البزموت - تاريخ البزموت وحدوثه واستخراجه واستخداماته وأسعاره

البزموت أو البزموت (المهملة أيضًا: البزموت) هو عنصر كيميائي برمز العنصر Bi والرقم الذري 83. في الجدول الدوري يكون في 5. المجموعة الرئيسية أو مجموعة النيتروجين.

لا يوجد نظير مستقر معروف. ومع ذلك ، فإن النشاط الإشعاعي المنخفض للغاية في نصف العمر المنخفض للغاية لـ 209Bi الذي يحدث بشكل طبيعي ليس له أهمية في الاستخدام العملي. يمكن الكشف عن النشاط الإشعاعي فقط 2003 ، حيث لم تكن طرق القياس الحساسة للغاية الضرورية متوفرة في السابق ؛ يعتبر 1990Bi أثقل نوكل مستقر في سنوات 209.

قصة

كعنصر منفصل ، أصبح البزموت مركز 18. قرن من قبل الكيميائيين كلود فرانسوا جوفروا ، يوهان هاينريش بوت ، كارل ويلهيلم شيل وتوربرن أولوف بيرجمان. في السابق ، كان غالبًا ما يُعتبر مشتقًا من الرصاص والقصدير والأنتيمون والمعادن الأخرى أو المعادن. في كتاب الكتاب الجبلي المفيد (حول 1527) ، تم ذكر خام البزموت (wissmad arzcz) كمرافق لخام الفضة. في وقت لاحق في 16. حاول القرن جورجيوس اجريكولا تمييز أكثر دقة.

يمكن ترجمة اسم المعدن ، الذي يظهر كـ wesemut في 1390 الألمانية و lat. 1450 كـ wismutum ، 1530 كـ bisemutum ، إلى ترجمة Dioscuri العربية لـ 9. يُنسب النموذج الموثق من القرن ب [i] إلى حد ما ، والذي ربما يكون في حد ذاته حرفيًا للغة اليونانية القديمة التي تمثل "الرصاص الأبيض". نشأة العربية iṯmid ، الأنتيمون 'اعتمد أيضا ؛ في كثير من الأحيان ، بالإضافة إلى التمرد الأول المزعوم في منجم سانت جورجن في المروج بالقرب من شنيبيرج في أرزجبيرج في 15. قرن ، أو على حصيرة الحكمة (حد ذاتها). وهو ما يعني "الكتلة البيضاء".

تم اقتراح الرمز الكيميائي Bi بواسطة JJ Berzelius في عام 1814.

ظهور

يحدث البزموت بشكل طبيعي في الطبيعة ، في شكل عنصري ، ويتم التعرف عليه كمعدن من قبل الرابطة الدولية للمعادن (IMA). 9 المستخدمة من قبل IMA. طبعة تصنيف المعادن بعد كارل هوغو سترونز يقود البزموت مع الأنتيمون والزرنيخ والسمنة في التقسيم الفرعي لعناصر الزرنيخ تحت النظام رقم. 1.CA.05 (إصدار 8 المتقادم: I / B.01-40). في الغالب المستخدمة في تصنيف الناطقين باللغة الإنجليزية من المعادن وفقا ل Dana Bismuth ينتمي إلى "مجموعة الزرنيخ" مع النظام لا. 01.03.01.

يتكون البزموت الصلب في الأوردة الحرارية المائية للبيغماتيت وأوردة الكوارتز المصنوعة من القصدير والتنغستن المحتوية على التوباز وعادة ما يتم تشكيلها مع العديد من خامات النحاس والنيكل والفضة والقصدير. نادراً ما يطور Bismuth أشكالًا بلورية جيدة التكوين ، ولكن يمكن أن يصل حجمه إلى 12 سم. عادة ما توجد على شكل مجاميع شجرية أو مرققة أو محببة ، ولكن أيضًا كتوأم متعددة الأجزاء الاصطناعية ذات تشابكات متوازية ("بسم الريش") أو سطوح جانبية على شكل قمع مرسومة في المركز البلوري.

(كما 2011) وحتى الآن، تعتبر عن 1400 المحليات لالبزموت كريمة معروفة. المواقع هي أساسا في أستراليا وبوليفيا والصين وكندا والمكسيك وبيرو واسبانيا، تاريخيا بيبر في شبسارت وفي Erzgebirge حيث البزموت (سواء في شكل نقي وكما كبريتيد (Bismuthinit) سلينيد (Selenidbismutglanz) وأكسيد وجدت bismite). وبالإضافة إلى ذلك تأتي البزموت، وكذلك الرصاص والزرنيخ، وأحيانا بمثابة كبريتيد مزدوج قبل: Galenobismutit (PbBi2S4) Lillianit (Pb3Bi2S6) Silberbismutglanz (AgBiS2) Kupferbismutglanz (CuBiS2) وKupferbismutblende (Cu6Bi2S6). ومن المعروف أيضا كبريتيد تيليريوم في شكل Tellurbismut (Bi2Te2S) وسيليكات اسمه Eulytin (Bi4 (SiO4) 3).

عموما ، بما في ذلك البزموت الصلبة حول المعادن البزموت 230 معروفة.

استخراج والعرض

لإنتاج البزموت يمكن للمرء أن يفترض خامات أكسيدية أو كبريتيدية.

يتم تقليل خامات الأكسيد إلى البزموت في أفران الفحم الحجري:

يمكن تخفيض أملاح البزموت الكبريتية بالحديد باستخدام طريقة الهطول:

أو يتم تحويل الخامات الكبريتيك أولاً إلى أكاسيد ثم يتم تقليلها باستخدام الفحم (طريقة اختزال Röder):

ثم تتم إزالة البزموت الخام عن طريق أكسدة ذوبان العناصر الأخرى (الأنتيمون والزرنيخ والرصاص والحديد والكبريت). تتم إزالة النحاس عن طريق ذوبان كبريتيد الصوديوم والذهب والفضة عن طريق استخراج البزموت المنصهر مع القصدير.

المواصفات
الخصائص الفيزيائية

البزموت هو معدن أبيض أو فضي هش ومتبلور أو شبه معدني مع لمسة من اللون الوردي. إنه ذو هيكل بلوري على شكل مجسم مع طبقات ثنائية كثيفة للغاية. أقصر مسافة بين طبقتين مزدوجتين هي 352,9 pm ، وهو أكبر 15٪ فقط من أصغر مسافة بين ذرتين داخل طبقة مزدوجة. تظهر أحادية البزموت انشقاقًا واضحًا موازٍ لهذه الطبقات الثنائية.

يتمتع Bismuth بأقوى تأثير Hall لجميع العناصر التي تشبه المعدن وبوصفه شبه معدني في شكل نقي ، فإن الموصلية الكهربائية ضعيفة. إنه يظهر - بصرف النظر عن الموصلات الفائقة والجرافيت الحراري - وراء أقوى خاصية مغناطيسية مزدوجة ، يتم دفعه خارج مجال مغناطيسي مطبق خارجيًا. وقد لوحظ لأول مرة تأثير Schubnikow-de-Haas (تذبذبات المقاومة الكهربائية في مجال مغناطيسي خارجي) على بلورات البزموت وقياسها. قبل تطوير مجسات هول وألواح المجال ، تم استخدام ما يسمى لولبية البزموت ، وهي لفائف مع سلك البزموت الرقيق المعزول بالجروح ، لقياس الحقول المغناطيسية. تغيير المقاومة للملف تحت تأثير المجال المغناطيسي المتغير كان بالتأكيد صغيرًا جدًا مقارنة بمستشعرات اليوم.

هناك تعديلان معروفان للبزموت: البزموت ، وهو أمر شائع في درجة حرارة الغرفة ، يشكل بنية بلورية محورها الجسم تحت ضغط عالٍ (كما في 9 GPa).

يمتد البزموت السائل كأحد المواد القليلة عندما يصلب (شذوذ الكثافة). ويلاحظ أيضا هذه الظاهرة في الغاليوم ، الجرمانيوم ، البلوتونيوم ، السيليكون ، التيلوريوم والماء. يعتمد على البزموت انتقال المرحلة المزدوجة يحدث أثناء الانصهار (والتصلب): بمجرد انتقال المرحلة 1. طلب من الصلب إلى السائل (عادةً مع انخفاض طفيف في الكثافة) بالإضافة إلى انتقال المرحلة 1. ترتيب المعدن إلى المعدن مع زيادة كبيرة في الكثافة ، مما يفسر أيضا الانصهار الكبير بشكل غير عادي من الانصهار 21,1 J / (K · mol) والزيادة المفاجئة في التوصيل الكهربائي من ذوبان البزموت.

الخواص الكيميائية

البزموت مقاوم للهواء الجاف في درجة الحرارة العادية. في الهواء الرطب ، تتشكل طبقة أكسيد على السطح. علاوة على ذلك ، البزموت مقاوم للماء والأحماض غير المؤكسدة (حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك المخفف). في الأحماض المؤكسدة (حمض النيتريك أو حمض الكبريتيك المركز الساخن) يذوب البزموت لتشكيل أملاح البزموت (BiX3). في شكل مسحوق ، إنها مادة صلبة قابلة للاشتعال ، ويمكن إشعالها بسهولة عن طريق التعرض لفترة وجيزة لمصدر الإشعال وتستمر في الاحتراق بعد الإزالة. خطر الاشتعال أكبر ، يتم توزيع أدق المادة. المعدن في شكل مدمج غير قابل للاشتعال.

عندما يكون اللون الأحمر حارًا ، يحترق البزموت مع لهب مزرق إلى دخان بني-أصفر - أكسيد البزموت (III) (Bi2O3).

تحت حرارة البزموت يجمع مباشرة مع الهالوجين وكذلك مع الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم مباشرة. البزموت لا يتفاعل مع النيتروجين والفوسفور.

النظائر

يتكون البزموت الطبيعي فقط من النظائر 209Bi. في 2003 قدمت في معهد الفيزياء الفلكية دي المكانية بقوة في أورساي (فرنسا) أن هذا النظير تعتبر في السابق مستقرة باعث ألفا مع عمر نصف (1,9 ± 0,2) · 1019 سنوات (حوالي 19 كوينتيليون سنوات). الاضمحلال البطيء جدا من 209Bi في 205Tl له ما يبرره من جهة من قبل مقربة من 208Pb النظائر السحر مضاعف في المخطط، وحقيقة أن 209Bi في حد ذاته هو مجرد السحرية. من طويلة نصف العمر لنشاط 0,0033 بيكريل / كغم (المقابلة لتفكك نووي واحد في خمس دقائق وكجم) النتائج.

209Bi هي عضو ما قبل الأخير من سلسلة Neptunium وباستثناء 205Tl هي الوحيدة التي لا تزال طبيعية. نظرًا لأن النويدات الموجودة في بداية سلسلة النبتونيوم يتم تحضينها الآن في المفاعلات النووية ، فإن كمية 209Bi على الأرض تزداد بمرور الوقت.

استعمال

يستخدم البزموت كمكون سبيكة في السبائك منخفضة الانصهار ، على سبيل المثال لمعدن Wood ، الذي يذوب عند 70 درجة مئوية ، لمعدن Rose مع نقطة انصهار تبلغ 98 درجة مئوية ولمعدن Lipowitz الذي يذوب عند 60 درجة مئوية.

الاستخدام التقني

سبيكة Bismanol مع المنغنيز هو المغناطيس الدائم القوي.

في سبائك الطلاء (تراجع الغمس الساخن) للموصلات الشمسية ، تعمل كبديل للرصاص.

تستخدم بلورات أحادية البزموت الاصطناعية ذات أبعاد تزيد عن سنتيمترات 20 وألواح البزموت متعددة البلورات كمرشحات نيوترونية للتحقيقات في المفاعلات البحثية.

يضخ تيلوريد البزموت المركب الكيميائي الطاقة الحرارية إلى عناصر بلتيير.

تحتوي مادة تغيير الطور لبعض أقراص DVD-RAM على البزموت ، انظر تقنية تغيير الطور.

يتم نشر البزموت من قبل بعض المصادر كعنصر صناعة السبائك في الفولاذ الحر قطع لتحل محل الرصاص. ينبغي أن يحسن قابلية تشكيل هذه الفولاذ دون الخصائص البيئية السلبية للرصاص. ومع ذلك ، فمن وجهة نظر تعدين الفولاذ ، فإن هذا أمر غير موات ، حيث لا يمكن إزالة البزموت فعليًا ، ثم يظهر كعنصر مصاحب غير مرغوب فيه في الفولاذ المنتج من الخردة. في صناعة الإلكترونيات ، يتم استخدام سبيكة قصدير البزموت كبديل (الكلمة الأساسية RoHS) للجنود المحتجزين. العيب هو أن معدات اللحام الخاصة بزموت القصدير مطلوبة. ينتج عن التلوث بالرصاص (على سبيل المثال ، إصلاح المعدات القديمة) نقطة انصهار منخفضة للغاية ، في حين يؤدي استخدام أدوات سبائك القصدير إلى ارتفاع درجات الحرارة وتلوث أداة البزموت.

يستخدم أكسيد البزموت لإنتاج النظارات البصرية وكذلك تلبد المساعدات في السيراميك التقني. كما يجد التطبيق في شكل جرثومة البزموت ككاشف التلألؤ في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET).

تم استخدام سبيكة الرصاص البزموت في الاتحاد السوفيتي كمبرد للمفاعلات النووية. في حين أنه أكثر فعالية من تبريد الماء المضغوط التقليدي ، إلا أن هذه السبيكة أكثر صعوبة في التعامل معها. تصلب السبيكة عند درجة حرارة أقل من 125 ° C ويمكن أن تتسبب في تلف كبير للمفاعل. استخدمت هذه المفاعلات في جملة أمور في الغواصات النووية (مثل غواصة ألفا).

يستخدم البزموت أيضًا كبديل للرصاص غير سام للذخيرة. ومع ذلك ، هذا ليس شائع جدا.

في 16. تم تطوير Century في جنوب ألمانيا وسويسرا ، وهي تقنية طلاء استخدم فيها البزموت كطلاء لصناديق أو صناديق ديكور أصغر ، جزئيًا ، أيضًا للمذابح الخشبية. وتسمى هذه التقنية اللوحة البزموت.

استخدام في الصناعة الكيميائية

يستخدم أكسيد كلوريد البزموت (BiOCl) كصباغ لؤلؤي أبيض فضي في مستحضرات التجميل.

يستخدم Bismuth vanadate باعتباره صبغة صفراء خضراء شديدة المقاومة للطقس في الاستخدام وتجد z. B. في الدهانات عالية الجودة ، الدهانات المستحلب لاستخدام الواجهة ، واستخدام أحبار الطباعة والبلاستيك.

بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم البزموت كعامل مساعد في الصناعة الكيميائية.

استخدام الادوية

مركبات البزموت مثل Dibismut-تريس (tetraoxodialuminat)، oxynitrate البزموت (البزموت تحت نترات، البزموت نترات الأساسية) وجدت بوصفه عنصرا من عناصر العلاج بالمضادات الحيوية ضد الممرض هيليكوباكتر بيلوري استخدام، مما قد يتسبب في المعدة وقرحة العفج (القضاء). كما أنها تستخدم ما يسمى العلاج الرباعي (الجمع بين العلاج من مثبطات مضخة البروتون والثلاثي العلاج البزموت [البزموت الملح، التتراسيكلين، ميترونيدازول).

كما تستخدم مركبات البزموت جزئيًا في الإسهال كمادة قابضة وتقليل الرائحة الكريهة في رائحة الفم الكريهة وانتفاخ البطن. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم بعض المركبات (مثل Bibrocathol) كمطهر.

بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم البزموت تشخيصيا في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني في صورة جرثومة البزموت كمواد للكشف عن جهاز التصوير المقطعي.

تاريخيا ، كان البزموت في نهاية 19. القرن كجزء من مساحيق الجرح (مثل Dermatol) المستخدمة. منذ سنوات 1920 ، تم استخدامه كعلاج لمرض الزهري. ومع ذلك ، فقد تم استبداله بالكامل بالمضادات الحيوية الحديثة.

كما تم استخدام أملاح البزموت كعامل تباين للأشعة السينية لتصور الجهاز الهضمي (ما يسمى وجبة البزموت). هنا ، تم استبدال ملح البزموت بكبريتات الباريوم.

يستخدم البسموت غالاتي في تركيبة مرهم الجلد Stolte ، ويمكن استخدام المرهم لعلاج الجلد الالتهابي عند الرضع.

تسمم

تسمم البزموت (البسموت) أمر نادر الحدوث بسبب سوء الامتصاص في الجهاز الهضمي. انها تشبه الى حد كبير التسمم بالزئبق. نموذجية هي مظهر من الرمادي الداكن إلى Bismutsaums الأسود (البزموت كبريتيد ترسب) على الغشاء المخاطي للفم مع تشكيل التهاب الغشاء المخاطي الفموي (الفم)، والتهاب اللثة (مع تخفيف الأسنان، وانقطاع)، الالتهابات المعوية (الأمعاء) مع الاسهال والفشل الكلوي (Bismutnephropathie).

دليل

تم الكشف عن البزموت من شلال البزموت مع ثيوريا. يتم استخدام فلوريد الصوديوم وكلوريد الصوديوم وراترات الصوديوم البوتاسيوم لترسيب أيونات التداخل غير المرغوب فيها:

NaF لتعقيد Fe3 + و Al3 +
NaCl لهطول الأمطار Ag + و Hg22 +
طرطرات لتعقيد Sb3 + و Sn2 +

في ظل وجود Bi3 + ، يتكون مركب ثيوريا بلوري أصفر الليمون حيث ترتبط ثلاثة جزيئات ثيوريا بالزموت عبر الكبريت:

(رد فعل تشكيل مجمع).

تفاعلات الكشف البديلة:

في تفاعل الأكسدة والاختزال مع أيونات القصدير (II) كعامل اختزال ، يرسب البزموت الأسود اللون الأسود.
باستخدام محلول يوديد الصوديوم: يترسب أول يوديد البزموت (III) الأسود ، الذي يذوب بعد ذلك في فائض يوديد كمركب رباعي يودوبيزموتات برتقالي:

(رد فعل تشكيل مجمع).

1,3,4-thiadiazole-2,5-dithiol مناسب أيضًا كعامل معقد للكشف.

روابط

البزموت ثلاثي التكافؤ في المقام الأول ، ولكن هناك أيضًا البزموت الخماسي التكافلي ؛ ومع ذلك ، فإن أكسيد البزموت (V) هو عامل مؤكسد قوي للغاية يعمل على أكسدة المنجنيز (II) حتى البرمنجنات. كما يشكل الكاتيونات البوليمرية. انها مستقرة في الهواء.

• مركبات الأكسجين
  أكسيد البزموت (III) (البزموت ، ويسمى أيضًا براز البزموت)
• مركبات الكبريت
  كبريتيد البزموت
• مركبات الهيدروجين
  بزموت الهيدروجين (البزموت)
• الهاليدات والنترات
  الفلورايد: فلوريد البزموت (III) ، فلوريد البزموت (V) ، فلوريد أكسيد البزموت
  كلوريد: كلوريد البزموت ، كلوريد البزموت (3) ، كلوريد البزموت
  البروميدات: بروميد البزموت ، بروميد البزموت (III) ، بروميد أكسيد البزموت
  يوديد: البزموت (I) يوديد ، البزموت (III) يوديد ، يوديد أكسيد البزموت
  النترات: نترات أكسيد البزموت (مادة البزموت الثانوية)
• كأنيون
  بزموتات الصوديوم (V)

الأسعار ، الرسوم البيانية ، تاريخ السعر

الرسم البياني البزموت 2004 2011

سعر البزموت -> أسعار المعادن الإستراتيجية