Bismuto
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
|
|||||||||
| Generalità | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nome, Simbolo, Numero atomico | bismuto, Bi, 83 | ||||||||
| Serie chimica | metalli del blocco p | ||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 15 (VA), 6, p | ||||||||
| Densità, Durezza | 9780 kg/m3, 2,25 | ||||||||
| Aspetto | argenteo-rosato |
||||||||
| Proprietà atomiche | |||||||||
| Peso atomico | 208,98038 amu | ||||||||
| Raggio atomico (calc.) | 160 (143) pm | ||||||||
| Raggio covalente | 146 pm | ||||||||
| Raggio di van der Waals | nessun dato | ||||||||
| Configurazione elettronica | [Xe]4f145d106s26p3 | ||||||||
| elettroni (e-) per livello energetico | 2, 8, 18, 32, 18, 5 | ||||||||
| Stati di ossidazione | 3, 5 (debolmente acido) | ||||||||
| Struttura cristallina | romboedrica | ||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||
| Stato a temperatura ambiente | solido (diamagnetico) | ||||||||
| Punto di fusione | 544,4 K (271,2°C) | ||||||||
| Punto di ebollizione | 1837 K (1564°C) | ||||||||
| Volume molare | 2,131 × 10-5 m3/mol | ||||||||
| Calore di evaporazione | 104,8 kJ/mol | ||||||||
| Calore di fusione | 11,3 kJ/mol | ||||||||
| Tensione di vapore | 0,000627 Pa a 544 K | ||||||||
| Velocità del suono | 1790 m/s a 293,15 K | ||||||||
| Varie | |||||||||
| Elettronegatività | 2,02 (scala di Pauling) | ||||||||
| Calore specifico | 122 J/(kg*K) | ||||||||
| Conducibilità elettrica | 8,67 × 105/m ohm | ||||||||
| Conducibilità termica | 7,87 W/(m*K) | ||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 703 kJ/mol | ||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 1610 kJ/mol | ||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 2466 kJ/mol | ||||||||
| Energia di quarta ionizzazione | 4370 kJ/mol | ||||||||
| Energia di quinta ionizzazione | 5400 kJ/mol | ||||||||
| Energia di sesta ionizzazione | 8520 kJ/mol | ||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||
| 207Bi | sintetico | 31,55 anni | ε | 2,399 | 207Pb | ||||
| 208Bi | sintetico | 3,368 × 106 anni | ε | 2,880 | 208Pb | ||||
| 209Bi | 100% | 1,9±0,2 × 1019 anni | α | -- | 205Tl | ||||
|
iso = isotopo |
|||||||||
Il bismuto l'elemento chimico di numero atomico 83. Il suo simbolo è Bi.
È un metallo pesante e fragile, di aspetto bianco-roseo il cui comportamento chimico è simile a quello dell'arsenico e dell'antimonio. È il più diamagnetico dei metalli e, con l'eccezione del mercurio, quello con la minore conducibilità termica. Composti del bismuto esenti da piombo sono usate nell'industria cosmetica ed in applicazioni mediche.
Indice |
[modifica] Caratteristiche
È un metallo fragile dal colore bianco con sfumature rosa e iridescenti. È il più pesante dei cosiddetti "metalli pesanti" ed è l'unico tra essi a non essere tossico. È il metallo che possiede la resistività più elevata.
Per riscaldamento in aria può infiammarsi e bruciare con fiamma blu, producendo fumi gialli di ossido di bismuto.
L'instabilità del bismuto, prevista teoricamente, ha avuto una conferma sperimentale solo nel 2003, quando i ricercatori dell'Institut d'Astrophysique Spatiale di Orsay, in Francia, hanno osservato il decadimento alfa dell'isotopo 209Bi, che ha una un'emivita calcolata superiore a 1,9 × 1019 anni, un tempo che è oltre un milione di volte l'età dell'Universo secondo le stime attuali. Perciò il bismuto può essere considerato de facto stabile per qualsiasi applicazione pratica e può pertanto essere trattato come ogni altro materiale non radioattivo.
Benché a livelli praticamente nulli, inferiori a quelli dovuti al carbonio-14 normalmente contenuto nel corpo umano, la radioattività del bismuto è di interesse accademico perché prevista teoricamente prima dell'osservazione sperimentale in laboratorio.
Il bismuto in forma altamente pura può formare cristalli iridescenti, generalmente venduti come oggetto di collezionismo.
[modifica] Applicazioni
Usato principalmente nel campo farmaceutico e per preparare leghe a basso punto di fusione come quelle per i fusibili.
L'ossicloruro di bismuto è molto usato nell'industria cosmetica, mentre il subnitrato di bismuto e il subcarbonato di bismuto trovano uso in medicina. Il subsalicilato di bismuto è usato come farmaco anti-diarroico.
Tra gli altri usi si annoverano:
- la produzione di forti magneti permanenti, in lega con il manganese;
- molte leghe di bismuto hanno bassi punti di fusione e trovano applicazione in sistemi anti-incendio;
- viene aggiunto al ferro per renderlo malleabile;
- È uno dei possibili catalizzatori per la produzione delle fibre acriliche;
- produzione di termocoppie;
- sistemi di trasporto dell'235U nei reattori nucleari;
- leghe per saldatura, anche perché queste si espandono leggermente per raffreddamento;
- il subnitrato di bismuto è un componente di smalti vetrosi usati per finissaggi iridescenti;
Dai primi anni '90 il bismuto è oggetto di studio come sostitutivo non tossico del piombo in diversi materiali (ceramiche, smalti) specialmente destinati al contatto coi cibi.
Recenti ricerche (2007) hanno utilizzato il bismuto per realizzare dei superconduttori ad alta temperatura (90 Kelvin). Questi superconduttori mostrano proprietà molto interessanti e potrebbero essere utilizzati nelle future macchine per l'imaging a risonanza magnetica[1].
[modifica] Storia
Non è possibile stabilire con certezza la data della scoperta del bismuto né se sia stata opera di un alchimista o uno che con i minerali di bismuto ci lavorava. Sembra che attorno alla metà del XV secolo fosse utilizzata una nuova lega per produrre i caratteri di stampa nella cui formula, segreta, il bismuto svolgesse un ruolo fondamentale. Anche l'origine del nome non è molto chiara: deriva da una parola tedesca Wismut dal significato incerto (forse metallo bianco o forse un nome derivato dal toponimo di una miniera). Anche su chi ne ha latinizzato agli inizi del XVI secolo il nome in bisemutum c'è incertezza: alcuni indicano G. Bauer (chiamato anche Agricola) mentre altri parlano di Paracelso.
Data la sua somiglianza con lo stagno e il piombo, il bismuto fu nell'antichità confuso con questi. Fu Claude Geoffroy Junine nel 1753 a dimostrare che si trattava di un elemento a sé.
[modifica] Disponibilità
I più importanti minerali del bismuto sono la bismutinite e la bismite. Canada, Bolivia, Giappone, Messico e Perù sono i principali produttori. Il bismuto prodotto negli Stati Uniti è principalmente un sottoprodotto della lavorazione dei minerali di rame, oro, argento, stagno e specialmente del piombo.
Il prezzo medio del bismuto nel 2000 era di circa 7,70 $ al chilogrammo.
