onzichtbaar in de natuur, kan hoogzuivere bismut onderscheidende, kleurrijke trechter-kristallen vormen. Het is relatief niet giftig en heeft een laag smeltpunt net boven 271 ° C, dus kristallen kunnen worden gekweekt met een huishoudelijk fornuis, hoewel de resulterende kristallen meestal van mindere kwaliteit zijn dan in het laboratorium gekweekte kristallen. Bij omgevingsomstandigheden heeft bismut dezelfde gelaagde structuur als de metallische vormen van arseen en antimoon, en kristalliseert het in het rhombohedrale rooster (Pearson-symbool hR6, ruimtegroep R3m nr. 166) van het trigonale kristalsysteem. Bij compressie bij kamertemperatuur verandert deze Bi-I-structuur eerst in de monokliene Bi-II bij 2,55 GPa, vervolgens in de tetragonale Bi-III bij 2,7 GPa en tenslotte in de lichaamsgerichte kubische Bi-V bij 7,7 GPa. De overeenkomstige overgangen kunnen worden bewaakt via veranderingen in elektrische geleidbaarheid; ze zijn vrij reproduceerbaar en abrupt en worden daarom gebruikt voor kalibratie van hogedrukapparatuur.

De belangrijkste bronnen van bismut zijn de mineralen bismutiniet en bismiet welke voornamelijk worden aangetroffen in Canada, Bolivia, Japan, Mexico en Peru. In de Verenigde Staten is bismut een bijproduct van de koper- en loodwinning. Andere bismuthoudende mineralen zijn bismutiet, tellurobismutiet en tetradymiet.

In de aardkorst is bismut ongeveer twee keer zo overvloedig aanwezig als goud. De belangrijkste ertsen van bismut zijn bismutiniet en bismiet. Inheems bismut is bekend uit Australië, Bolivia en China. Het verschil tussen mijnbouw en raffinageproductie weerspiegelt de status van bismut als bijproduct van de winning van andere metalen zoals lood, koper, tin, molybdeen en wolfraam. De wereldproductie van bismut uit raffinaderijen is een completere en betrouwbaardere statistiek. Bismut reist in ruw lood (dat tot 10% bismut kan bevatten) door verschillende raffinagestadia, totdat het wordt verwijderd door het Kroll-Betterton-proces dat de onzuiverheden als slak scheidt, of het elektrolytische Betts-proces. Bismut zal zich op dezelfde manier gedragen als een ander van zijn belangrijkste metalen, koper. Het ruwe bismutmetaal uit beide processen bevat nog aanzienlijke hoeveelheden andere metalen, vooral lood. Door het gesmolten mengsel met chloorgas te laten reageren, worden de metalen omgezet in hun chloriden terwijl bismut ongewijzigd blijft. Onzuiverheden kunnen ook met verschillende andere methoden worden verwijderd, bijvoorbeeld met vloeimiddelen en behandelingen die zeer zuiver bismutmetaal opleveren (meer dan 99% Bi).

Bismuth zijn goed voor ongeveer de helft van de productie van bismut. Ze worden gebruikt in cosmetica, pigmenten en enkele farmaceutische producten, met name bismutsubsalicylaat, die worden gebruikt om diarree te behandelen. De ongebruikelijke neiging van bismut om uit te zetten terwijl het stolt, is verantwoordelijk voor een aantal van zijn toepassingen, zoals bij het gieten van drukwerk. Bismut heeft een ongewoon lage toxiciteit voor een zwaar metaal. Aangezien de toxiciteit van lood de laatste jaren duidelijker is geworden, is er een toenemend gebruik van bismutlegeringen (momenteel ongeveer een derde van de bismutproductie) als vervanging voor lood.

Bismutmetaal is al sinds de oudheid bekend, hoewel het vaak werd verward met lood en tin, die enkele fysieke eigenschappen delen. De etymologie is onzeker, maar komt mogelijk van de Duitse woorden weiße Masse of Wismuth ("witte massa"), vertaald in het midden van de zestiende eeuw naar het Nieuwe Latijn bisemutum of bisemutium. De naam bismut dateert uit de jaren 1660 en is van onzekere etymologie. Het is een van de eerste 10 metalen die zijn ontdekt. Bismut verschijnt in de jaren 1660, uit het verouderde Duitse Bismuth, Wismut, Wissmuth (begin 16e eeuw); mogelijk gerelateerd aan Oudhoogduits hwiz ("wit"). Het Nieuwe Latijn bisemutium (dankzij Georgius Agricola, die veel Duitse mijnbouw- en technische woorden latiniseerde) is afkomstig van het Duitse Wismuth, mogelijk van weiße Masse, "witte massa". Het element werd in de vroege tijden verward met tin en lood omdat het op die elementen lijkt. Omdat bismut al sinds de oudheid bekend is, wordt niemand specifiek met de ontdekking gecrediteerd. Agricola stelt in De Natura Fossilium (ca. 1546) dat bismut een apart metaal is in een familie van metalen waaronder tin en lood. Dit was gebaseerd op observatie van de metalen en hun fysieke eigenschappen. Mijnwerkers in het tijdperk van de alchemie gaven bismut ook de naam tectum argenti, of "wordend zilver", in de zin van zilver dat nog in de aarde wordt gevormd. Beginnend met Johann Heinrich Pott in 1738, Carl Wilhelm Scheele en Torbern Olof Bergman, werd de onderscheidendheid van lood en bismut duidelijk, en Claude François Geoffroy toonde in 1753 aan dat dit metaal verschillend is van lood en tin. Bismut was ook bekend bij de Inca's en werd (samen met het gebruikelijke koper en tin) gebruikt in een speciale bronslegering voor messen.