Bismuto

O tamanho é um fator decisivo que afeta o preço de bismuto. O preço de um cristal de 100 g bismuto é geralmente de 15 a 30 dólares/peça.

Bismuto possui baixa tenacidade, o que significa que pode facilmente quebrar, lascar ou rachar sob impactos diários devido à sua clivagem e estrutura interna frágil.

A suscetibilidade de bismuto à oxidação na água, deformação sob calor e reações negativas com produtos químicos agressivos o torna sensível para uso diário.

Bismuth é um metal quebradiço com uma tonalidade rosa-prateada branca, freqüentemente com uma mancha de óxido iridescente mostrando muitas cores do amarelo ao azul. A estrutura em forma de escada em espiral dos cristais de bismuto é o resultado de uma taxa de crescimento mais alta em torno das bordas externas do que nas bordas internas. As variações na espessura da camada de óxido que se forma na superfície do cristal fazem com que diferentes comprimentos de onda de luz interfiram na reflexão, exibindo assim um arco-íris de cores. Quando queimado em oxigênio, o bismuto queima com uma chama azul e seu óxido forma vapores amarelos. Sua toxicidade é muito menor que a de seus vizinhos na tabela periódica, como chumbo, antimônio e polônio. Nenhum outro metal foi verificado ser mais naturalmente diamagnético do que o bismuto. (O superdiamagnetismo é um fenômeno físico diferente.) De qualquer metal, ele tem um dos valores mais baixos de condutividade térmica (depois do manganês, e talvez neptúnio e plutônio) e o coeficiente de Hall mais alto. Possui alta resistividade elétrica. Quando depositado em camadas suficientemente finas sobre um substrato, o bismuto é um semicondutor, apesar de ser um metal pós-transição. O bismuto elementar é mais denso na fase líquida do que na sólida, uma característica que compartilha com o germânio, silício, gálio e água. O bismuto expande 3,32% na solidificação; portanto, foi por muito tempo um componente de ligas compostas de baixo ponto de fusão, onde compensou a contração dos outros componentes da liga para formar ligas eutéticas de chumbo-bismuto quase isostáticas. Embora virtualmente invisível na natureza, o bismuto de alta pureza pode formar cristais de funil coloridos distintos. É relativamente atóxico e tem um baixo ponto de fusão logo acima de 271 ° C, então os cristais podem ser cultivados usando um fogão doméstico, embora os cristais resultantes tendam a ser de qualidade inferior aos cristais cultivados em laboratório. Em condições ambientais, o bismuto compartilha a mesma estrutura em camadas que as formas metálicas de arsênio e antimônio, cristalizando-se na estrutura romboédrica (símbolo de Pearson hR6, grupo espacial R3m No. 166) do sistema de cristal trigonal. Quando comprimida à temperatura ambiente, esta estrutura Bi-I muda primeiro para o Bi-II monoclínico a 2,55 GPa, depois para o Bi-III tetragonal a 2,7 GPa e, finalmente, para o Bi-V cúbico centrado no corpo a 7,7 GPa. As transições correspondentes podem ser monitoradas por meio de mudanças na condutividade elétrica; eles são bastante reproduzíveis e abruptos e, portanto, são usados para calibração de equipamentos de alta pressão.

Na crosta terrestre, o bismuto é cerca de duas vezes mais abundante que o ouro. Os minérios mais importantes de bismuto são bismuthinite e bismite. O bismuto nativo é conhecido na Austrália, Bolívia e China. A diferença entre a mineração e a produção de refino reflete o status do bismuto como subproduto da extração de outros metais, como chumbo, cobre, estanho, molibdênio e tungstênio. A produção mundial de bismuto nas refinarias é uma estatística mais completa e confiável. O bismuto viaja em barras de chumbo cru (que pode conter até 10% de bismuto) por vários estágios de refino, até ser removido pelo processo Kroll-Betterton que separa as impurezas como escória, ou o processo Betts eletrolítico. O bismuto se comportará da mesma forma com outro de seus principais metais, o cobre. O metal de bismuto bruto de ambos os processos ainda contém quantidades consideráveis de outros metais, principalmente chumbo. Ao reagir a mistura derretida com gás cloro, os metais são convertidos em seus cloretos, enquanto o bismuto permanece inalterado. As impurezas também podem ser removidas por vários outros métodos, por exemplo, com fluxos e tratamentos produzindo metal de bismuto de alta pureza (mais de 99% Bi).

Bismuth compostos de Bismuth responsáveis por cerca de metade da produção de bismuto. Eles são usados em cosméticos, pigmentos e alguns produtos farmacêuticos, notadamente o subsalicilato de bismuto, usado para tratar a diarreia. A propensão incomum do bismuto para se expandir à medida que se solidifica é responsável por alguns de seus usos, como na fundição de tipos de impressão. O bismuto tem toxicidade excepcionalmente baixa para um metal pesado. Como a toxicidade do chumbo se tornou mais aparente nos últimos anos, há um uso crescente de ligas de bismuto (atualmente cerca de um terço da produção de bismuto) como substituto do chumbo.

O metal bismuto é conhecido desde os tempos antigos, embora muitas vezes tenha sido confundido com chumbo e estanho, que compartilham algumas propriedades físicas. A etimologia é incerta, mas possivelmente vem das palavras alemãs weiße Masse ou Wismuth ('massa branca'), traduzidas em meados do século XVI para o latim bisemutum ou bisemutium. O nome bismuto data de cerca da década de 1660 e sua etimologia é incerta. É um dos 10 primeiros metais que foram descobertos. O bismuto aparece na década de 1660, do obsoleto alemão Bismuth, Wismut, Wissmuth (início do século XVI); talvez relacionado ao alto alemão antigo hwiz ('branco'). O novo latim bisemutium (devido a Georgius Agricola, que latinizaram muitas palavras técnicas e de mineração alemãs) é do alemão Wismuth, talvez de weiße Masse, 'massa branca'. O elemento foi confundido nos tempos antigos com estanho e chumbo devido à sua semelhança com esses elementos. Como o bismuto é conhecido desde os tempos antigos, ninguém é creditado com sua descoberta. Agricola, em De Natura Fossilium (c. 1546) afirma que o bismuto é um metal distinto em uma família de metais incluindo estanho e chumbo. Isso se baseava na observação dos metais e suas propriedades físicas. Mineradores na era da alquimia também deram ao bismuto o nome tectum argenti, ou 'prata sendo feita', no sentido de prata ainda em processo de formação dentro da Terra. Começando com Johann Heinrich Pott em 1738, Carl Wilhelm Scheele e Torbern Olof Bergman, a distinção entre chumbo e bismuto tornou-se clara, e Claude François Geoffroy demonstrou em 1753 que esse metal é distinto do chumbo e do estanho. O bismuto também era conhecido pelos Incas e usado (junto com o usual cobre e estanho) em uma liga de bronze especial para facas.