Wismut | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wismut Probe. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Position im Periodensystem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Symbol | Bi | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nachname | Wismut | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ordnungszahl | 83 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | fünfzehn | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zeitraum | 6 th Zeitraum | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Block | p . blockieren | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Schlechtes Metall | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronische Konfiguration | [ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronen nach Energieniveau | 2, 8, 18, 32, 18, 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomare Eigenschaften des Elements | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 208,98040 ± 0,00001 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius (berechnet) | 160 Uhr ( 143 Uhr ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalenter Radius | 148 ± 16 Uhr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van-der-Waals-Radius | 152 Uhr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationszustand | 3 , 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativität ( Pauling ) | 2.02 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxid | Acid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionisierungsenergien | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 Re : 7,2855 eV | 2 e : 16.703 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 e : 25,56 eV | 4 e : 45,3 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 e : 56,0 eV | 6 e : 88,3 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Einfache physikalische Eigenschaften des Körpers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Normalzustand | Solide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumenmasse | 9,79 g · cm -3 ( 20 ° C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristallsystem | Rhomboeder | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Härte | 2.5 (Mohs) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Farbe | Silber- schillernd | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionspunkt | 271,4 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Siedepunkt | 1564 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionsenergie | 51 816 J · kg -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verdampfungsenergie | 151 kJ · mol -1 ( 1 atm , 1564 ° C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molarvolumen | 21,31 × 10 -6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dampfdruck |
1.013 × 10 -4 kPa ( 400 ° C ) 1.013 × 10 -1 kPa ( 600 ° C ) |
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Schallgeschwindigkeit | 1790 m · s -1 bis 20 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massenhitze | 122 J · kg -1 · K -1 ( 20 ° C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrische Leitfähigkeit | 0,867 x 10 6 S · m -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wärmeleitfähigkeit | 7,87 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verschiedene | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.343 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EG | 231-177-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vorsichtsmaßnahmen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pulverisierter Zustand :
Warnung H228, P210, P370 + P378, H228 : Entzündbarer Feststoff P210 : Von Hitze / Funken / offener Flamme / heißen Oberflächen fernhalten. - Rauchen verboten. P370 + P378 : Im Brandfall : Zum Löschen verwenden . |
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WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Unkontrolliertes ProduktDieses Produkt wird nicht gemäß den WHMIS-Klassifizierungskriterien kontrolliert. |
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Transport | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
40 : entzündbare feste oder selbstreaktive oder Selbst Heizmaterial UN - Nummer : 3089 : ENTZÜNDBARER Metallpulver NSA Klasse: 4.1 Label: 4.1 : Entzündbare feste Stoffe, selbstzersetzliche Stoffe und desensibilisierte explosive Feststoffe Verpackung: Verpackungsgruppe II : mäßig gefährliche Stoffe; |
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Einheiten von SI & STP, sofern nicht anders angegeben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Das Bismut ist das chemische Element der Ordnungszahl 83, Bi-Symbol. Dies ist der fünfte und letzte Element der Gruppe von Pnictogen (Gruppe n o 15). Es ist giftig, aber weniger als Blei, das es daher bei bestimmten Verwendungszwecken ersetzt, und es ist kein Spurenelement : Es hat keine bekannte physiologische Rolle. Es wird angenommen, dass es in tierischen Organismen sehr schwach vorhanden ist, seine Umweltkinetik und in Organismen wurde wenig untersucht (im Gegensatz zu anderen Schwermetallen in unmittelbarer Nähe).
Es kann theoretisch mit Phosphor P, Antimon Sb und Arsen As der Gruppe 15 , aber auch Zinn Sn und Blei Pb der Gruppe 14 verglichen werden . Die aufeinanderfolgenden Elemente der Gruppe 15 (Stickstoff N, Phosphor P, Arsen As, Antimon Sb und Wismut) zeigen eine zunehmende Tendenz, stabile Sulfide statt Oxide zu bilden: Wismut ist eindeutig chalkophil .
Dieses seltene Element, dessen reiner Körper ( einheimisches Wismut ) und die Hauptverbindungen vor allem in den wichtigsten europäischen Bergbauzentren spätestens seit dem Ende des Mittelalters relativ gut bekannt waren, wurde dann von dem einheimischen Antimon unterschieden, mit dem es zu haben scheint wurde während der Antike häufig verwechselt, bis zu dem Punkt, dass er seinen Namen von einer Anpassung des arabischen bi''ithmid erhielt, was "in der Nähe von Antimon" bedeutet.
Es wurde 1753 vom Chemiker Claude Geoffroy dem Jüngeren genau beschrieben und identifiziert, der es vom Blei trennte. Das chemische Symbol Bi wurde von dem schwedischen Chemiker vorgeschlagen Berzelius in 1814 .
Es wird von Physikern seit langem als letztes stabiles Element in der Klassifikation angesehen.
Seine toxischen Wirkungen (des einfachen Körpers und seiner Verbindungen) scheinen seit langem mit denen von Blei oder Zinn verwechselt worden zu sein .
Der einfache Wismutkörper ist ein armes silberweißes Metall mit einem glänzenden rötlichen Schimmer, hart und spröde, dessen Salze und Dämpfe giftig sind.
Seine atomare elektronische Struktur entspricht [Xe] (4f) 14 (5d) 10 (6s) 2 (6p) 3 . Eine Abgabe oder Entfernung von Elektronen des gleichen Quantenstatus rechtfertigt , abgesehen vom Spin , die Oxidationsgrade +3 und +5, wobei der erste Grad in seinen Verbindungen viel häufiger vorkommt, weil dem zweiten der Effekt der Trägheit von entgegenwirkt das Dublett s, kombiniert mit seiner bemerkenswerten Kugelsymmetrie. Der Ionenradius des Bi 3+ Ions ist etwa 1,2 Å und die des Bi 5+ Ions auf 0,74 reduziert wird Å .
Die flüssige Phase von Wismut ist dichter als die feste Phase, eine seltene Eigenschaft, die es mit Wasser und Silizium teilt . Als solches wird es oft mit Blei verbunden , wobei sich die Ausdehnung des einen und die Kontraktion des anderen gegenseitig kompensieren.
Bismut hat 35 bekannte Isotope mit Atommassen zwischen 184 und 218 u . Es hat jedoch nur ein natürlich vorkommendes Isotop, das tatsächlich in der Natur vorkommt, Wismut 209 , das Wismut zu einem einkernigen Element macht . Es wurde lange Zeit als dieses Isotop als stabil angesehen und betrachtete es daher als das schwerste stabile Isotop und als Endprodukt der Zerfallskette von Neptunium-237 (oder Plutonium 241 ). Tatsächlich wurde am Institut für Weltraumastrophysik von Orsay im Jahr 2003 gezeigt, dass es mit einer Halbwertszeit von 19 x 10 18 Jahren radioaktiv war, die mehr als eine Milliarde Mal so alt ist wie das Universum .
Seine instabile Natur war theoretisch vorhergesagt worden. Es zerfällt durch einen α-Übergang mit einer Energie von 3,14 MeV , um stabiles Thallium 205 zu ergeben . Seine sehr lange Halbwertszeit macht es in all seinen Anwendungen immer noch als stabil, aber diese Entdeckung ist insofern wissenschaftlich wichtig, als sie theoretische Vorhersagen bestätigt. Das schwerste Element mit mindestens einem stabilen Isotop ist daher Blei.
Ab den 1860er Jahren halbindustriell aus seinen Sulfiderzen (hauptsächlich Bismuthinit) oder, falls nicht, mit den dazugehörigen oxidierten Erzen hergestellt, ist es heute nicht mehr Gegenstand einer spezifischen Produktion; seit mehr als einem Jahrhundert ist es ein Nebenprodukt der Raffination von Blei und in geringerem Maße von Kupfer , Zinn, Silber , Gold und insbesondere Wolfram.
In den 1990er Jahren kam das Erz hauptsächlich aus drei Ländern (Bolivien, Mexiko, Peru), aber Japan und Kanada und in geringerem Maße Spanien und Deutschland sind industrielle Akteure für seine Produktion (rund 10.000 Tonnen / Jahr weltweit . Die Die ersten Länder hatten 1990 nicht alle die Ausrüstung, um Wismuterze zu verarbeiten, zuerst die Anreicherung durch Flotation, dann das Rösten von Sulfiden und ihre Reduktion zu Kohlenstoff und schließlich die Gewinnung des Wismuts durch oxidative Fusion. das raffinierte und reine Metall-Wismut mit mehr als 99 Massen-% kann durch Elektrolyse gewonnen werden 2010 gelten die bolivianische Mine von Tasna und die chinesische Stätte Shizhuyuan ( fr ) als die einzigen Abbauzentren , die zur Gewinnung von Wismut . führten als Hauptprodukt China, der weltweit größte Produzent im Jahr 2010, gewinnt es hauptsächlich während der Flotation von Wolframit- Erzen zurück .
Barren von 5 Gramm und 1,2 cm Durchmesser, punziert 5
Bi-Metall-Pellets und -Zylinder
99% kommerzielle Wismuttröpfchen
Als seltenes Metall (73 th Element in der Erdkruste in Hülle und Fülle), ist es natürlich sehr wenig in der Umgebung. Da es schlecht löslich ist, wird angenommen, dass es schlecht mobil ist, aber einige Formen von Wismut sind flüchtig. Über seinen biogeochemischen Kreislauf ist wenig bekannt. Da es bei Umweltanalysen von Routinen für Wasser, Boden, Luft oder Nahrung kein begehrtes Metall ist, ist seine Umweltkinetik noch wenig verstanden.
Es wird dort mit weniger als 1 µg/m 3 in ländlicher Luft gefunden; es kommt hauptsächlich von den Federn und Emanationen von Vulkanen und (viel weniger) von der Bodenerosion; In den letzten Jahrzehnten sind zunehmend anthropogene Quellen (Industrie, Verbrennung etc.)
In der Erdkruste durchschnittlich in einer Menge von 0,048 µg/g vorhanden , findet man es in nicht kontaminierten natürlichen Böden durchschnittlich um 0,2 µg/g (nach Bowen, 1979). Wismuthaltige Fungizide sind eine weitere Quelle, die direkt mit Nahrungspflanzen in Kontakt kommt, ebenso wie bestimmte Düngemittel, die von Natur aus wenig enthalten (natürliche oder synthetische Düngemittel), aber nach Senesi & als 1979 war diese Quelle noch vernachlässigbar im Vergleich zu den Beiträgen der geochemischer Hintergrund . * Im Wasser: Im Trinkwasser ist es kaum vorhanden, das trotzdem 5 bis 20 µg/Tag liefert ).
Wismut (kein Spurenelement) ist nur in sehr geringen Dosen vorhanden, oft an der Nachweisgrenze (manchmal sogar in Pflanzen, die auf kontaminierten Böden gewachsen sind (<0,06 μg/g Der Wismutgehalt von Pflanzen kann jedoch um ca Abbaustätten (zB von 0,01 bis 0,18 µg/g nach Li und Thornton, 1993, die zeigten, dass Wismut dann hauptsächlich in den Blättern vorhanden ist, mehr als in Früchten oder Samen (in Gehalt), und dass die Wurzeltransferfaktoren sehr niedrig sind (10 –5 bis 10 –4 ).
In der Natur ist der Wismutgehalt eines Bodens meist so gering, dass er selten die Schwelle der Phytotoxizität erreicht (die nach Senesi (1979) in Nährlösung zwischen 1 und 100 ppm liegen würde ).
In der Natur sind Land- und Wassertiere von vornherein sehr selten kontaminiert, aber die Kontamination der Umwelt durch Wismut nimmt rapide zu, und Jagdschüsse, die zum Teil zu 91 % aus Wismut bestehen, sind eine neue Quelle für die Kontamination der Gebiete Patronen verwendet werden. Als die Hersteller mit der Produktion dieser Patronen begannen, lagen nur sehr wenige Informationen über die Auswirkungen von Wismut auf Tiere und Ökosysteme vor. Wir kannten nicht einmal die durchschnittliche Wismutkonzentration bei Vögeln (die erste Studie zur Hintergrundkonzentration bei Vögeln stammt aus dem Jahr 2004), ebenso wie wir die Toxizitätsschwellen der organischen Formen dieses Halbmetalls für Vögel nicht kannten. Sie wurden inzwischen ein wenig untersucht und zeigten, dass die Bleipatronen selbst bereits etwas Wismut enthielten. Analysen von Entenleber und Bleischrot oder Bleikugel enthaltendem Muskel ergaben durchschnittliche Wismutgehalte in Lebern von 0,05 µg / g Trockengewicht bei Winterkrickente und 0,09 µg / g bei Stockenten. Es wurde eine signifikant positive Korrelation zwischen den Gewebekonzentrationen von Wismut und Blei im Muskel gefunden, die durch die Tatsache erklärt wird, dass Wismut eine häufige Verunreinigung von Blei ist.
Nach den vorliegenden Daten erscheinen diese Wirkungen komplex: Nach Martin-Bouyer (1980), der bereits auf die für den Menschen verfügbaren toxikologischen Daten schloss, stellt sich heraus, dass die toxischen Folgen von Wismut offenbar weder abgeleitet noch dosiert werden können und Expositionsdauer, was in der Toxikologie recht ungewöhnlich ist.
Wismut wird jedoch seit mehreren Jahrzehnten immer häufiger in der Munition für Wasservögel in Nordamerika verwendet, und Raubtiere (einschließlich menschlicher Jäger und anderer Wildfresser) fressen Tiere, die verletzt oder mit diesen Schüssen gejagt wurden, oder Wild, das direkt aufgenommen wurde (wie es bei Vögeln üblich ist) Wismut, das als Körnung geschossen wird . Ein Teil des Wildes wird auch nur bei der Jagd verletzt und lebt mit Schrot oder Schrapnell im Körper weiter (Pamphlett et al. (2000) deponierten fünf Wismutbälle (Schuss) in der Bauchhöhle erwachsener Labormäuse im Körper der Maus ist dieses Wismut nicht so unlöslich wie angenommen: Im Gegenteil, diese Tiere zeigten schnell einen Anstieg des Wismutspiegels im Zytoplasma verschiedener Arten von lebenswichtigen Zellen (motorisches Nervensystem, tubuläre Zellen von cells der Nieren; dendritische Zellen der Leber und Lungenmakrophagen) mit nicht evaluierten Folgen bei Tieren mit längerer Lebenserwartung Bei dieser Gelegenheit wurde bestätigt, dass Wismut die Blut-Hirn-Schranke sehr leicht passiert, da die Organkontaminationen individuell stark variieren und die Zeit, und die Autoren kamen zu dem Schluss, dass Wild, das durch Wismutschuss verletzt wurde, wahrscheinlich können sich leicht selbst mit Raten kontaminieren, die in wenigen Wochen Dosen erreichen, die für das Tier von vornherein gefährlich sind. Andere Studien, die insbesondere auf einem neueren bildgebenden Verfahren ( Autometallographie ) an experimentell kontaminierten Laborratten basieren , legen nahe, dass der Hoden auch von Wismut angegriffen werden kann, das Leydig-Zellen und Makrophagen befallen kann , was Fragen nach einer möglichen Reproduktionstoxizität aufwirft . Die natürlichen Umgebungen werden durch die Millionen von Bleischrotkörnern bereichert, die während jeder Jagdsaison in der Umwelt verloren gehen. Laut einer aktuellen Studie (2008) bleibt Wismut in Form von Splitt verfügbar, kontaminiert den Boden (insbesondere wenn er sauer ist), scheint aber für die lokale Vegetation selbst in einer sauren Umgebung nicht zu verunreinigen, und im Jahr 2006 gibt es keine Beweis für die Umwelt- und gesundheitliche Unbedenklichkeit dieser Munition.
Seine Seltenheit macht es zu einem guten Indikator für vulkanische Emissionen (wo es mit Sulfiden verbunden ist, die auch für das Wetter und das globale Klima von Interesse sind); wir können es jetzt rückblickend finden und seine früheren Variationen (in Picogrammen ) in den Kernproben von Polareis oder neueren Schneeablagerungen messen . Seine vulkanischen Quellen wurden daher mit 1200-1700 t / Jahr an elementarem Wismut bewertet, was im Vergleich zu 40 t / Jahr Winderosion der Kontinente zu den Freisetzungen aus Meersalzen nach Candelone (1995) beträchtlich ist.
Um 1995 war der Mensch für eine zusätzliche Belastung der Umwelt in Höhe von etwas weniger als 15 t / Wismut verantwortlich (d. h. alle zwei Jahre ein über die Gesamtmenge hinausgehender Eintrag durch Erosion und durch Meersalze), aber diese anthropogenen Die Emissionen steigen unbestreitbar seit mehreren Jahrzehnten ständig an, und das Recycling von Wismut hat sich nicht entwickelt, und die Verteilung von Millionen von Jagdgeschossen in Wismutlegierungen und Wismutstahl (verwendet als Ersatz für Blei) wird dazu beitragen, diese aufkommende Umweltverschmutzung zu beschleunigen. Die immer noch zunehmende Verwendung von Kohle und anderen fossilen Brennstoffen, die diese enthalten, und die Entwicklung des Bergbaus sollten diese Umweltverschmutzung weiter beschleunigen.
Es gibt jedoch immer mehr anthropogene Quellen; mit lokal ungewöhnlich hohen Gehalten in Luft, Boden, Wasser oder bestimmten Lebensmitteln. Diese Verunreinigungen sind hauptsächlich zurückzuführen auf:
Es ist ein seltenes chemisches Element der Erdkruste und dessen Massenkonzentration variiert von 0,03 g / Tonne bis 0,2 g / t (weil es in der kontinentalen Kruste häufiger vorkommt als im Erdmantel).
Vulkan- oder Geysir- Aerosole enthalten oft etwas mehr davon als der Boden, da seine halogenierten Verbindungen, obwohl es ein schweres Element ist, sehr flüchtig sind und in den aktiven vulkanischen Zonen zu etwa einem Fünftel der Masse in der Luft passieren. Die 210 Bi , noch mehr als die 210 Po und 210 Pb , ist auch eine ausgezeichnete radioaktive Marker vulkanische Aerosole.
Noch mehr als Arsen oder Antimon ist das Element Bi chalkophil. Es verbindet sich leicht mit Schwefel und seinen Nachbarn Selen oder Tellur und begleitet häufig andere chalkophile Metalle (Blei, Zink usw.). Dies erklärt, warum die Debismuthierung von Blei seit einem Jahrhundert den größten Teil des Wismuts der Welt produziert und nur etwa ein Zehntel der Masse für die Verwertung von Abfällen aus elektrochemischen Kupferraffinationsprozessen verbleibt. Als anekdotisch auf globaler Ebene können wir das Nebenprodukt der Zinnraffination durch Verschlackung oder die Behandlung von Kassiterit mit Salzsäure auf dem heißen wässrigen Weg erwähnen .
Geologisch gesehen kondensiert elementares Wismut in hydrothermalen Adern und hydrothermalen Verwerfungen in der Erdkruste, insbesondere bei Kontinentalkollisionen. Neben der seltenen nativen Bismut, seine hauptsächliche Verwendung von mineralischen Erzen ist Bismuthinit Bi 2 O 3, Bismit Bi 2 O 3 α, Bismutit oder Bismuthit (BiO) 2 CO 3sowie seine unterschiedlich hydratisierten Varianten, zum Beispiel vom Typ (BiO) 2 CO 3. 2 H 2 O, eine kurze Zeit in Meymac in Corrèze während der Belle poque genutzt . Der Tetradymit , der Eulytit oder Eulytin Bi 4 (SiO 4 ) 3Der Bismuthoferrit oder Bismutoferrit Fe III 2 Bi (SiO 4 ) 2 (OH), Bismuthotantalit Bi (Ta, Nb) O 4, der BiOCl- Bismoklitenthalten, ohne erkannte Mineralien. Wismuterze in Form von Sulfiden und hauptsächlich Oxiden und Karbonaten sind denen von Zinn und Blei sehr ähnlich. Wismut ist in einer Vielzahl komplexer Kupfer- und Bleisulfide vorhanden, oft innig, am häufigsten jedoch in Spuren als Sulfoantimonide und Kupfersulfoarsenide. Es wurde auch außerhalb hydrothermaler Adern in porphyrischen goldhaltigen Gesteinen gebildet, wo das schwere Element mit Kupfer und Molybdän verbunden ist.
Neben Wismut mit metallischer Kristallstruktur, atomarer Stapelung, gibt es mehrere molekulare Wismute namens atomares Wismut Bimut, Dibismut Bi 2, Tribismut Bi 3, Tetrawismut Bi 4und Pentabismut Bi 5.
Es gibt auch viele Wismutverbindungen der Oxidationsgrade 3 und 5, aber auch 4, die wahrscheinlich durch Quantenassoziationen beispielloser Orbitale gerechtfertigt sind. Es gibt Sulfide, Oxide, komplexe Oxide einschließlich Bismutferrit , Hydroxide, Oxychloride, Nitrate und Subnitrate, Subcarbonate, Albuminate, Citrate, Phosphate, Carboxylate und seltene Hydride instabil, Chloride und andere Halogenide… und eine große Anzahl von metallorganischen Verbindungen von Wismut.
Chemische Verbindungen sind bis in die jüngste Zeit nicht in relativ reinem Zustand bekannt, wie Wismutmetall seit Jahrhunderten.
Ihre feinen physikalisch-chemischen Eigenschaften werden oder werden grundsätzlich in jedem spezifischen Artikel, falls vorhanden, im Abschnitt Chemie vorgestellt.
Der einfache Körper Biist ein silberweißes Halbmetall, mit einem rhomboedrischen Netzwerk oder einem trigonalen Kristallsystem mit leicht rosa, malvenfarbenen oder roten Reflexen, mit leichten Spaltungen. Es kann auch rötlich grau sein. Es ist zerbrechlich und spröde, mit einer hohen Dichte zwischen 9,78 und 9,81. Mechanisch gesehen handelt es sich zwar um ein Halbmetall, denn zerbrechlich und spröde, insbesondere bei Lamellenbruch, lässt es sich leicht zu einem dichten Pulver zerkleinern. Sein feines Sprühen erzeugt Metalldämpfe von grünlich-blauer Farbe.
Die meisten Chemiker halten ihn immer noch für ein Schwermetall mit einer atomaren Durchschnittsmasse von etwa 208.980 amu , aber beachten Sie, dass es die niedrigste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller festen Metalle hat. Seine Wärmeleitfähigkeit ist etwa fünfzigmal niedriger als die von Silber.
Sein Schmelzpunkt übersteigt 270 ° C , es erreicht genau 271,4 ° C und sein Siedepunkt liegt bei 1560 ° C +/- 5 ° C . Das Volumen des einzelnen festen Wismutkörpers zieht sich während des Schmelzens zusammen und umgekehrt nimmt das Volumen während der Erstarrung zu; Dies ist eine seltene Eigenschaft, die nur von wenigen einfachen Körpern wie Antimon Sb, Gallium Ga, Silizium Si und Germanium Ge sowie einigen Oxiden wie Eis H 2 O . geteilt wird.
Es ist auch das diamagnetischste aller Metalle, es ist einer der seltenen stark diamagnetischen Festkörper. Es weist den höchsten Hall-Effekt auf . Dieser schwache Neutronenabsorber ist für Röntgenstrahlen undurchlässig .
Es ist stark thermoelektrisch , insbesondere im Kontakt mit Antimon.
Stark erhitztes Wismut verbrennt an der Luft mit einer blauen Flamme, die gelbe Dämpfe von Wismutoxid abgibt. Wismut verflüchtigt sich zu Weißrot. Es ist in kalter Luft unveränderlich.
Wismutmetall ist in Wasser unlöslich, aber in Königswasser , in heißer konzentrierter Schwefelsäure, löslich . Es wird von Salpetersäure angegriffen , nicht jedoch von Salzsäure, selbst wenn es heiß ist. In der Tat ist der Angriff von Salzsäure und Schwefelsäure im kalten Zustand sehr langsam, während bei schneller Auflösung in Salpetersäure die erhaltene Lösung hydratisiertes Wismutnitrat enthält, das in großen Prismen kristallisiert, schräg mit Parallelogrammbasis, farblos und zerfließend. Aber eine Verdünnung mit Wasser, dann mit kochendem Wasser ermöglicht es, die Wismut-Subnitrate zu erhalten. Leicht bis zur Trockenheit erhitzt, verwandeln sich Subnitrate in Nitrat. Die Kalzinierung von Wismut(sub)nitrat in Gegenwart von Aktivkohle und Natriumcarbonat ist ein letztes altes chemisches Mittel zur Reinigung von zuvor raffiniertem Wismut durch Schmelzen mit Nitrit .
Diese Eigenschaften der Solvatation des Bi 3+ -Ions , in Wirklichkeit in hydrolysierten Formen des Bismuthylions BiO + oder des solvatisierten Bismuthyls Bi (OH) 2 +in mäßig saurer wässriger Lösung , erklärt die Möglichkeit der kristallinen Synthese, wenn die Vorsichtsmaßnahme getroffen wird, das Bismutmetall zu konservieren oder zu erhalten, sobald es durch eine Schutzschicht beim Oxidationsgrad Null erhalten wird. Tatsächlich ist die Reduktion von Wismut durch die Luft seit Jahrhunderten bekannt, ebenso wie die von Kupfer oder Blei, wobei Cadmium weniger nachweisbar ist. Es reicht beispielsweise aus, die Wechselwirkung oder chemische Reaktion zwischen seinem Schwefel und oxidierten Derivaten zu bewirken, um künstliches natives Wismut zu erhalten.
Die Erstarrung zu schönen rhomboedrischen Kristallen, die durch Dekantieren der Masse freigelegt werden, bevor die Erstarrung abgeschlossen ist, hat Gemeinsamkeiten mit der von Schwefelkristallen. Auf künstlichen Kristallen sorgt ein schillernder Wismutoxidfilm für einen schönen Effekt.
Wismutkristalle
Temperatur (°C) |
Massendichte ρ (kg / m 3 ) |
Dynamische Viskosität μ (10 −3 kg / (m⋅s)) |
Thermische Leitfähigkeit λ (W / (m · K)) |
Wärmekapazität bei konstantem Druck Cp (kJ / (kg⋅K)) |
Kommentar |
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−173,15 | 0.1088 | solide | |||
0 | 9.790 | 7,87 (8,22) |
0,122 (0,1219) |
solide | |
25 | 7,92 (8,4) |
0,1232 (0,1255) |
solide | ||
100 | 7,22 | 0,1271 | solide | ||
285 | 1.61 | 0,1522 | Flüssigkeit | ||
300 | 10.030 | 0,1522 | Flüssigkeit | ||
304 | 1.662 | 8.22 | 0,1522 | Flüssigkeit | |
365 | 1.46 | Flüssigkeit | |||
400 | 9 884 | Flüssigkeit | |||
451 | 1,28 | Flüssigkeit | |||
500 | 9.846,67 | Flüssigkeit | |||
600 | 9 638 | 0,998 | Flüssigkeit | ||
800 | 9.423,33 | Flüssigkeit | |||
1000 | 9.150 | Flüssigkeit | |||
1726,85 | 0.1506 | Flüssigkeit |
Es gibt eine Vielzahl von Metallformen: Jagd- oder Angelplatinen, Kugeln, Knüppel, Kugeln, Kugeln, Kügelchen, Kugeln, Knollen, Perlen, Scheiben, Zylinder, Rohre, Ringe, Klingen, Barren, Stöcke, Scheiben, Disketten, Bänder , Spulen, Stangen, Stangen, Klemmen, Platten, Platten, Pfannkuchen, Scheiben, Bänder, Bleche, Körner, Flocken, Fäden, Nadeln, Granulat, Chips, Wertmarken, Münzen, Münzen, Klein- und Großstücke, Blöcke, Spulen, Beulen, Bleche, konzentriertes Material, Mikrobleche, Mikroklingen, Pulver, Staub usw. unter anderem Stücke und Muster von präzisen Formen.
Legierungen auf Basis von Bi, Pb, Sn und sogar Cd sind seit mehr als eineinhalb Jahrhunderten für ihre Schmelzbarkeit und ihre temperaturabhängige Dichte bekannt. Bi 2 Sn 2 Pbunten auf 94 °C , es dehnt sich von 0 °C auf 35 °C aus , schrumpft bis 55 °C bei einem geringeren Volumen als 0 °C, bevor es bis zur Verschmelzung wieder auf 55 °C expandiert .
Eine bei 94,5 °C schmelzende Newton-Legierung wurde früher definiert durch 8 Massenteile Bi, 5 Blei Pb und 5 Zinn Sn. Eine Darcet-Legierung, die bei etwa 93 °C schmolz, enthielt 2 von Bi, eine von Pb und eine von Sn. Eine Holz Legierung Schmilzt bei etwa 65 ° C mit 7 Teilen Bi, Pb 2, 2 Sn, 2 und Cadmium Cd.
Das Element wird in der Legierung nach seiner Bedeutung nach Masse angegeben.
Eines der chemischen Argumente für den Metallstatus von Wismut ist die Grundeigenschaft von Bi 2 O 3, sowie der grundlegendere Charakter von Bi 2 S 3als Arsen oder Antimonsulfid. Neben diesen sind die am häufigsten in einem Chemieunterricht genannten Verbindungen Bismuthin BiH 3und Wismuttellurid Bi 2 Te 3Halbleiter in der anorganischen Chemie, das Subgallat C 7 H 5 BiO 6und Wismutsubsalicylat C 7 H 5 BiO 4 für organische Chemie.
Die große Mehrheit der Wismutverbindungen hat die seltsame Eigenschaft, in reinem Wasser nie löslich zu sein. Aufgrund der Existenz der oben erwähnten ionischen Verbindung BiO + in einem wässrigen Medium sind die verschiedenen Nitrate, Sulfate und Chloride von Wismut nur in angesäuertem Wasser genau löslich. Einfach ausgedrückt oder in reinem Wasser erhitzt, zersetzen sie sich und hinterlassen eine weiße amorphe Ablagerung mit Bismuthydroxid Bi (OH) 3), das unter Verlust eines Teils seines Wassers Bismuthylhydroxid BiO (OH) ergibt. Diese Ablagerung hat eine bemerkenswerte Deckkraft, die seit dem Mittelalter bekannt ist, daher wird sie in der Malerei unter dem Namen „Spanish White“ und in der Kosmetik unter dem Namen „blanc de fard“ verwendet. Der chemischen Legende nach soll aus dieser weißen Ablagerung der Name Wismut oder Wismut hervorgehen, der von der „ weißen Masse “ auf Deutsch „weiße Masse“ abstammt .
Wismutsalze sind im Allgemeinen farblos, wobei die mögliche Farbe auf das Anion und andere assoziierte Ionen zurückzuführen ist . Sie sind durch Wasser zersetzbar. Denken Sie daran, dass mit Schwefelsäure ein schwarzer Niederschlag gebildet wird, der in Alkalisulfiden unlöslich ist, und mit Alkalien auch ein weißer Niederschlag, der in Gegenwart eines Überschusses an Alkali unlöslich wird.
Ihr Kontakt mit Eisen oder Zink im metallischen Zustand setzt das Wismutmetall durch eine einfache Oxidations-Reduktions-Reaktion frei. Die Bildung von Bismuthin , einem instabilen gasförmigen Körper, kann nur in sehr geringen Mengen oder in Spuren erhalten werden, es ist auch notwendig, mit einer Mischung aus Magnesiummetall (geteilt) und starker Säure vorzugehen . Die Einreichung des Marsh-Tests ist sehr schwierig, wenn nicht sogar unmöglich.
Zugabe von löslichen Phosphaten zu Wismutsalzen ergibt einen Niederschlag, der in verlängerter Salpetersäure unlöslich ist. Dies ermöglichte es dem Chemiker Chancel , einen Test für Phosphorsäure vorzuschlagen .
Der einfache Wismutmetallkörper kann bestimmt werden, indem man ihn vorher in den Zustand von Chromat und Oxychlorid überführt.
Das Bi ( V ) / Bi ( III ) -Paar erweist sich als ein sehr starkes Oxidationsmittel, das dem Paar des nativen Sauerstoffs O 2 . weit überlegen ist/O 2- oder Sauerstoff/Oxid-Gas gebildet.
Die bekanntesten zusammengesetzten Körper sind:
Wismut ( III ) Sulfid Bi 2 S 3oder Bismuthinit Doppel-Iridium-Wismut-Sulfid oder das natürliche Mineral Changchengit Sulfosalz (Ag, Cu) 3 (Bi, Pb) 7 S 12oder benjaminitis Bismutsulfotellurid Bi 2 Te 2 Soder Tetradymitis Bismutsulfoselenid Bi 2 (Se, S) 3oder Paraguanajuatit Wismutselenid Bi 2 Se 3bekannt mit dem natürlichen Mineral Guanajuatit Palladium-Wismut-Selenid PdBiSeoder padmaïte Wismuttellurid Bi 2 Te 3 Halbleiter Antimon Wismut Tellurid BiSbTein Granulat, Pulver oder Stücken, manchmal Bi 0,55 Sb 1,5 Te 3 Kugel, Halbleiter Doppelplatin-Tellurid und Wismut oder Maslovit, natürliches Mineral Palladium, Platin und Wismuttellurid oder MicheneritWismut ist ein Halbmetall, das hauptsächlich als Nebenprodukt bei der Verarbeitung verschiedener Sulfiderze anfällt. Im Jahr 2010 wurde fast die Hälfte des hergestellten Wismuts als einfacher Zusatz zu Metalllegierungen verwendet. Ein Viertel würde von der chemischen und pharmazeutischen Industrie genutzt , das erste davon Glas- und Keramikspezialitäten. Das letzte Viertel bis ein Drittel der Weltproduktion würde verwendet werden Elektrochemie , insbesondere in Verzinkung , Legierungen Schmelz bei niedrigeren Temperaturen oder Sicherheit Firewalls zu machen, führte spezielle Lote oder fertige alternative Blei Munition .
Es ist der Hauptbestandteil vieler Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt, so wie die Legierungen Wood, Rose oder Field.
Er hat auch stark für Stahllegierungen von Ende verwendet XIX - ten Jahrhunderts .
Wismut, ein Element mit hohem Atomgewicht und damit hoher Dichte ( 9,78 g / cm 3 ) ist bei gleichem Volumen fast so schwer wie Blei ( 11,32 g / cm 3 ). Dies verleiht ihm fast die gleichen ballistischen Eigenschaften und die Gewichtung oder Absorption bestimmter Strahlungen. Obwohl neurotoxisch, seltener und teurer als Blei, ist es deutlich weniger toxisch als letzteres. Es wurde daher vorgeschlagen und dann von einer wachsenden Zahl von Herstellern als Ersatz für Blei verwendet, das durch verschiedene Gesetze auf der ganzen Welt allmählich verboten wird:
Dieses dichte und relativ leicht schmelzende Halbmetall ist beliebt für die Herstellung einiger Präzisions-Druckgussformen (zum Beispiel für die Herstellung von maßstabsgetreuen Modellen, wie zum Beispiel fein verarbeiteten "kleinen Sammlerautos" oder Modellbauteilen ).
Wismut dient auch als zu formendes Metallmaterial.
Eutektisch unter Verwendung niedrigschmelzender Legierungen, dh 48% Wismut, erhalten wir hauptsächlich Legierungen, die sich zusammenziehen, und über 55% Legierungen, die sich ausdehnen. Eine der ersten Anwendungen davon ist das Schweißen mit einem auf ein Minimum reduzierten Material. Die typische Bleilegierung 44 Masse-% Pb und 56 % Bi, deren Schmelzpunkt 125 °C entspricht, ermöglicht Kaltlöten. In der Elektronik, legiert mit Zinn (Sn 42 Bi 58), wird es als bleifreies ( RoHS ) Lot mit niedrigem Schmelzpunkt (Lot) verwendet .
Die Legierung Arcet oder Darcet Legierung 49,2 % Bi, 32,2 % Pb, 18,4 % Sn vordere Schottwand 97 °C .
Ein Wood'sches Metall oder etwa 50 % Bi, 25 % Pb, 12,5 % Cd und Sn schmilzt in heißem Wasser bei etwa 70 °C .
Holz , Rose oder Feld
Legierungen eignen sich hervorragend als elektrische Sicherungen: wir oft als verwenden Sicherungsdraht , einer Legierung aus Wismut und Zinn (40% / 60%), mit einem sehr niedrigen Schmelzpunkt.
Zum Strahlenschutz werden auch Holzlegierungen und Newtonlegierungen verwendet .
Sie eignen sich daher als Sicherungen für Brandschutz oder thermische Alarme (Thermo-Alarme): Diese Legierungen können als elektrische Schutzschalter, als Brandschutzventile fungieren, indem sie beispielsweise bei heißen Dämpfen oder Dämpfen ein Absinken der Wassersäule auslösen. In Installationen von Sprinklerwasser , das oft allgemein als " Sprinkler " bezeichnet wird, wird manchmal eine Mischung verwendet, die fast eutektisch ist und bei 47 ° C schmilzt . Es ist einer als Glas-Metall-Dichtung verwendeten Legierung auf der Basis von Wismut (49,2%), Blei (22%), Zink Zn (18%), Zinn Sn (8%), Calcium Ca (5%) sehr ähnlich. Quecksilber Hg (4%) und Schmelzen bei 45 °C .
So werden Sprinklerköpfe oder Sicherheitsauslässe für Druckgasflaschen aus Wismutlegierungen hergestellt.
Diese Legierungen mit Mn haben die Entwicklung von Permanentmagneten mit hohem Koerzitivfeld ermöglicht. Beachten Sie, dass Wismutoxid auch für Magnete verwendet werden kann.
Im Sanitärbereich wird der Einsatz von Wismut als Bleiersatz für technische Baugruppen untersucht. Diese Legierungen werden manchmal in Rohrleitungen und zum Schweißen verwendet.
Wismut kommt in thermoelektrischen Elementen in Form von Halbleitern mit thermoelektrischen Eigenschaften wie Bi 2 Te 3 . vorund mit Antimon , Bi 1 – x Sb x . Es ermöglicht den Entwurf von Thermoelementen .
Glas-, Keramik- und chemische IndustrieDiese Industrien verwenden es viel, insbesondere in Form von Oxiden:
Einige seiner Derivate (wie Subnitrate und Subkarbonate) werden seit mehreren Jahrhunderten von traditionellen Arzneibüchern (in der galenischen Pharmazie , sogar in der Parapharmazie) verwendet. So basisches Wismutnitrat, Bi (OH) 2 NO 3, unter dem Namen „ magisterium bismuti “ (magisterium des Wismuts ), das sich als unlösliche Ablagerung mit antiseptischen Eigenschaften präsentierte, wurde früher als Magenbandage verwendet . Es wurde in verschiedenen Formen, insbesondere auf oralem Weg, gegen Magengeschwüre und bei verschiedenen Verdauungsindikationen verschrieben : Durchfall , Verstopfung , Kolitis , Enteritis . Es galt als beruhigend bei diesen Verdauungsstörungen und als Antiseptikum bei Wunden und Hautinfektionen, als nützlich gegen Syphilis sowie zur Beschichtung von Verbrennungsverbänden in der Dermatologie .
Medizinisches Wismut musste chemisch rein sein, was schwierig war, da sein Erz meist stark mit hochgiftigem Arsen, Tellur, Silber oder Blei belastet ist.
Dann wurden seine sekundären neurotoxischen Wirkungen nachgewiesen und Wismut in wasserlöslicher oder wasserunlöslicher Form in Überdosierung in Frankreich nach zahlreichen schweren Arzneimittelvergiftungsproblemen und insbesondere nach dem besorgniserregenden Befund des Wismutstoffwechsels und dem Auftreten schwerer Enzephalopathien verboten durch therapeutische Verordnungen ausgelöst.
Bismutderivate aus seiner organischen Chemie sind dennoch Bestandteil der medizinischen Pharmazie, jedoch in sehr geringer Dosierung und in Form von reinen und wasserunlöslichen Produkten. Unlösliche Salze (mit begrenzter Verdauungsresorption) sind immer noch bemerkenswerte Dressings: darunter basische Wismutnitrate und -karbonate mit hoher Deckkraft zeigen antazide und antiseptische Eigenschaften, die die Gärung drastisch reduzieren. Diese salzhaltigen Schichten durch Teilung ermöglichen eine starke chalkophile Adsorption, wobei das Bismut die Schwefelgase durch Mineralisierung in Bismutsulfid Bi 2 S 3 . leicht fixiertdie dann den Kot schwarz färbt. Hinweis: Da Wismut für Röntgenstrahlen undurchlässig ist , muss dieser Verbandstyp vor einer Röntgenuntersuchung des Verdauungstraktes, die die Progression bestimmter Kontrastmittel erfordert, ausgesetzt werden.
Es wird immer noch zur Behandlung von Leukämie eingesetzt . Und einige Oligotherapeuten empfehlen es immer noch in niedrigen Dosen, um wiederholte Virusinfektionen zu bekämpfen, die meistens schmerzhafte Entzündungsreaktionen wie bestimmte Halsschmerzen, die als Laryngitis oder Pharyngitis bezeichnet werden, aufrechterhalten .
Seine intrinsische Toxizität macht es zu einem der bekannten natürlichen Biozide : Es wurde in bestimmten Desinfektionsmitteln verwendet (in Form von Wismutsesquioxid), aber wie Quecksilber wurde es aufgrund seiner Nebenwirkungen und seiner nicht abbaubaren Natur durch weniger ersetzt giftige, weniger ökotoxische und/oder besser abbaubare Produkte. Seine biozide Wirkung gegen die Darmmikroorganismen als Überträger von Krankheiten oder Virusentwicklungen rechtfertigt die (Sub-)Succinate des Wismuts in der Rektaltherapie ( Zäpfchen ) gegen Mandelentzündung oder parenteral gegen Syphilis. Bestimmte antibiotische (Inter-)Kuren verwenden noch fettlösliche Derivate (zB: Bismuthylbutylthiolaurat oder Chininjodbismuthit; durch Muskelinjektionen zu bestimmten Terminen). Kürzlich (2005) konnte gezeigt werden, dass Wismutsubsalicylat (BSS, Wirkstoff des Medikaments Pepto-Bismol), das als unlöslich gilt, löslich wird, wenn es mit Fruchtsäften, Ascorbinsäure oder thiolhaltigen Substraten interagiert; und zeigt dann eine erhöhte Toxizität gegenüber Clostridium difficile ; wir haben versucht , diese Wirksamkeit gegen Clostridium zu verstärken .
In Kosmetika enthalten Lippenstifte oder Nagellacke eine Ladung Wismutoxychlorid (BiOCl) und/oder Wismutoxynitrat (BiONO 3 .).), die ihnen einen perlmuttartigen Glanz verleihen. Wismutoxychlorid verleiht "Lidschatten" auch ein perlmuttartiges Aussehen.
Wismutcitrat (0,2%) wird in Haarpigmentierungslotionen verwendet. Tatsächlich reagieren Wismut-Ionen über den ebenfalls in dieser Lotion enthaltenen Schwefel mit dem Fibroprotein des Haares ( Keratin ) .
Einige Länder, die das 1974 in Frankreich anerkannte Vorsorgeprinzip nicht anwenden , akzeptieren immer noch Wismutderivate in der Zusammensetzung von Deodorants .
Seine Kosten, seine relative Knappheit, seine Nützlichkeit als Katalysator und seine Toxizität rechtfertigen ein besseres Recycling, aber viele seiner Verwendungen sind dispersiv (Farben, Munition, Fasern, Zusatzstoffe, Pestizide, was seine Rückgewinnung sehr erschwert).
Das Recycling von Wismutmetall ist heute nur noch mit Legierungen mit einem hohen bekannten Gehalt, im Französischen als Legierungsschrott bezeichnet, denkbar .
Der weltgrößte Wismutproduzent ist China (mehr als 60 % des Marktes in den 2010er Jahren ). dieses Land würde auch etwa drei Viertel von etwa 340 bis 350.000 Tonnen anerkannter und leicht erschließbarer Reserven besitzen, die auf eine Nutzungsdauer von 40 Jahren bei einer stabilen Verbrauchsrate von 9.000 Tonnen / Jahr geschätzt werden .
Frankreich ist ein klarer Importeur von Wismut (laut französischem Zoll, 2014). Der durchschnittliche Importpreis pro Tonne betrug 17.000 €.
Vor den 2010er Jahren lag der Preis für 100 g hochreines Wismut bei rund 40 US-Dollar. Massenweise gekauft und weniger rein verpackt, konnte ein Kilogramm Wismut auf 20 bis 30 US-Dollar reduziert werden , manchmal sogar auf zehn US-Dollar.
Seine Ökotoxizität ist zumindest teilweise bekannt. Bei seinen Isotopen ist dies weniger der Fall, aber das IRSN hat ein Informationsblatt zu Wismut erstellt 210 .
Das Metall Bi gilt als das am wenigsten toxische der Schwermetalle oder jedenfalls als dasjenige, dessen Wirkungen beim Menschen am schnellsten reversibel sind, aber seine Humantoxizität und noch mehr die Umwelt, wurde wenig untersucht, insbesondere hinsichtlich seiner Formen .organometallisch und/oder inhalierbar (flüchtige Stoffe, insbesondere Methylbismut).
Von Recklinghausen und seine Kollegen haben kürzlich (2008) durch In-vitro- Experimente gezeigt, dass Wismut wie Quecksilber viel besser bioassimilierbar und für mindestens drei wichtige Arten von menschlichen Zellen ( Erythrozyten , Lymphozyten und Hepatozyten ) toxisch ist, wenn es in methylierter Form vorliegt ( Trimethyl-Wismut Bi (CH 3 ) 3): In dieser Form nehmen nach 1 Stunde bzw. 24 Stunden die Erythrozyten und Lymphozyten am meisten davon auf, Wismut wirkt dann auch toxisch, insbesondere genotoxisch (fehlt, wenn Wismut nur in Form von Citrat vorliegt oder Glutathion . Wismut wird jedoch wie Quecksilber in sauerstoffarmen Sedimenten durch Bakterien der Gruppe der Methanobakterien / Methanoarchaea leicht methyliert . Andere frühere Studien hatten bereits gezeigt , dass Wismut auch von einem Teil der Darmflora des menschlichen Dickdarms ( der Sorte der Mikrobiota könnten die individuellen Variationen von Vergiftungen, die zuvor bei Menschen oder Versuchstieren beobachtet wurden, ohne erklärt worden zu sein, erklären. Die Autoren schlussfolgerten, dass „die Biomethylierung des Wismut-Ions durch die Darmflora des menschlichen Dickdarms eine Erhöhung der Toxizität von das primäre Wismutsalz. MeBi (III) kann Chromosomenschäden verursachen c in menschlichen Zellen, aber wahrscheinlich nicht über die Bildung von reaktiven Sauerstoffderivaten . Die Hemmung der DNA - Reparatur und / oder die direkte Interaktion mit DNA scheint der Mechanismus erklären diese Toxizität“zu sein .
Seine pathophysiologische Wirkungsweise ist wenig untersucht und noch nicht verstanden. Aber 1860 , mehr als 100 Jahre vor seinem fast vollständigen Verbot in Frankreich als Medizin (1974), schrieb Antoine Béchamp (Zeitgenosse von Pasteur , Professor in Montpellier) in seiner medizinischen Dissertation ( Vorbereitung und Charaktere von Wismut-Subnitrat ) in Zusammenarbeit mit C. Saintpierre, warnte bereits vor der Toxizität von Wismutsalzen.
Wismutsalze einschließlich Wismutsalicylat wurden beim Menschen parenteral gegen Syphilis getestet , mit schwerwiegenden Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der Toxizität ( Gingivostomatitis mit " Wismutlinie " - schwarze Flecken auf dem Zahnfleisch , Mundgeruch , Speichelfluss ), Schädigung der Leber , der Niere , und insbesondere neurotoxische Wirkung, die das gesamte zentrale Nervensystem betrifft . Es wurde kürzlich (einschließlich Elektronenmikroskopie) gezeigt, dass in der Niere, wenn durch Wismut vergiftete proximale tubuläre Epithelzellen absterben, sie durch Nekrose und nicht durch Apoptose absterben . Z-VAD-fmk (Caspase-3-Inhibitor) verhindert nicht den Bismut-induzierten Zelltod von NRK-52E-Zellen, während es die durch Cisplatin verursachte Apoptose verhindert . Mehrere Studien kamen zu dem Schluss, dass weder mitochondriale Dysfunktion noch die Induktion freier Radikale an dieser Form der Nephrotoxizität beteiligt sind; die Frühzeitigkeit der Schädigungsinduktion (in vitro und in vivo) sowie andere Indizien (z. B. frühe Verdrängung von N-Cadherin) legen nahe, dass Wismut proximale tubuläre Epithelzellen der Niere beim Zelltod abtötet, indem es die Funktionen ihrer Membran angreift.
Im Gegensatz zu anderen Schwermetallen scheint seine toxische Wirkung von Wismut nach einigen Monaten zu verschwinden, aber seine Auswirkungen auf den Embryo oder Fötus scheinen nicht untersucht worden zu sein, noch seine Auswirkungen auf Arbeiter, die ihm ausgesetzt waren. Histochemische Rückverfolgungsstudien von Wismut, sowohl an Tiermodellen als auch bei Autopsien toter menschlicher Gehirne, die durch Wismut vergiftet wurden, haben gezeigt, dass dieses Metalloid die Blut-Hirn-Schranke leicht passiert und dann in mehreren Teilen gefunden wird: Gehirn, einschließlich Blut, Kleinhirn und Thalamus; Die histochemische Untersuchung zeigt, dass es sich in Neuronen und Gliazellen des Neokortex, Kleinhirns, Thalamus und Hippocampus anreichert . In Bezug auf die Wände der Blutgefäße scheinen die des Kleinhirns die meisten zu enthalten. Im ultrastrukturellen Maßstab wird Wismut innerhalb von Zellen, in Lysosomen und außerhalb von Zellen in den Basalmembranen bestimmter Gefäße gefunden. Es kann von einem Axon zu einem anderen übergeben (drei Tagen nach der Injektion in die Tricept einer Ratte, Klumpen von Bismut wurden in den beobachteten Motorneuronen verbinden diesen Muskel an das Rückenmark und in den Ganglienzellen der dorsalen Wurzel la näher an die Einspritz Im Jahr 2002 wurde gezeigt, dass Makrophagen, die von der Basis und den Rändern von mit Wismutcitrat behandelten Geschwüren gesammelt wurden, Wismut in ihren Lysosomen angesammelt hatten . Diese Ansammlungen führten zu einer Lysosomenruptur und führten zum Zelltod durch Apoptose . Eine andere Studie zeigte dann, dass diese Ansammlung zunimmt In der Zelle erweist sich Wismut als potenter Induktor von Metallothionein (ein Protein, von dem bekannt ist, dass es bei der Entgiftung an Metalle bindet), das bereits 1996 nachgewiesen wurde. Es induziert auch die Produktion verschiedener glykolytischer Enzyme , was darauf hindeutet, dass es die Ursache von Stress vom Typ „Hypoxie“ ist. Protein 3 (Bnip3) die Wechselwirkung mit 19 kDa des BCL2/E1B-Adenovirus wurde als Regulator des durch Hypoxie induzierten Zelltods vorgeschlagen, der eine der Ursachen für den Bismut-induzierten Zelltod sein könnte.
Einatmen: Seine Dämpfe sind giftig und werden bei relativ niedriger Temperatur freigesetzt. Und methyliertes Wismut ist bei Raumtemperatur flüchtig. Diese Dämpfe sind einer Vergiftung durch die Atemwege ausgesetzt.
Verschlucken: Ein Teil des aufgenommenen Wismuts passiert die Magen-Darm-Schranke, mehr oder weniger abhängig von der Form des aufgenommenen Wismuts, aber auch individuell.
Die Chelatbildner D-Penicillamin und sein N-Acetyl-Derivat sind Gegenmittel, die bei den berauschten Mäusen Wismutcitrat intraperitoneal wirksam waren.
Das aufgenommene Wismut ist im Plasma kaum zu finden (normalerweise weniger als 1 Ron 10 ), was zeigt, dass es teilweise vom Verdauungstrakt aufgenommen wird.
Trotz über hundertjähriger Warnungen wurde Wismut vor 1974 in gefährlichen oder sogar tödlichen Dosierungen ohne Unterbrechung und ohne zeitliche Begrenzung eingesetzt. Vor 1910 erlassene Vorsichtsmaßnahmen für die Anwendung erforderten jedoch, dass es wegen seiner Toxizität in diskontinuierlichen Kuren verschrieben werden musste, aber Labors und Ärzte förderten dann seine therapeutische Anwendung, die sich in 10 Jahren (von 1964 bis 1974 ) verdoppelt hatte und 800 t erreichte / Jahr in Frankreich.
Die Epidemiologie der Auswirkungen von Wismut hat sich in Frankreich seit 1974 weiterentwickelt , dank einer umfangreichen Studie, die von der Gruppe "Übertragbare Krankheiten und toxische Unfälle" des Nationalen Instituts für Gesundheit und medizinische Forschung in Auftrag gegeben wurde. Diese Studie basierte auf 942 Vergiftungsfällen durch aufgenommenes Wismut, die alle in Frankreich auftraten und in der medizinischen Literatur gemeldet und beschrieben wurden und von denen 72 mit dem Tod des Patienten endeten. Diese Arbeit zeigte, dass alle Wismutsalze an schweren Vergiftungen beteiligt waren und dass die Toxizität von Wismut ernsthaft unterschätzt wurde. Es hat es ermöglicht, die Einnahme von medikamentösen Wismut- Enzephalopathien mit Sicherheit auf zwei Phasen zurückzuführen: eine Prodromalphase (unspezifische Störungen wie Asthenie , Schlaflosigkeit , Kopfschmerzen , Gedächtnisverlust), die einer akuten Phase (mit schweren neurologischen Störungen) vorausgeht erinnert an Symptome, die durch andere Schwermetalle wie Blei oder Quecksilber hervorgerufen werden; Dysarthrie , Ataxie , Gangstörungen, Myoklonus , Zittern, Orientierungslosigkeit, Erregung, Gedächtnisstörungen, Verwirrtheitszustand, Halluzinationen , Krämpfe ).
Glücklicherweise folgte der Unterbrechung der Bismut-Einnahme innerhalb weniger Tage eine klinische Besserung, wobei einige der Symptome (Asthenie, Gedächtnisstörungen , Schlafstörungen und/oder Kopfschmerzen ) jedoch einige Monate anhielten .
Nach rund tausend gesichteten Fällen in Frankreich und Australien hat das französische Gesundheitsministerium endlich hochdosiertes Wismut in Arzneimitteln verboten. Es wird dennoch mit Erfolg bei Erkrankungen des HNO-Bereichs in sehr geringen Dosen ( Oligotherapie ) und beispielsweise in bestimmten Ländern in Form von „kolloidalem Wismutsubcitrat“ (Citrat (DENOL *) und komplexem Wismut verwendet -Ranitidincitrat). Diese Produkte sind nur gegen Magengeschwüre zugelassen, bei denen Wismut toxisch genug erscheint, um das Bakterium Helicobacter pylori abzutöten , das im Allgemeinen diese Art von Geschwür induziert und besonders resistent ist. Die Wismutdosen in diesem Medikament sind jedoch viel niedriger als die vor 1974 verordneten, und jede Behandlungsphase kann heute maximal einen Monat mit einer Mindestpause von zwei Monaten zwischen zwei Behandlungen überschreiten.
Die klassischen Blut- und Urintests zeigen nur mit Sicherheit, dass bei neusten Kontaminationen das Blutwismut in wenigen Tagen nach Expositionsende über den Urin ausgeschieden wird, dagegen wie bei Blei, Antimon und Arsen im Haar Spuren von es, solange es nicht geschnitten wird.
Ein Doppel etymon der deutschen „ weisse Masse “ „weißen Masse“ oder besser „ weisse matt “ „ wissen matt “ wird oft zu erklären , die deutschen Vorschlag des Wismuth . In einer bescheidenen Broschüre sollte für den Lehrling Master-miner des Titel Eines Nützlich Bergbüchlin um 1527 veröffentlichte die Namen von Wismuth erscheint in Form wißmad ärcz , die von Wismut Erz (zu sagen ist wissmatt oder wissmad ), um anzuzeigen , dass "es häufig im Zusammenhang mit Kobalt-Silber-Adern. Georgius Bauer sagt, Agricola beschreibe es genau. er nennt es unter dem alchemistischen Einfluss auch Cinereum Plumbum oder aschiges Blei, was sofort eine innige Verbindung eines dichteren Metalls, das Blei wäre, mit weniger dichter kohlenstoffhaltiger Asche vorschlägt, um die merkwürdige Reduzierung der Luft oder die ipso-facto-Reduzierung der Mineralmischung zu erklären Mischungen (Sulfide / Oxide) bis zu nativem Wismut, von metallischem Aussehen.
Das Schwermetall oder einheimische Wismut ist im mittelalterlichen Latein und in der alchemistischen Sprache unter dem Namen Bisemutum bekannt , frühestens ab 1450 mit Wismutum und spätestens mit Bisemutum um 1530. Es wird 1390 vom mitteldeutschen Wesemut bezeugt eine Adaption einer Laufzeit von fernen Herkunft, arabische Realität und / oder Griechisch, die durch Übersetzung des Buches Referenz erreicht de Materia Medica von Dioskurides aus dem IX - ten Jahrhundert oder später trifft ein paar Spezialisten Bergbau. Hypothetische Formen können sein:
Diese letzten beiden Hypothesen sind die plausibelsten. Aber die Bergbautradition bietet noch die letzten zwei Annahmen: der ersten mit dem Namen St. George Mine angebracht ist „ in den Wiesen “ in der Nähe des Schneeberge im Erzgebirge Saxon zum XV - ten Jahrhundert zur Herstellung von matten oder Masse Wismut oder manchmal einfach die intensive Bergbautätigkeit, die zweite erinnert uns daran, dass die etymon wis (se) mat nur eine Masse oder weiße Matte ist. Wir sollten diese populären oder pseudo-gelehrten Etymologien, die den Vorzug haben, an eine alte Bergbaurealität zu erinnern, in keiner Weise verurteilen.
Bismut ist ausführlich in den Schriften des Pseudo-Benediktiner diskutiert Basilius Valentinus in der Mitte des XV - ten Jahrhundert, die heute angenommen wird , dass sie das Pseudonym und die Stooges des deutschen Verlegers Johann Thölde lebendig früh ist XVII th Jahrhundert. Zu sehr mit den Mysterien einer symbolischen Alchemie verbunden, ist dieses seltene Material nur den Fachleuten des Bergbaus oder der metallurgischen Techniken wirklich bekannt. Dies wird durch die Vielfalt dieser Namen synonym mit bewiesen aschig Blei oder „ plumbum cinearum “ in Latein, weiß Antimon , Eis Zinn oder graues Zinn , Glasur , weisse matt , true Demorgon, Nymphe.
Laut Henri Lammens kann das Arabische als Etymologie أُثمُد ( othmod ) / إِثمِد ( ithmid ) anbieten, was richtigerweise Antimon bedeutet.
Ihre wahren Förderer in der Wissenschaft des Zeitalters der Aufklärung bleiben die Chemiker Jean Hellot , Claude François Geoffroy , Johann Heinrich Pott, Carl Wilhelm Scheele und Torbern Olof Bergman .
In anderen Umgebungen als Bergbau oder Technik, Zinntöpfern oder (al) Chemikern wurde Wismut manchmal mit Antimon, Blei, Zink oder anderen Schwermetallen verwechselt. Aber es ist eine Einrichtung, die sich die wissenschaftlichen Klassifikatoren des Zeitalters der Aufklärung ausgeliehen haben, um ihre ernsthaften Studien besser zu verherrlichen.
Denken Sie daran, dass Zinn ursprünglich eine Legierung aus Blei, Zinn und Wismut ist, die auf einer Spiegeloberfläche zu einem Blech reduziert wurde.
1830 begann der Bergbau in Sachsen mit der ersten industriellen Wismutproduktion. Um 1901 begann die Dewismuthage von mildem Blei in der Industrie, eine große Menge Wismut als Nebenprodukt zu liefern. Der Aufstieg der Bismut-haltigen Legierungen war in der Zwischenkriegszeit deutlich und setzte sich bis in die 1950er Jahre fort .
1953 überstieg der medizinische Verbrauch von Wismut in der Therapie 150 Tonnen pro Jahr. Die negativen Gesundheitsbefunde bestimmten die späten Maßnahmen des Gesundheitsministeriums im Jahr 1974, führten jedoch zu einem effektiven Rückgang von Wismut in Apotheken auf weniger als 10 Tonnen im Jahr 1979.
Aber paradoxerweise fördert der Einsatz von Wismutverbindungen als Flammschutzmittel in der Kunststoffindustrie oder als dichtes Pigment die industrielle Entwicklung von Wismut. Die Entwicklung von Munition, insbesondere von hochentwickelten Wismutgeschossen, ermöglicht es, den Einsatz von zu umweltschädlichem Blei zu reduzieren.
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