Масса висмута. Форма нахождения в природе. Магические свойства висмута

Висмут был известен человечеству с давних времен, впервые упомянут в письменных источниках в 1450 году как Wismutton или Bisemutum. Долгое время этот металл считался разновидностью сурьмы, свинца или олова. Первые сведения о металлическом висмуте, его добыче и переработке встречаются в трудах крупнейшего металлурга и минералога средневековья Георгия Агриколы, датированных 1529 г. Представление же о висмуте как о самостоятельном химическом элементе сложилось только в XVIII в. Символ Bi впервые ввел в химическую номенклатуру выдающийся шведский химик Йенс Якоб Берцелиус.
О происхождении слова "висмут" существует несколько версий. По одной из них считают, что в основе его лежат немецкие корни "wis" и "mat" (искаженно weisse masse и weisse materia) -белый металл (точнее, белая масса, белая материя). По другой - слово "висмут" - не что иное, как арабское "би исмид", то есть похожий на сурьму.

Нахождение в природе, получение:

Содержание висмута в земной коре 2*10 -5 % по массе, в морской воде - 2*10 -5 мг/л. Висмутовые руды, содержащие 1% и выше висмута, встречаются редко, обычно его источником служат свинцовые, оловянные и другие руды, где он содержится как примесь. Минералами висмута, входящими в состав таких руд, являются висмут самородный (содержит 98,5-99% Bi), висмутин - Bi 2 S 3 , бисмит - Bi 2 O 3 и другие.
Около 90% всего добываемого висмута извлекается попутно при металлургической переработке свинцово-цинковых, медных, оловянных руд и концентратов. Висмут получают сплавлением сульфида с железом: Bi 2 S 3 + 3Fe = 2Bi + 3FeS,
или последовательным проведением процессов:
2Bi 2 S 3 + 9O 2 = 2Bi 2 O 3 + 6SO 2 ; Bi 2 O 3 + 3C = 2Bi + 3CO.

Физические свойства:

В отличие от сурьмы, в висмуте металлические свойства явно преобладают над неметаллическими. Ему свойствен сильный металлический блеск и белый розоватого оттенка цвет. Висмут одновременно хрупок и довольно мягок, тяжел (плотность 9,8 г/см3), легкоплавок (температура плавления 271°C). При плавлении висмут уменьшается в объеме (как лед), т.е. твердый висмут легче жидкого. Среди прочих металлов висмут выделяют малая теплопроводность (хуже него тепло проводит только ртуть) и самые сильные диамагнетические свойства.
Природный висмут состоит из одного стабильного изотопа 209 Bi.

Химические свойства:

В сухом воздухе висмут не окисляется, во влажной атмосфере постепенно покрывается пленкой оксидов. При нагревании выше 1000°С сгорает с образованием основного оксида Bi 2 O 3 . При сплавлении висмута с серой образуется Bi 2 S 3 . Взаимодействует с галогенами (наиболее изучены тригалогениды): 2Bi + 3Hal 2 = 2BiHal 3
Не реагирует с Н 2 , С, N 2 , Si..
При взаимодействии висмута с металлами образуются висмутиды, например, висмутид натрия Na 3 Bi, висмутид магния Mg 3 Bi и др. При действии кислот на такие сплавы висмута образуется висмутин BiH 3 (газ, неуст.).
Со щелочами и разбавленными кислотами висмут не реагирует, с концентрированными образует соли:
Bi + HNO 3 (конц.) => Bi(NO 3) 3 + NO 2 + ...

Важнейшие соединения:

Для висмута наиболее характерны соединения со степенью окисления: +3 и +5.
Оксид висмута(II), BiO : Серовато-черные кристаллы. Получают восстановлением оксида висмута(III) металлическим висмутом или водородом. Окисляется при нагревании до 180°С и во влажном воздухе. Диспропорционирует в реакции с кислотами, напр. 3BiO + 6HCl = 2BiCl 3 + Bi +3H 2 O.
Оксид висмута(III), Bi 2 O 3 : Моноклинные или тетрагональные желтые (коричневые в нагретом состоянии) кристаллы. Устойчив до 1750°С. Диамагнитен. Мало растворим в воде, ацетоне, жидком аммиаке, гидроксидах. Растворяется в кислотах. Получают нагреванием висмута в кислороде, разложением нитрата висмута (III), дегидратацией гидроксида висмута (III).
Гидроксид висмута(III), Bi(OH) 3 : Белый аморфный порошок. Проявляет основные свойства. Мало растворим в воде, концентрированных щелочах. Растворяется в глицерине, хлориде аммония и в минеральных кислотах. С кислотами образует соли висмута (III).
Соли висмута(III) - бесцветные крист. вещества, растворимые соли (нитрат, хлорид) для предотвращения гидролиза растворяют в разбавленных растворах соотв. кислот.
При растворении в чистой воде они гидролизуются с образованием осадков основных солей (напр. Bi(OH) 2 NO 3) или оксосолей (солей висмутила, напр. BiOCl).
Иодид висмута(III), BiI 3 : темно-коричневые кристаллы, нерастворим в воде, но растворяется в спиртах, в ацетоне. Взаимодействует с растворами йодидов, образуя водорастворимые комплексы: BiI 3 + KI = K.
Сульфид висмута(III), Bi 2 S 3 : Серовато-черные ромбоэдрические диамагнитные кристаллы. Обладает термоэлектрическими свойствами. Мало растворим в воде, разбавленных минеральных кислотах, в сульфиде аммония, в сульфидах и полисульфидах щелочных металлов. Восстанавливается водородом, углеродом, кремнием. Взаимодействует с водой, при этом полностью гидролизуется.
Оксид висмута(V), Bi 2 O 5 : Темно-коричневый порошок. Мало растворим в воде. Растворяется в кислотах и щелочах. Разлагается при нагревании. Получают окислением висмута (III) в концентрированных щелочных растворах, например при пропускании хлора через суспензию Bi 2 O 3 в растворе КОН.
Соединения висмута(V) проявляют сильные окислительные свойства: H 3 BiO 4 + 5НСl = BiCl 3 + Cl 2 + 4H 2 O
Висмутаты - соли висмутовых кислот, например мета- (NaBiO 3) или орто- (Na 3 BiO 4) висмутат натрия, желтый порошок, нерастворимый в воде, сильный окислитель:
2Mn(NO 3) 2 + 5NaBiO 3 + 14HNO 3 => 2NaMnO 4 + 5Bi(NO 3) 3 + 3NaNO 3 + 7H 2 O

Применение:

Основное применение висмута - его использование в качестве компонента легкоплавких сплавов. Висмут входит, например, в известный сплав Вуда, температура плавления которого ниже температуры кипения воды, во многие другие сплавы, используемые, например, при изготовлении легкоплавких предохранителей. Сплавы висмута и марганца (Mn) характеризуются ферромагнитными свойствами и поэтому идут на изготовление мощных постоянных магнитов.
Небольшие добавки висмута (0,003%-0,01%), в стали и в сплавы на основе алюминия улучшает пластические свойства металла, резко упрощает его обработку.
Некоторое значение висмут имеет в ядерной технологии при получении полония - важного элемента радиоизотопной промышленности. Соединения висмута, особенно Bi 2 O 3 , применяют в стекловарении и керамике, в фармацевтической промышленности, в качестве катализаторов и др.

Висмут относится к токсичным ультрамикроэлементам.
О физиологической роли висмута известно немного. Возможно он индуцирует синтез низкомолекулярных белков, принимает участие в процессах оссификации, образует внутриклеточные включения в эпителии почечных канальцев. Возможно, этот элемент обладает генотоксичными и мутагенными свойствами.
Не смотря на то, что висмут относится к категории тяжелых металлов, он является умеренно токсичным элементом. Растворимые соли висмута ядовиты и по характеру своего воздействия (хоть и в меньшей степени) аналогичны солям ртути.

Гаев Александр
ХФ ТюмГУ, 581 группа, 2011 г.

Источники: Википедия: http://ru.wikipedia.org/wiki/Висмут и др.,
Сайт кафедры общей и неорганической химии РХТУ им. Д.И. Менделеева. Таблица Д.И. Менделеева: Висмут

Висмут - это серебристый металл с розоватым оттенком. Название металла происходит от немецкого слова weisse Masse, которое переводится как «белая масса». Висмут входит в группу редких металлов. Его добыча в годовом соотношении составляет всего 6000 тонн. Известные месторождения висмута находятся в Монголии, Германии, России, Перу, Австралии, Боливии. При увеличении плотности висмут переходит из твердого агрегатного состояния в жидкое. Таким же свойством обладает и вода. Висмут обладает низкой теплопроводностью, как и ртуть. При нормальной температуре висмут представляет собой хрупкий металл. На изломе имеет грубозернистое строение. Если температура повышается до 150 о С, то висмут начинает проявлять пластичные свойства. Висмут активно применяют в металлургии для создания нержавеющих автоматных сталей, в медицине, электронике. Висмут используют при изготовлении катализаторов, термоэлектрических материалов.

Легенды о висмуте

В Средние века висмут использовали алхимики во время своих опытов. Инки использовали этот металл при изготовлении холодного оружия. Их мечи отличались изящной красотой. Но ученые полагали, что висмут не является основным металлом. Они считали, что висмут является разновидностью свинца , олова или же сурьмы. Только в 1739 немецкий химик И.Г. Потт установил, что висмут является все-таки отдельным элементов химии - металлом.

Магические свойства висмута

Висмут - это эталон гармонии любви, жизни, мира, созидания и красоты. Этот необыкновенный металл может преобразить окружение до неузнаваемости. Все вредно преобразовывается в полезное под действием висмута. Он способен воплощать в жизнь все добрые, позитивные и хорошие желания. Висмут улучшает психофизическое состояние человека, выводит из депрессивного состояния, приободряет, вселяет надежду. К тому же висмут обладает способностью очищать ауру человека, создавать защитный барьер.

Висмут помогает во всех трудных делах. Его можно брать на работу, в суд, на серьезные мероприятия. Металл может корректировать мутации, происходящие в ДНК.

В магии висмут занимает почетное место. Его используют в различных магических обрядах. Висмут обновляет человека, способствует изменению его внутреннего настроя, направляет на мирные действия. Если человек сам хочет измениться к лучшему, ему необходимо носить с собой висмут. Через некоторое время человек сам начнет замечать в себе положительные изменения.

Висмут широко используют в медицине. Этот металл добавляют во многие лекарственные препараты: таблетки, мази, присыпки, гели, эмульсии. На основе висмута созданы эффективные противоопухолевые средства.

Препараты на основе висмута обладают вяжущими и антисептическими свойствами. Соли этого металла применяют для купирования воспалительных процессов в пищеварительной системе. Лечит язвы, гастриты, обезболивает. Мази и порошки на основе висмута являются отличными ранозаживляющими и противоожоговыми препаратами.

Висмут дает слабительный эффект. Его назначают для лечения заболеваний кишечника.

Вероятность отравления висмутом невелика, но этот металл относится к категории тяжелых и токсичных металлов. Его соли в большом количестве напоминают ядовитую соль ртути. Она не растворяются в воде, и имеют свойство накапливаться в организме. Именно поэтому препараты на основе висмута назначаются на короткий срок.

Избыток в организме висмута проявляется в виде бессонницы, снижения памяти, аритмии, фарингитах, ларингитах, потемнения зубной эмали. При отравлении металлом назначают промывание желудка и прекращают прием лекарственных препаратов на основе висмута.

Висмут относят к стихии Земля. Поэтому этот металл благоприятно влияет на знаки зодиакального круга стихии Земли, к которым относятся Дева , Козерог и Телец . Остальным знакам зодиака висмут тоже полезен. Этот удивительный благородный металл можно использовать всем представителям знаков зодиакального круга, ведь висмут - это металл всевышнего добра и справедливости. Он не наказывает злых людей, а лишь обновляет их, делает их добрее.

самородный висмут

Висмут (Bi) — не только изоморфная примесь в различных самородных металлах и минералах, но и самостоятельный минерал. Этот химический элемент получил свое название в 16 веке.

Элементарный висмут, образованный в природных процессах, называют самородным .

На чистом срезе этот самородный металл имеет серую, светло-серую, слегка розоватую или красноватую окраску. Рудокопы Средневековья принимали висмут за разновидности других металлов — свинца, олова, сурьмы и серебра. Считалось, что самородный висмут почти на 50% состоит из серебра. В действительности этот минерал содержит серебро в гораздо меньшем количестве.

Самородный висмут при воздействии воды покрывается красивой радужной пленкой побежалости — это из-за соединения с кислородом образуется оксид висмута .

Эта пленка окислов наблюдается как на природных, так и на искусственно выращенных кристаллах. Искусственно выращенные кристаллы висмута имеют строгие геометрические формы и просто нереально, фантастически красивы. Их строение напоминает технические детали и схемы современной компьютерной техники, с трудом верится, что эти формы образовались из-за внутреннего строения атомов висмута.

Нереальная геометрия искусственно выращенных кристаллов висмута

Самородный висмут содержит до 99 процентов этого химического элемента. Существует также несколько минералов, содержащих его в химической формуле. Это в основном сульфиды, составляющие полиметаллические руды .

Самородный висмут имеет тригональную сингонию . Кристаллы обычно очень мелкие, они слагают массивные, скрытокристаллические агрегаты. Четко ограненные кристаллы встречаются не так часто и представлены кубическими формами, дендритовидными формами, своеобразными решетками и сетками.

искусственно выращенный висмут из Германии

Кристаллы и агрегаты самородного висмута имеют ярко выраженный металлический блеск и черную пылевидную черту. Твердость этого минерала невелика и составляет 2 единицы по десятибальной шкале Мооса. Поэтому самородный висмут даже можно разрезать стальным ножом, твердость которого равна 6 — 6.5. К тому же этот минерал очень пластичный, ковкий и тягучий.

Как и все самородные металлы, висмут тяжел. Его плотность составляет 9.7 — 9.8 грамм на кубический сантиметр.

В самородном висмуте есть примеси других элементов, это, прежде всего, железо, сера, сурьма. В небольших количествах присутствуют теллур и астат.

Месторождения полиметаллических руд, в которых добывается самородный висмут, встречаются на всех континентах мира. В настоящее время наиболее крупные месторождения, в которых ведется этого минерала, находятся в Германии (Рудные горы), а также в Австралии и Боливии.

В косметологии используют оксид и хлорид висмута. Именно они обеспечивают текучесть и блеск лакам и помадам.

Если химическим путем получить соединение висмута и ванадия, то получится ярко-желтый, красящий пигмент. Эта краска абсолютно безвредна для человека.

В магазинах охоты и рыбалки сейчас можно встретить грузила не только из свинца, но и из висмута. По виду они отличаются, свинец имеет синеватый отттенок.

В медицине трехокись висмута используется как антисептик и заживляющий препарат. Это соединение также входит в состав лекарств для лечения воспалительных заболеваний желудка и кишечника. Некоторые соединения висмута применяются для лечения язвы желудка. Недавно появились новые противоопухолевые лекарства, в состав которых входит этот химический элемент.

И, конечно, образцы самородного и искусственно выращенного висмута украсят любую коллекцию минералов.

Искусственно выращенные кристаллы висмута