Vismut

Vismut
Basisdata
Navn		Vismut
Symbol		Bi
Atomnummer		83
Utseende		glinsende lys rosa
Plass i periodesystemet
Gruppe		15
Periode		6
Blokk		p
Kjemisk serie		metall
Atomegenskaper
Atomvekt		208,98038 u
Empirisk atomradius		160 pm
Kalkulert atomradius		143 pm
Kovalent atomradius		146 pm
Elektronkonfigurasjon		[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
Elektroner per energinivå		2, 8, 18, 32, 18, 5
Oksidasjonstilstander		3, 5
Krystallstruktur		rombisk
Fysiske egenskaper
Stofftilstand		fast stoff
Smeltepunkt		271,2 °C
Kokepunkt		1 564 °C
Molart volum		21,31 · 10-6 m3/mol
Tetthet		9 780 kg/m3
Hardhet		2,25 (Mohs skala)
Fordampningsvarme		104,8 kJ/mol
Smeltevarme		11,3 kJ/mol
Damptrykk		0,627 · 10-3 Pa ved 544 K
Lydfart		1 790 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen		2,02
Spesifikk varmekapasitet		122 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne		0,867 · 106 S/m
Termisk konduktivitet		7,87 W/(m · K)
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi.

Vismut er et metallisk grunnstoff med kjemisk symbol Bi og atomnummer 83. Atommassen (u) er 209,0.

Historie

Vismuts alkymistiske symbol

Grunnstoffet vismut har antagelig vært kjent siden antikken, men er først omtalt som eget metall i middelalderen av alkymisten Basilius Valentinus i 1450. I tidligere tider ble vismut ofte forvekslet med tinn og bly. Først i 1753 viste Claude François Geoffroy at vismut var et eget metall.

Navnet kommer fra tysk wesemut fra landsbyen in der Wiesen ved Schneeberg i Erzgebirge, der den første utvinningen fant sted i det 15. århundre. Mange andre språk bruker navnet bismut (fra nylatin bisemutum avledet av tysk wismutum).

Vismutatomets elektronskall

Egenskaper

Vismut er et tungt og sprøtt metall med et glinsende sølvrosa skjær. Det er sammen med gallium, germanium, antimon og vann et av de få stoffene som får mindre volum når det smelter. Når det brennes sammen med oksygen dannes det en blå flamme, og vismutoksid gir en gulaktig røyk. Vismut er diamagnetisk, det vil si at det vil frastøtes av et eksternt magnetfelt. Det har lav elektrisk og termisk ledningsevne. Vismut har et relativt lavt smeltepunkt på 271,2 °C.

Vismut er lite reaktivt, men reagerer direkte med svovel og halogenene. Ved romtemperatur oksiderer det ikke, og er også korrosjonsbestandig i vann. Det løses ikke opp av saltsyre, fortynnet svovelsyre eller basiske løsninger, men løses raskt opp av salpetersyre. Vismut er også radioaktivt, men strålingen er så svak at den knapt er målbar. Vismut er et av de få ugiftige tungmetallene.

Isotoper

Naturlig forekommende vismut består utelukkende av den ustabile (og dermed radioaktive) isotopen ²⁰⁹Bi med halveringstid 1,9 × 10¹⁹ år. På grunn av den ekstremt lange halveringstiden er strålingen svært svak, og isotopen blir ofte regnet som stabil og ikke radioaktiv. I tillegg finnes 34 kunstig fremstilte ustabile isotoper hvorav de mest stabile er ^210m1Bi med halveringstid 3,04 × 10⁶ år, ²⁰⁸Bi med halveringstid 3,68 × 10⁵ år, ²⁰⁷Bi med halveringstid 31,55 år og ²⁰⁵Bi med halveringstid 15,31 døgn. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 uke, og de fleste kortere enn 1 time.

CAS-nummer: 7440-69-9

Forekomst

Vismut

Vismut forekommer både i ren form og i mineraler i sulfid-form (bismutinitt) og i oksid-form (bismitt). Det finnes også i gneis og granitt, samt i bly- kobber- og tinn-malm, og vismut produseres som et biprodukt fra fremstillingen av disse metallene. Vismut er, med 8 ppb det 69. vanligste grunnstoffet i jordskorpen, omtrent dobbelt så vanlig som gull.

I 2007 ble det produsert omkring 5 700 tonn vismut på verdensbasis. Den største produsenten var Kina med 3 000 tonn, fulgt av Kasakhstan (1 200 tonn) og Peru (960 tonn). Verdens kommersielt utvinnbare vismut-reserver anslås til 320 000 tonn.

Prisene på vismut svingte voldsomt i 2007. Fra omtrent 16 USD per kg til 41 USD per kg. Gjennomsnittsprisene i 2007 var 173% høyere enn i 2006.

Krystaller

Vismutkrystall

Selv om store vismutkrystaller opptrer særdeles sjeldent i naturen, så kan superrent vismut danne typiske trappe-formede krystaller (hopper crystals). Krystaller fremstilt i edelgass-atmosfære (Argon eller Krypton) er sølvhvite med et svakt rosa stikk. I normal atmosfære dannes derimot fargerike krystaller (grunnet nanometertynne sjikt av vismutoksid Bi₂O₃) som typisk selges til museer og samlere.

Anvendelse

Vismut anvendes i legeringer med lavt smeltepunkt. Disse legeringene brukes ofte i smeltesikringer. Det brukes også i hagleammunisjon. Vismut-hagl er godkjent som giftfritt hagl i USA og i Norge. Etter at det ble innført forbud mot bly i hagl, er vismut et av alternativene på markedet (ofte kalt bismut).

• I legeringer med lavt smeltepunkt.
• Som beskyttelse mot radioaktiv stråling.
• Som anvendelse i haglepatroner som erstatning for bly fordi det er mye mindre giftig.
• Peltierelementer, eletroniske varmepumper.
• Erstatning innenfor de områder hvor bly brukes fordi det er mye mindre giftig enn bly.
• Vismutoxidklorid brukes ofte i kosmetikk.
• I utløsermekanismen i sprinkleranlegg.
• Som et tilleggsmedikament i behandling mot Helicobacter pylori-infeksjon i mage-/tarmsystemet (såkalt kvadrupelterapi).