Vismutti (Bi) – kemiallinen alkuaine, atominumero 83 ja isotoopit

Vismutti (Bi, at.nro 83) — ryhmän 15 metalli, atomimassa 209. Lähes ei-radioaktiivinen, luonnossa yksi stabiili isotooppi. Opi ominaisuudet, isotoopit ja käyttötarkoitukset.

Tekijä: Leandro Alegsa

09-02-2026 22:24

Vismutti on kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 83 ja symboli Bi. Sen atomimassa on noin 209. Se kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 15.

Perusominaisuudet

Ulkonäkö: hopeanhohtoinen, hieman punertava metalli (vaikutus johtuu pinnan hapettumisesta).
Tiheys ja pisteet: tiheä ja hauras metalli; sulamispiste noin 271,5 °C ja kiehumispiste korkeampi (noin 1560–1570 °C).
Sähkö- ja lämmönjohtavuus: huonompi kuin monilla muilla metalleilla; voimakkaasti diamagneettinen.

Isotoopit ja radioaktiivisuus

Luonnossa vismutti esiintyy pääosin yhtenä isotooppina, Bi-209, jota on pitkään pidetty vakaana. Sittemmin Bi-209:n hyvin harvinaisen alfa-hajoamisen havaitseminen todettiin kokeellisesti; hajoamisaika on kuitenkin äärimmäisen pitkä (arviolta luokkaa 10^19 vuotta), minkä vuoksi vismuttia käytännössä pidetään ei-radioaktiivisena. Koska hajoaminen on niin hitaasti tapahtuvaa, vismutin radioaktiivisuus on vähäistä ja sillä ei ole merkittävää käytännön vaikutusta useimmissa sovelluksissa. (Katso myös termi radioaktiivinen.)

Chemialliset ominaisuudet ja yhdisteet

Vismutti kuuluu pniktogeeneihin ja käyttäytyy kemiallisesti samankaltaisesti kuin muut ryhmän 15 alkuaineet, mutta sillä on myös omia erityispiirteitä:

Oxidaatiotilat: yleisimmin +3 ja +5, joista +3 on tavallisin.
Yhdisteet: muodostaa esimerkiksi oksideja (Bi2O3), sulfideja (Bi2S3) ja halideja (esim. BiCl3). Monet vismutin yhdisteet ovat värikkäitä ja niillä on katalyyttisiä tai farmakologisia ominaisuuksia.

Esiintyminen ja tuotanto

Vismutti esiintyy maankuoressa pieninä pitoisuuksina, usein muiden metallien, kuten hopean, tinan ja koboltin yhteydessä esiintyvinä mineraaleina. Teollisuudessa vismuttia saadaan sivutuotteena muiden metallien rikastus- ja jalostusprosesseista. Puhdas metallinen vismutti erotetaan kemiallisin ja elektrolyyttisin menetelmin.

Käyttö

Lääkevalmisteet: tietyt vismutin yhdisteet, esimerkiksi vismuttisalisylaatti ja muut vismuttisuolat, ovat pitkäaikaisesti käytettyjä ruoansulatushäiriöiden hoitoon.
Teollisuus: vismuttia käytetään alhaisessa lämpötilassa sulavien seosten valmistukseen, matalapisteisissä sulamissa ja joidenkin metalliseosten korvaavana aineena lyijylle (koska vismutti on myrkyttöömpi).
Elektroniikka ja katalyysi: vismutin yhdisteitä käytetään katalyytteinä ja erikoiselektroniikassa.

Terveys ja turvallisuus

Vismutti ja monet sen yhdisteet ovat verrattain vähän myrkyllisiä verrattuna esimerkiksi lyijyyn tai kadmiumiin, minkä vuoksi vismuttia käytetään usein niiden korvaajana joissain sovelluksissa. Kuitenkin suuret pitoisuudet tai tietyt yhdisteet voivat aiheuttaa haittavaikutuksia; esimerkiksi pitkäaikainen altistus tai erittäin suuret annokset voivat olla haitallisia. Lääketieteellisissä valmisteissa noudatetaan annosteluohjeita ja turvallisuusmääräyksiä.

Historiallisia ja muita huomioita

Vismutti tunnettiin ja käytettiin jo kauan sitten historiallisissa metalliseoksissa ja lääketieteissä. Sen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet tekevät siitä hyödyllisen monissa erikoissovelluksissa, ja koska se on käytännössä ei-radioaktiivinen arkipäiväisissä oloissa, se on turvallinen vaihtoehto useisiin teollisiin käyttötarkoituksiin.

Vismutti

Ominaisuudet

Fysikaaliset ominaisuudet

Vismutti on hopeinen metalli, jossa on vaaleanpunainen sävy. Tämä vaaleanpunainen väri johtuu sen oksidipinnoitteesta. Vismutti on siirtymän jälkeinen metalli. Se on yksi vahvimmista diamagneettisista metalleista. Se on lähes yhtä raskas kuin lyijy. Sen sulamispiste on melko alhainen 271,5 °C (520,7 °F), mikä on normaalia siirtymävaiheen jälkeisille metalleille. Se on melko hauras. Se voi muodostaa kiteitä, joiden pinta on kiiltävä. Nesteenä se on raskaampaa kuin kiinteänä. Toinen kemikaali, joka tekee näin, on vesi. Se ei johda sähköä eikä lämpöä kovin hyvin.

Kemialliset ominaisuudet

Vismutti muistuttaa jonkin verran antimonia. Vismutti muodostaa ilmassa ollessaan ohuen kerroksen vismutti(III)oksidia. Tämä saa aikaan värit kiteissä. Se ei hapetu enempää kuin oksidikerros. Se palaa jauheena kirkkaan sinisellä liekillä, jolloin syntyy keltaista vismutti(III)-oksidihöyryä. Vismutti reagoi rikin kanssa myös sulana. Vismutti reagoi typpihapon kanssa vismutti(III)nitraatiksi ja väkevän rikkihapon kanssa vismutti(III)sulfaatiksi ja rikkidioksidiksi. Se reagoi halogeenien kanssa muodostaen vismutti(III)halogenideja. Fluorin kanssa se muodostaa kuitenkin vismutti(V)fluoridia, ellei fluoria ole laimennettu.

Kemialliset yhdisteet

Vismutti muodostaa kemiallisia yhdisteitä kahdessa päähapetusasteessa: +3 ja +5. +3 on yleisempi. +3-yhdisteet ovat heikkoja hapettimia ja yleensä vaaleankeltaisia. +5-yhdisteet ovat voimakkaita hapettimia. Vismutaatit ovat yleisimpiä +5-yhdisteitä. Vismutti(V)fluoridi on toinen +5-yhdiste. Vismutti(V)-oksidi on epästabiili punainen kiinteä aine. Vismuttisulfidi on yleinen vismutin malmi. Vismutiini, vismuttihydridi, on hyvin epävakaa ja sitä voidaan valmistaa vain hyvin kylmissä lämpötiloissa. Vismutista muodostuu monia happiyhdisteitä, kuten vismuttioksikloridia. Näitä yhdisteitä syntyy, kun vismuttihalogenidit liukenevat veteen.

Trioksidit

+3-yhdisteet ovat heikkoja hapettimia vismutiinia lukuun ottamatta. Ne ovat yleensä vaaleankeltaisia.

vismutiini, epästabiili kaasu
Vismutti(III)bromidi, vaaleankeltainen kiinteä aine
Vismutti(III)kloridi, vaaleankeltainen kiinteä aine
Vismutti(III)fluoridi, harmaanvalkoinen kiinteä aine
Vismutti(III)jodidi, tummanharmaa kiinteä aine
Vismutti(III)oksidi, vaaleankeltainen kiinteä aine
Vismutti(III)oksikloridi, vaalea kiinteä aine
Vismutti(III)sulfidi, ruskea kiinteä aine

Pentoksidit

Vismutti(V)-oksidit (+5-yhdisteet) ovat erittäin voimakkaita hapettimia. Sen kemiallinen kaava on Bi₂ O₅ . Se on tulipunainen kiinteä aine. Se hajoaa helposti vismutti(III)oksidiksi ja hapeksi. Sitä valmistetaan elektrolyysillä vismutti(III)oksidista kuumassa väkevässä emäksessä, kuten natriumhydroksidissa.

Vismutti(V)fluoridi, väritön kiinteä aine
Vismutti(V)-oksidi, epästabiili punainen kiinteä aine
Bismutaatti, ioni
Natriumbismutaatti, vaaleanruskea kiinteä aine, veteen liukenematon.

· Bismuth(III) oxide

Vismutti(III)oksidi

vismutti(III)sulfidi

· Bismuth(III) nitrate

Vismutti(III)nitraatti

Vismutti(III)kloridi

· Sodium bismuthate

Natriumbismutaatti

Vismutti-kiteissä voi olla ohut vismutti(III)oksidikerros, joka on hyvin värikäs.

Historia

Vismutti tunnettiin jo antiikin ajoista lähtien. Se sekoitettiin kuitenkin tinan ja lyijyn kanssa. Ketään ei mainita vismutin löytäjänä. Ihmiset alkoivat 1500-luvulla tajuta, että vismutti oli eri asia kuin tina tai lyijy.

Esiintyminen

· Bismite

Bismite

· Bismuth as a mineral

Vismutti mineraalina

· Bismuthinite

Bismutiniitti

Vismutti ei ole maapallolla kovin yleinen. Se on vain noin kaksi kertaa yleisempää kuin kulta. Bismutiitti, vismuttioksidimineraali, ja vismuttisulfidi, vismuttisulfiitti, ovat kaksi yleistä malmia. Vismuttia esiintyy joskus myös metallina.

Valmistelu

Vismutti ja sen mineraalit ovat liian harvinaisia louhittaviksi. Niitä saadaan "toissijaisella louhinnalla". Sitä esiintyy tavallisesti lyijymetallissa. Lyijymetalli puhdistetaan elektrolyysillä, jolloin vismutti jää lietteenä säiliön pohjalle. Kupari poistetaan lietteestä ja vismutti puhdistetaan pelkistämällä se uunissa ja suodattamalla kaikki epäpuhtaudet pois.

Kiina valmistaa eniten vismuttia. Myös Peru, Meksiko ja Japani valmistavat vismuttia.

Vismutti voidaan myös kierrättää. Tämä on monissa paikoissa vaikeaa, koska vismuttia käytetään esimerkiksi luoteihin, juotteisiin ja vatsalääkkeisiin, jotka leviävät kaikkialle, eikä niitä ole helppo saada takaisin.

Käyttää

Elementtinä

Vismuttia käytetään seoksissa, joiden sulamispisteet ovat hyvin alhaiset. Jotkut niistä sulavat kuumassa vedessä. Niitä on myös juotteissa, joissa ei ole lyijyä. Sillä voidaan tehdä seoksia muiden metallien kanssa, jotta ne olisivat muokattavampia. Sitä käytetään myös luodeissa korvaamaan lyijyä. Joissakin paikoissa lyijyluodit on kielletty, koska linnut syövät niitä ja saavat lyijymyrkytyksen. Lyijyä käytetään myös putkistoissa käytettävissä seoksissa. Sitä käytetään kalastuksen uppoputkissa.

Kemiallisina yhdisteinä

Vismuttia käytetään joissakin lääkkeissä, kuten Pepto-Bismolissa. Tämä lääke sisältää vismutsubsalisylaattia. Sitä käytetään myös sisäisenä deodoranttina sekä silmätulehdusten ja mahahaavan hoitoon.

Vismuttioksikloridia käytetään kosmetiikassa. Vismuttitelluridia käytetään elektronisissa lämpömittareissa. Toista yhdistettä käytetään suprajohteissa, ja se muuttuu suprajohteeksi korkeassa lämpötilassa. Sitä voidaan käyttää väriaineena ja ilotulitteissa säröäänien aikaansaamiseksi. Sitä käytetään ydinreaktorin ydinpolttoaineessa.

Turvallisuus

Vismutti on paljon vähemmän myrkyllistä kuin muut raskasmetallit. Siksi se korvaa lyijyn monissa esineissä. Se ei kerry elimistössä kuten muut raskasmetallit. Hyvin suuri määrä vismuttia voi kuitenkin myrkyttää munuaiset ja maksan. Koska sen oksidi ei liukene veteen, sitä pidetään turvallisena ympäristölle.

Jaksollinen järjestelmä

Hän

Ole

Kuten

Osoitteessa

Vrt.

Alkalimetallit

Emäksiset maametallit

Lantanidit

Aktinidit

Siirtymämetallit

Huonot metallit

Metalloidit

Muut epämetallit

Halogeenit

Jalokaasut

↑"Standard Atomipainot: Vismutti". CIAAW. 2005.
↑ Cucka, P.; Barrett, C. S. (1962). "Bi:n kiderakenne ja Pb:n, Sn:n, Sb:n ja Te:n kiinteät liuokset Bi:ssä". Acta Crystallographica. 15 (9): 865. doi:10.1107/S0365110X62002297.
↑ Weast, Robert (1984). CRC, Kemian ja fysiikan käsikirja. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on vismutin symboli?

V: Vismutin symboli on Bi.

K: Mikä on vismutin atomimassa?

V: Vismutin atomimassa on 209.

K: Onko vismutti radioaktiivinen?

V: Vismutti on vain vähän radioaktiivinen, mutta sen radioaktiivisuus on minimaalista, ja sitä pidetään yleensä ei-radioaktiivisena.

K: Miten tiedemiehet ennustivat vismutin radioaktiivisuuden?

V: Tutkijat ennustivat vismutin radioaktiivisuuden analysoimalla metallia.

K: Onko luonnossa esiintyvää vismuttia useampi kuin yksi isotooppi?

V: Kyllä, luonnossa esiintyvää vismuttia on vain yksi isotooppi, joka on lähes radioaktiivinen.

K: Mihin jaksollisen järjestelmän ryhmään vismutti kuuluu?

V: Vismutti kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 15.

K: Mistä vismutti löytyy jaksollisesta järjestelmästä?

V: Vismutti löytyy jaksollisen järjestelmän alkuaineesta 83.

Etsiä