Bismuto
| Bismuto | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Aspetto | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Generalità | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Nome, simbolo, numero atomico | bismuto, Bi, 83 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | metalli del blocco p | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppo, periodo, blocco | 15 (VA), 6, p | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Densità, durezza | 9780 kg/m3, 2,25 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Configurazione elettronica |
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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 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| e− per livello energetico | 2, 8, 18, 32, 18, 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Stati di ossidazione | 3, 5 (debolmente acido) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Struttura cristallina | romboedrica | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Stato della materia | solido | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto di fusione | 544,4 K (271,2 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto di ebollizione | 1837 K (1564 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume molare | 2,131 · 10-5 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpia di vaporizzazione | 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Altre proprietà | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Numero CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | 1450,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 3081,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento |
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Il bismuto è 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.
[modifica] Instabilità
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 misurato il tempo di dimezzamento per decadimento alfa dell'isotopo 209Bi, fissando la sua emivita in 1,9 · 1019 anni, un tempo che è oltre un miliardo di volte superiore all'attuale stima dell'età dell'Universo. Pertanto, ai fini pratici, il bismuto può essere di fatto considerato un elemento stabile per qualsiasi applicazione, e può 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.
[modifica] Cristalli artificiali
Il bismuto in forma altamente pura può formare cristalli iridescenti, generalmente venduti come oggetto di collezionismo. Il colore è dato da un sottile strato di ossido di bismuto.
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Cristallo artificiale di bismuto
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Cristallo artificiale di bismuto
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Cristallo artificiale di bismuto
[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;
- allo stato liquido, in lega eutettica con il piombo, come refrigerante 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 novanta il bismuto è oggetto di studio come sostitutivo non tossico del piombo in diversi materiali (ceramiche, smalti) specialmente destinati al contatto con i cibi.
Recenti ricerche (2007) hanno utilizzato il bismuto per realizzare dei superconduttori a bassa temperatura (90 kelvin). Questi superconduttori mostrano proprietà molto interessanti e potrebbero essere utilizzati nelle future macchine per l'imaging a risonanza magnetica[1].
[modifica] Storia
Non è possibile stabilire con certezza se la scoperta del bismuto sia stata opera di un alchimista o di una persona che lavorava con i minerali di bismuto. Sembra che attorno alla metà del XV secolo venisse 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 il nome agli inizi del XVI secolo 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] Note
[modifica] Bibliografia
- Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993. ISBN 88-7975-077-1
- R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998. ISBN 88-1020-000-0
[modifica] Voci correlate
[modifica] Altri progetti
Wikimedia Commons contiene file multimediali su Bismuto
Wikizionario contiene il lemma di dizionario «bismuto»
[modifica] Collegamenti esterni
- (EN) Los Alamos National Laboratory - Bismuth
- (EN) WebElements.com - Bismuth
- (EN) EnvironmentalChemistry.com - Bismuth
- (EN) Bismuth breaks half-life record for alpha decay
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