Vismutti | Kemiallinen alkuaine

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.

 
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

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

H

Hän

Li

Ole

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

Kuten

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

Osoitteessa

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

Osoitteessa

Rn

Fr

Ra

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Vrt.

Es

Fm

Md

Ei

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

Alkalimetallit Emäksiset maametallit Lantanidit Aktinidit Siirtymämetallit Huonot metallit Metalloidit Muut epämetallit Halogeenit Jalokaasut

1. ↑"Standard Atomipainot: Vismutti". CIAAW. 2005.
2. ↑ 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.
3. ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Kemian ja fysiikan käsikirja. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.