Bismut

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP
²⁰⁵Bi	{syn.}	15,31 d	ε	2,708	²⁰⁵Pb
²⁰⁶Bi	{syn.}	6,243 d	ε	3,758	²⁰⁶Pb
²⁰⁷Bi	{syn.}	31,55 a	ε	2,399	²⁰⁷Pb
²⁰⁸Bi	{syn.}	3.368.000 a	ε	2,880	²⁰⁸Pb
²⁰⁹Bi	100 %	(1,9 ± 0,2) · 10¹⁹ a	α		²⁰⁵ Tl
²¹⁰Bi	{syn.}	5,013 d	β^- α	1,163 5,037	²¹⁰Po ²⁰⁶Tl
²¹¹Bi	{syn.}	2,14 min	α β^-	6,751 0,579	²⁰⁷Tl ²¹¹Po
²¹²Bi	{syn.}	60,55 min	β^- α	2,254 6,027	²¹²Po ²⁰⁷Tl
²¹³Bi	{syn.}	49,59 min	β^- α	1,426 5,932	²¹³Po ²⁰⁸Tl

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Bismut (auch: Bismuth, Wismut oder Wismuth, von lat. bismutum) ist ein sehr schwach radioaktives chemisches Element im Periodensystem mit dem Symbol Bi und der Ordnungszahl 83. Es wird im Deutschen zumeist als Wismut bezeichnet, doch ist der Name Bismut seit 1979 auch hierzulande offiziell.

Inhaltsverzeichnis

1 Geschichte

2 Vorkommen

3 Gewinnung und Darstellung

4 Eigenschaften

5 Isotope

6 Verwendung

7 Biologische Bedeutung

8 Sicherheitshinweise

9 Nachweis

10 Verbindungen

10.1 Sauerstoffverbindungen
10.2 Schwefelverbindungen
10.3 Wasserstoffverbindungen
10.4 Halogenide

11 Literatur

12 Weblinks

Geschichte

Das Element Bismut kennt man wahrscheinlich schon seit der Antike. Der Name Wismut ist seit 1472 bekannt und geht vermutlich auf den ersten Ort der Gewinnung "in den Wiesen" am Schneeberg im Erzgebirge zurück. Es gibt jedoch auch andere Etymologien, beispielsweise von "weiß". Georgius Agricola benutzte die latinisierte Bezeichnung bismutum, worauf der heutige Name zurückgeht.

Vorkommen

[[Bild:Wismut.jpg|Bismut|thumb|left|Bismut, die Anlauffarben entstehen durch Interferenzen in einer dünnen Oxidschicht]]

Bismut kommt in der Natur nur in geringen Mengen vor. Die Fundstätten liegen vor allem in Südamerika und Spanien, wo Bismut sowohl in reiner (gediegener) Form als auch als Sulfid (Bismutglanz oder Bismutin), Selenid (Selenidbismutglanz) und Oxid (Bismit oder Bismutocker) gefunden wird. Bismut kommt als Begleitmetall in Blei-, Kupfer- und Zinnerzen vor.

Gewinnung und Darstellung

Zur Gewinnung von Bismut kann man von oxidischen Erzen ausgehen, die mit Kohle zum Element reduziert werden:

$2Bi_2O_3 + 3C \rarr 3CO_2 + 4Bi$

Sulfidische Bismuterze können entweder mit Eisen nach dem Niederschlagsverfahren reduziert werden:

$Bi_2S_3 + 3Fe \rarr 3FeS + 2Bi$

Oder die sulfidischen Erze werden zunächst in die Oxide umgewandelt und anschließend mit Kohle reduziert (Röstreduktionsverfahren):

$Bi_2S_3 + 4{1 \over 2}O_2 \rarr 3SO_2 + Bi_2O_3$ $2Bi_2O_3 + 3C \rarr 3CO_2 + 4Bi$

Das Rohbismut wird anschließend durch oxidierendes Schmelzen von anderen Metallen gereinigt.

Eigenschaften

Bismut ist ein rötlich glänzendes, sprödes Halbmetall. Es hat eine rhomboedrische Kristallstruktur mit sehr dicht gepackten Doppelschichten. Bismut ist eines der wenigen ungiftigen Schwermetalle, hat den stärksten Hall-Effekt aller metallischen Elemente, einen hohen elektrischen Widerstand und ist sehr diamagnetisch.

Isotope

Natürliches Bismut besteht nur aus dem Isotop ²⁰⁹Bi. 2003 stellte man im Institut d'Astrophysique Spatiale in Orsay, Frankreich fest, dass dieses bisher für stabil gehaltene Isotop ein Alpha-Strahler mit einer Halbwertszeit von (1,9 +/- 0,2) · 10¹⁹ Jahren ist. Somit ist also das schwerste wahrhaft stabile Element das Blei.

Die Radioaktivität von Bismut ist jedoch so schwach, dass sie als ungefährlich angesehen werden kann. Zum Vergleich: Die natürliche Radioaktivität von ¹⁴C oder ⁴⁰K, welche sich in jeder lebenden Zelle nachweisen lassen, ist um Größenordnungen stärker.

Verwendung

Es findet Verwendung als Legierungsbestandtteil niedrigschmelzender Legierungen, beispielsweise für das Woodsche Metall, das bereits bei 70 °C schmilzt. Die Legierung Bismanol mit Mangan ist ein starker Permanentmagnet.
Die chemische Verbindung Bismuttellurid erzeugt in Peltier-Elementen Kälte. In medizinischen Präparaten wird es zur Blutstillung und zur Desinfektion benutzt. Bismutoxichlorid BiOCl wird in Kosmetika verwendet.

Biologische Bedeutung

Sicherheitshinweise

Nachweis

Bismutrutsche mit Thioharnstoff Als Mittel zur Fällung unerwünschter Störionen wird NaF, NaCl und K-/Na- Tartrat verwendet: NaF zur Komplexierung von Fe(3+) und Al(3+); NaCl zur Fällung von Ag(+) und Hg(+); Tartrat zur Komplexierung von Sb(3+) und Sn(2+).

Als Flussmittel wird verd. HNO3 verwendet. Bei Anweseheit von Bi(3+)bilden sich zitronengelbe Thioharnstoff- Kristalle.

Verbindungen

Bismut ist in erster Linie dreiwertig, doch gibt es auch ein- und fünfwertiges Bismut (Bismut(V)-Oxid ist jedoch ein sehr starkes Oxidationsmittel, das sogar Mangan(II) zum Permanganat oxidiert). Außerdem bildet es polymere Kationen. An Luft ist es beständig.

Bismut

Geschichte

Vorkommen

Gewinnung und Darstellung

Eigenschaften

Isotope

Verwendung

Biologische Bedeutung

Sicherheitshinweise

Nachweis

Verbindungen

Sauerstoffverbindungen

Schwefelverbindungen

Wasserstoffverbindungen

Halogenide

Literatur

Weblinks

See also: Bismut, 1472, 1979, 2003, Aggregatzustand, Alphastrahlung, Anlauffarben, Antike