Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Висмут

Висмут (лат. Bismuthum), Bi, химический элемент V группы периодической системы Менделеева; атомный номер 83, атомная масса 208,980; серебристо-серый металл с розоватым оттенком. Природный висмут состоит из одного стабильного изотопа 209Bi.

  Висмут был известен в 15—16 вв., но долгое время его считали разновидностью олова, свинца или сурьмы. За самостоятельный металл висмут был признан в середине 18 в. Французский химик А. Лавуазье включил его в список простых тел. Происхождение названия «висмут» не установлено.

  Содержание висмута в земной коре 2·10-5% по массе. Висмут встречается в природе в виде многочисленных минералов, из которых главнейшие — висмутовый блеск Вi2S3, висмут самородный Bi, бисмит Bi2O3 и др. (см. Висмутовые руды). В большем количестве, но в малых концентрациях висмут встречается как изоморфная примесь в свинцово-цинковых, медных, молибденово-кобальтовых и олово-вольфрамовых рудах. Около 90% мирового потребления покрывается попутной добычей висмута при переработке полиметаллических руд.

  Физические и химические свойства. Висмут имеет ромбоэдрическую решётку с периодом a = 4,7457 А° и углом α=57°14'13''. Плотность 9,80 г/см3; tпл 271,3°С; tkип 1560 °С. Удельная теплоёмкость (20 °С) 123,5 дж/кг·К (0,0294 кал/г·С); термический коэффициент линейного расширения при комнатной температуре 13,3·10-6; удельная теплопроводность (20°С) 8,37 вт/(м·К) [0,020 кал/(см·сек·°С)]; удельное электрическое сопротивление (20° С) 106,8·10-8 ом·м (106,8·10-6 ом·см). Висмут — самый диамагнитный металл. Удельная магнитная восприимчивость равна —1,35·10-6. Под влиянием магнитного поля электросопротивление висмута увеличивается в большей степени, чем у других металлов, что используется для измерения индукции сильных магнитных полей (см. Висмутовая спираль). Сечение захвата тепловых нейтронов у висмута мало (34·10-31 м2 или 0,034 барна). При комнатной температуре висмут хрупок, легко раскалывается по плоскостям спайности, в фарфоровой ступке растирается в порошок. При температуре 120—150°С ковок; горячим прессованием (при 240—250° С) из него можно изготовить проволоку диаметром до 0,1 мм, а также пластинки толщиной 0,2—0,3 мм. Твёрдость по Бринеллю 93 Мн/м2 (9,3 кгс/мм2), по Моосу 2,5. При плавлении висмут уменьшается в объёме на 3,27%.

  Висмут в сухом воздухе устойчив, во влажном наблюдается его поверхностное окисление. При нагревании выше 1000°С сгорает голубоватым пламенем с образованием окиси Bi2O3. В ряду напряжений висмут стоит между водородом и медью, поэтому в разбавленной серной и соляной кислотах не растворяется; растворение в концентрированных серной и азотной кислотах идёт с выделением SO2 и соответствующих окислов азота.

  Висмут проявляет валентность 2, 3 и 5. Соединения висмута низших валентностей имеют основной характер, высших — кислотный. Из кислородных соединений висмута наибольшее значение имеет трёхокись Вi2O3, при нагревании меняющая свой жёлтый цвет на красно-коричневый. Вi2O3 применяют для получения висмутовых солей. В разбавленных растворах висмутовые соли гидролизуются. Хлорид BiCl3 гидролизуется с выпадением хлорокиси BiOCl, нитрат Bi (NO3)3 — с выпадением основной соли BiONO3·BiOOH. Способность солей висмута гидролизоваться используется для его очистки. Соединения 5-валентного висмута получаются с трудом; они являются сильными окислителями. Соль КВiО3 (соответствующая ангидриду Bi2O5) образуется в виде буро-красного осадка на платиновом аноде при электролизе кипящего раствора смеси KOH, KCl и взвеси Вi2O3. Висмут легко соединяется с галогенами и серой. При действии кислот на сплав висмута с магнием образуется висмутин (висмутистый водород) ВiH3; в отличие от арсина AsH3, висмутин — соединение неустойчивое и в чистом виде (без избытка водорода) не получено. С некоторыми металлами (свинцом, кадмием, оловом) висмут образует легкоплавкие эвтектики; с натрием, калием, магнием и кальциеминтерметаллические соединения c температурой плавления, значительно превышающей температуры плавления исходных компонентов. С расплавами алюминия, хрома и железа висмут не взаимодействует.

  Получение и применение. Основное количество висмута добывается попутно при огневом рафинировании чернового свинца (веркблея). Пирометаллургический способ основан на способности висмута образовывать тугоплавкие интерметаллические соединения с К, Na, Mg и Ca. В расплавленный свинец добавляют указанные металлы и образовавшиеся твёрдые соединения их с висмутом (дроссы) отделяют от расплава. Значительное количество висмута извлекают из шламов электролитического рафинирования свинца в кремнефтористоводородном растворе, а также из пылей и шламов медного производства. Содержащие висмут дроссы и шламы сплавляют под щелочными шлаками. Полученный черновой металл содержит примеси As, Sb, Cu, Pb, Zn, Se, Te, Ag и некоторых других элементов. Выплавка висмута из собственных руд производится в небольшом масштабе. Сульфидные руды перерабатывают осадительной плавкой с железным скрапом. Из окисленных руд висмут восстанавливают углём под слоем легкоплавкого флюса.

  Для грубой очистки чернового висмута применяются в зависимости от состава примесей различные методы: зейгерование, окислительное рафинирование под щелочными флюсами, сплавление с серой и др. Наиболее трудно отделяемая примесь свинца удаляется (до 0,01%) продуванием через расплавленный металл хлора. Товарный висмут содержит 99,9—99,98% основного металла. Висмут высокой чистоты получают зонной перекристаллизацией в кварцевых лодочках в атмосфере инертного газа. Значительное количество висмута идёт для приготовления легкоплавких сплавов, содержащих свинец, олово, кадмий (см., например, Вуда сплав), которые применяют в зубоврачебном протезировании, для изготовления клише с деревянных матриц, в качестве выплавляемых пробок в автоматических противопожарных устройствах, при напайке колпаков на бронебойные снаряды и т.д. Расплавленный висмут может служить теплоносителем в ядерных реакторах.

  Быстро увеличивается потребление висмута в соединениях с Te для термоэлектрогенераторов. Эти соединения из-за благоприятного сочетания величин теплопроводности, электропроводности и термоэлектродвижущей силы позволяют преобразовывать тепловую энергию в электрическую с большим кпд (~7%). Добавка висмута к нержавеющим сталям улучшает их обрабатываемость резанием.

  Соединения висмута применяются в стекловарении (увеличивают коэффициент преломления) и керамике (дают легкоплавкие эмали). Растворимые соли висмута ядовиты, по характеру воздействия аналогичны ртути.

  Наибольшее количество висмута потребляется фармацевтической промышленностью. Висмут и его препараты применяют в медицинской практике как обеззараживающие и подсушивающие средства. Нитрат висмута основной применяют внутрь при воспалительных заболеваниях кишечника (колиты, энтериты), язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки; выпускается в порошках и таблетках; входит в состав таблеток викалин и викаир. Наружно применяют препараты висмута в виде присыпок и мазей (ксероформ, дерматол) для лечения ожогов, дерматитов и поверхностных пиодермий. Для внутримышечных инъекций употребляют взвеси некоторых соединений висмута в растительном масле (бисмоверол, бийохинол) при лечении сифилиса.

 

  Лит.: Томсон Дж. Г., Висмут, пер. [с англ.], Л., 1932; Сажин Н. П., Дулькина Р. А., Получение металлического висмута высокой частоты, М., 1955; [Каганович С. Я., Иванов Г. П.], Производство и применение висмута в капиталистических странах, М., 1963; Глазков Е. Н., Висмут, Таш., 1969.

  Л. Я. Кроль.



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн