ビスマス (Bi): 特性、アプリケーション、生産

ビスマス 15族に属する金属です。 周期表 これは、記号 Bi と原子番号 83 を持っています。銀白色で、表面がピンク色を帯びています。 壊れやすい金属であり、重金属ではありますが、毒性はまったくありません。

ビスマスは 金属合金、および化粧品および医療業界で。 それは反磁性特性でよく知られており、凝固すると (水のように) 膨張する数少ない材料の 1 つです。 それは硫化物または酸化物の形で見られますが、表面に酸化物の小さな層を形成し、虹色の色調を反射する元素結晶の形でも見られます。

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この記事のトピック

ビスマスのまとめ

  • ビスマスは 金属 周期表の15族に属しています。
  • 化学的には、窒素やリンよりもヒ素やアンチモンに似ています。
  • 反磁性であるだけでなく、固まると膨張する金属です。
  • 重金属ですが、このグループの他の元素のように毒性はありません。
  • 化粧品や医薬品だけでなく、金属合金にも使用できます。
  • それは酸化物、硫化物の形で見られますが、色付きの非常に印象的な結晶を伴う元素の形でも見られます。
  • その発見は 1753 年に行われ、クロード フランソワ ジェフリーが鉛やスズと区別しました。

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ビスマスの性質

  • シンボル: バイ
  • 原子質量: 208.98040(1)
  • 原子番号: 83
  • 沸点: 1564℃
  • 融合点 : 271.4℃
  • 密度: 9.79gL-1 (20℃)
  • 電子構成: [Xe]4f145日6秒そのうちの6p3
  • 化学シリーズ: グループ 15、重金属

ビスマスの特徴

ビスマス金属サンプル。

周期表の原子番号83のビスマスは、 化学元素 最高グループ15のメタリックなキャラクターで🇧🇷 純粋な形では脆く、見た目は典型的な金属 (銀白色の輝きと色) ですが、純粋なビスマスであることがわかるピンクと赤の色です。

同位体 209Bi は、自然界に見られるこの元素の唯一のものです。であり、多くの場合、すべての元素の中で最も重い安定同位体と見なされます。 しかし、実際にはわずかに放射性があることが知られています。 の瞬間 人生の半分 この同位体の長さは非常に長く、1.9 x 10 のオーダーです。19 年。 比較のために、宇宙の推定年齢は 1.4 x 10 です。 年。

Bi の化学的性質は、 砒素アンチモン窒素リン🇧🇷 たとえば、As や Sb のように、ビスマスは 燃焼 空気で加熱すると、青い炎と黄色の煙が発生します。 酸化物 形成され、反応するだけでなく、 ハロゲン🇧🇷

4 Bi(s) + 3 Oそのうちの (g) → 2Biそのうちの3 (s)

ビスマスは、アルカリ性物質や強力な非酸化性酸 (HCl の場合など) による攻撃にも耐性がありますが、HNO と反応する可能性があります。3 濃縮してBi(NO3🇧🇷3 Hともそのうちのそれだけ4 濃縮して Bi を形成するそのうちの(それだけ4🇧🇷3🇧🇷

付きの金属です 低熱伝導率より大きいだけ 水星🇧🇷も特徴 高電気抵抗 として認識されています。 利用可能な最も診断材料の 1 つ (によって拒否されます 磁場🇧🇷ビスマスは水以外では数少ない、固まると膨張する物質です。 ボリュームの増加は約 3.32% です。

ビスマスは何に使われていますか?

ビスマスが凝固するにつれて膨張するという事実は、ビスマスを 低融点合金の組成、型を満たすために拡張する必要があります。 などの他の金属と 🇧🇷 カドミウム など、ビスマスも使用されています セキュリティデバイスで合金を形成、火炎検出器など。 その反磁性特性により、 磁気式エレベータトレイン(リニアモーターカー)の製造400km/hを超えることもあります。

中国の上海にある磁気浮上式列車は、その反磁性のために組成にビスマスを含む列車です。
リニアモーターカーは、驚異的な速さで知られています。

ビスマスは密度が似ているため、次のように使用されます。 代わりに 行為、それは非常に有毒であり、いくつかの環境規制に苦しんでいるため. この置換が発生する例は、スポーツ ハンティング イベントです。

ビスマスは人間の健康にとって危険な元素ではないため、 化粧品および製薬業界🇧🇷 BiOCl (オキシ塩化ビスマス) は、一部のパーソナルケア製品に銀色の光沢を与える顔料として使用されています。 ペプトビスモールとして販売されている一塩基性サリチル酸ビスマスは、腸管の特定の不快感や感染症を治療するためのよく知られた制酸剤です。 お腹胸やけ、吐き気など 下痢🇧🇷

組成にビスマスを含む製品の例として、制酸剤が容器に入れられています。
ビスマスは制酸剤の組成に含まれています。

ビスマスはどこにありますか?

平均して、0.1 ~ 0.2 ppm のビスマスが含まれています。 地球の地殻に近い金額 🇧🇷ビスマスの主なミネラルは ビスムチナイト (Bi2S3) そしてその ビスマイト (Bi2O3)🇧🇷

主要なビスマス鉱石の 1 つである石英石中のビスムチナイトのサンプル。
石英石中のビスムチナイトのサンプル。

ビスマス また、その元素の形で発生する可能性があります — 虹色のトーンで色を反射するさまざまな幅の酸化物層を持つ結晶の形で。

虹色に色を反射するビスマス結晶。
ビスマス結晶。

も参照してください: ニッケル – ステンレス鋼の製造によく使用される金属

ビスマスの入手

ビスマスは他のレアメタルと同じように より一般的な金属を取得するプロセスの副産物として取得されます万一に備えて、 リードします。 ビスマスの主な生産国は、中国、ラオス、韓国、メキシコ、カザフスタン、日本です。

現在、主な生産工程はベッツとクロール・ベタートンです。 1つ目は、銅、アンチモン、ヒ素、 セレン🇧🇷 テルル銀、 そしてビスマス。 鉛は電解セルのカソードから得られますが、不純物 (ビスマスを含む) は非常に暗いスラリーの形で保持され、そのビスマス含有量は約 20 質量% に達することがあります。

Kroll-Betterton プロセスは、鉛混合物からビスマスを選択的に除去するという点で、以前のプロセスとは異なります。 この場合、 カルシウムマグネシウム CaMgの形成に追加されますそのうちのバイそのうちの、カルシウムジマグネシウムビスマス。 そこから、ビスマスは塩素または塩化鉛を使用して回収され、鉛とビスマスの金属合金が生成され、その Bi 含有量は 7 質量% のオーダーです。

ビスマス を使用して洗練することができます 塩素99.99%の純度に達します。

ビスマスに関する注意事項

ビスマスは、アンチモンや鉛などの元素と並んで、周期表の重金属の位置を占めていますが、 金属とその化合物は私たちの健康に無害です🇧🇷明確にするために、一部のビスマス化合物は食卓塩よりも毒性が低い.

ビスマスの歴史

ビスマス 古くから人類に知られている16世紀にビスマス青銅を製造するためにスズと混合したビスマスを使用したインカ社会の場合と同様.

しかし、彼は常に鉛とスズを混同していました。 1753年まで、 フランス人のクロード・フランソワ・ジェフリーは、それが鉛やスズとは異なる元素であることを証明した🇧🇷 その名前はドイツ語に由来します 賢くそれは「白い塊」を意味します。

ステファノ・アラウジョ・ノヴァイス
化学の先生

Miyake Shiro

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