Bismuto
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| Generalità | |||||||||
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| 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 |
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| 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 | ||||
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iso = isotopo |
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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.
[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.
[modifica] Collegamenti esterni
in inglese
