Висмут
| Висмут | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Свинец |Полоний → | ||||
| ||||
| Внешний вид простого вещества | ||||
| Блестящий серебристый металл | ||||
Образцы висмута без оксидной плёнки | ||||
| Свойства атома | ||||
| Название, символ, номер | Ви́смут (устар. Би́смут)/Bismuthum (Bi), 83 | |||
| Атомная масса (молярная масса) | 208,98040(1)[1] а. е. м. (г/моль) | |||
| Электронная конфигурация | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3[2] | |||
| Электроны пооболочкам | 2, 8, 18, 32, 18, 5 | |||
| Радиус атома | 170пм | |||
| Химические свойства | ||||
| Ковалентный радиус | 146 пм | |||
| Радиус иона | (+5e) 74 (+3e) 96 пм | |||
| Электроотрицательность | 2,02 (шкала Полинга) | |||
| Электродный потенциал | Bi←Bi3+ 0,23 В | |||
| Степени окисления | −3, +1, +2, +3, +4, +5 | |||
| Энергия ионизации (первый электрон) | 702,9 (7,29) кДж/моль (эВ) | |||
| Термодинамические свойства простого вещества | ||||
| Плотность (прин. у.) | 9,79 г/см3 | |||
| Температура плавления | 271,44 °C, 544,5K | |||
| Температура кипения | 1837K | |||
| Мол. теплота плавления | 11,30 кДж/моль | |||
| Мол. теплота испарения | 172,0 кДж/моль | |||
| Молярная теплоёмкость | 26,0[3] Дж/(K·моль) | |||
| Молярный объём | 21,3 см3/моль | |||
| Кристаллическая решётка простого вещества | ||||
| Структура решётки | ромбоэдрическая[3] | |||
| Параметры решётки | α=57,23°,a=4,746 Å | |||
| Отношениеc/a | - | |||
| Температура Дебая | 120,00 K | |||
| Прочие характеристики | ||||
| Теплопроводность | (300 K) 7,9 Вт/(м·К) | |||
| Номер CAS | 7440-69-9 | |||
| 83 | Висмут |
208,9804 | |
| 4f145d106s26p3 | |
Ви́смут —химический элемент сатомным номером 83[4]. Принадлежит к15-й группепериодической таблицы химических элементов (по устаревшейкороткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе V группы, или к группе VA), находится в шестом периоде таблицы.Атомная масса элемента208,98040(1)а. е. м.[1] Обозначается символом Bi (отлат. Bismuthum). Относится кпостпереходным металлам.Простое веществовисмут представляет собой при нормальных условиях блестящий серебристый с розоватым оттенкомметалл. При атмосферном давлении существует в ромбоэдрической кристаллической модификации[3].
Природный висмут, представленный одним изотопом209Bi, долгое время считался стабильным (нерадиоактивным) элементом, но в 2003 году был экспериментально обнаружен его крайне медленныйальфа-распад. До этого момента висмут-209 считался самым тяжёлым из существующих ныне стабильных изотопов. Период полураспада висмута (209Bi) составляет(1,9 ± 0,2)⋅1019 лет, что большевозраста Вселенной на девять порядков.
История и происхождение названия
[править |править код]
Предположительно латинскоеBismuthum илиbisemutum происходит от немецкогоweisse Masse, «белая масса»[5].
ВСредневековье висмут часто использовалсяалхимиками во время опытов. Добывающие руду шахтёры называли егоtectum argenti, что означает «серебряная крыша», при этом они считали, что висмут был наполовинусеребром. В литературе XV-XVIII веков встречается более 20 иных названий этого металла, включая демогоргон, глаура и нимфа[6].
Однако висмут не был отнесён к самостоятельному элементу, и полагали, что он является разновидностьюсвинца,сурьмы илиолова. Впервые о висмуте упоминается в 1546 году в трудах немецкого минералога и металлургаГеоргиуса Агриколы. В 1739 году немецкий химикИ. Г. Потт[англ.] установил, что висмут является всё-таки отдельнымхимическим элементом. Через 80 лет шведский химикБерцелиус впервые ввёл символ элемента Bi в химическую номенклатуру[7].
Физические свойства
[править |править код]Висмут —металл серебристо-белого цвета с розоватым оттенком. Известны восемькристаллографических модификаций висмута, семь из них получены при высоком давлении. При нормальных условиях устойчив висмут I — кристаллытригональной сингонии,пространственная группаR3m, параметры ячейки a = 0,4746 нм,α = 57,23°,Z = 2. При давлении2,57 ГПа и температуре+25 °C кристаллическая решётка висмута претерпеваетполиморфное превращение из ромбоэдрической вмоноклинную с параметрами решёткиa = 0,6674 нм,b = 0,6117 нм,c = 0,3304 нм,β = 110,33°, пространственная группаC2m,Z = 4 (модификация висмут II). При давлениях2,72 ГПа,4,31 ГПа и около5 ГПа также происходят полиморфные превращения кристаллической решётки висмута. При давлении7,74 ГПа висмут имеет кубическую решётку, пространственная группаIm3m с параметром решёткиa = 0,3800 нм,Z = 2 (модификация висмут VI). В интервале давлений2,3—5,2 ГПа и температур500—580 °C висмут имееттетрагональную решётку с параметрамиa = 0,657 нм,c = 0,568 нм,Z = 8 (модификация висмут VII). При давлении30 ГПа также обнаружено полиморфное превращение[3].
Переход висмута из твёрдого в жидкое состояние сопровождается увеличением плотности с9,8 г/см3 до10,07 г/см3, которая постепенно уменьшается с повышением температуры и при900 °C составляет9,2 г/см3. Обратный переход висмута из жидкого в твёрдое состояние сопровождается увеличением объёма на 3,3 %. Повышение плотности при плавлении наблюдается лишь у немногих веществ; другим хорошо известным примером вещества с таким свойством является вода.
Удельное электрическое сопротивление висмута равно1,2 мкОм·м при+17,5 °C и повышается с ростом температуры. Интересной особенностью является то, что удельное сопротивление при плавлении уменьшается: у твёрдого висмута (при 269 °C) оно составляет2,67 мкОм·м, а в жидком состоянии (при 272 °C) — лишь1,27 мкОм·м.
Температурный коэффициент линейного расширения равен13,4·10−6 К−1 при293 К (+20 °C).
По сравнению с другими металлами висмут, как и ртуть, обладает низкойтеплопроводностью, равной7,87 Вт/(м·К) при300 К.
Висмут являетсядиамагнетиком с магнитной восприимчивостью−1,34·10−9 при293 K, что делает его самым диамагнитным металлом. Образец висмута, подвешенный на нитке, достаточно заметно отклоняется в сторону от поднесённого сильного магнита. Это явление получило названиедиамагнитной левитации[8].
Кристаллический висмут не переходит в состояниесверхпроводимости даже при охлаждении до температуры порядка10 мК. Однако есть свидетельства, что сверхпроводимость при нормальном давлении наступает при температуре около 0,5 мК. При этомкритическое магнитное поле составляет величину всего5,2 мкТл[9].
При комнатной температуре висмут хрупкий металл и в изломе имеет грубозернистое строение, но при температуре150—250 °C проявляет пластические свойства. Монокристаллы висмута пластичны и при комнатной температуре, и при медленном приложении усилия легко изгибаются. При этом можно ощутить «ступенчатость» процесса и даже услышать лёгкий хруст — это связано сдвойникованием, за счёт которого упругое напряжение скачком снимается.
Модуль упругости: 32—34 ГПа.
Модуль сдвига: 12,4 ГПа[7].
Изотопы
[править |править код]Природный висмут состоит из одногоизотопа209Bi, который ранее считался самым тяжёлым из существующих в природе стабильных изотопов. Однако в2003 году было экспериментально подтверждено[10] теоретическое предположение, высказанное тремя десятилетиями ранее[11], что он являетсяальфа-радиоактивным. Измеренный период полураспада209Bi составляет (1,9±0,2)⋅1019 лет, что на много порядков больше, чемвозраст Вселенной. Таким образом, все известные изотопы висмута радиоактивны. Природный висмут, состоящий из одногоизотопа209Bi, является практически радиоактивно безвредным для человека, так как за год в одном грамме природного висмута в среднем лишь около 100 ядер испытывают альфа-распад, превращаясь в стабильныйталлий-205.
Кроме209Bi, известны ещё более трёх десятков (пока 34) изотопов, у большинства из которых естьизомерные состояния. Среди них есть три долгоживущих:
- 207Bi 31,55 года;
- 208Bi 3,68⋅105 лет;
- 210Bi 3,04⋅106 лет.
Все остальные радиоактивные и короткоживущие: периоды их полураспада не превышают нескольких суток.
Изотопы висмута смассовыми числами с 184 по 208 и с 215 по 218 получены искусственным путём, остальные —210Bi,211Bi,212Bi,213Bi и214Bi — образуются в природе, входя вцепочки радиоактивного распада ядерурана-238,урана-235 итория-232.
Химические свойства
[править |править код]В соединениях висмут проявляетстепени окисления −3, +1, +2, +3, +4, +5. При комнатной температуре в среде сухого воздуха не окисляется, но в среде влажного воздуха покрывается тонкой плёнкой оксида. Нагрев до температуры плавления приводит к окислению висмута, которое заметно интенсифицируется при 500 °C. При достижении температуры выше 1000 °C сгорает с образованием оксидаBi2O3[7]:
Взаимодействие озона с висмутом приводит к образованию оксидаBi2O5.
Незначительно растворяет фосфор. Водород в твёрдом и жидком висмуте практически не растворяется, что свидетельствует о малой активности водорода по отношению к висмуту. Известны гидриды Bi2H2 иBiH3 — неустойчивые уже при комнатной температуре, ядовитые газы. Висмут не взаимодействует с углеродом, азотом и кремнием[12].
Взаимодействие висмута с серой или с сернистым газом сопровождается образованием сульфидовBiS,Bi2S3.
Висмут проявляет стойкость по отношению к концентрированнойсоляной и разбавленной серной кислотам, но растворяется в азотной и хлорной кислоте, а также вцарской водке[источник не указан 1236 дней].
Висмут реагирует стетраоксидом диазота с образованиемнитрата висмута:
С концентрированной серной кислотой реагирует с образованиемсульфата висмута:
Взаимодействие висмута с фтором, хлором, бромом и иодом сопровождается образованием различных галогенидов:
С металлами способен образовыватьинтерметаллиды — висмутиды[3][13].
Висмут также способен образовыватьвисмуторганические соединения, такие, кактриметилвисмут Bi(CH3)3 итрифенилвисмут Bi(C6H5)3.
Нахождение в природе
[править |править код]Содержание висмута вземной коре — 2⋅10−5 % по массе, вморской воде — 2⋅10−5 мг/л[3].
Врудах находится как в форме собственных минералов, так и в виде примеси в некоторыхсульфидах исульфосолях других металлов. В мировой практике около 90 % всего добываемого висмута извлекается попутно при металлургической переработке свинцово-цинковых, медных, оловянных руд и концентратов, содержащих сотые и иногда десятые доли процента висмута.
Висмутовые руды, содержащие 1 % и выше висмута, встречаются редко. Минералами висмута, входящими в состав таких руд, а также руд других металлов, являютсясамородный висмут (содержит 98,5—99 % Bi),висмутин Bi2S3 (81,30 % Bi),тетрадимит Bi2Te2S (56,3—59,3 % Bi),козалит Pb2Bi2S5 (42 % Bi),бисмит Bi2O3 (89,7 % Bi),висмутит Bi2CO3(OH)4 (88,5—91,5 % Bi),виттихенит Cu3BiS3,галеновисмутит PbBi2S4,айкинит CuPbBiS3.
Генетические группы и промышленные типы месторождений
[править |править код]Висмут в повышенных концентрациях накапливается в месторождениях различных генетических типов: впегматитах, в контактово-метасоматических, а также в высоко- и среднетемпературных гидротермальных месторождениях. Собственно висмутовые месторождения имеют ограниченное распространение и обычно этот металл образует комплексные руды с другими металлами в ряде рудных формаций гидротермальных месторождений[14]. Среди них выделяются следующие:
- Вольфрам-медно-висмутовые
- Месторождения пятиэлементной формации (Co-Ni-Bi-Ag-U)
- Золото-висмутовые
- Мышьяк-висмутовые
- Медно-висмутовые
- Кварц-висмутовые
Мировая добыча и потребление висмута
[править |править код]Висмут — достаточно редкий металл, и его мировая добыча/потребление едва превышает 6000 тонн в год (от 5800 до 6400 тонн в год). На середину 2020-х количество висмута, доступное на мировом рынке, составляет менее 15 тыс. т., возможность же ещё нарастить дополнительные мощности для его производства ограничены объемом в 4 тыс. т. Уже сейчас заметна тенденция роста потребности в висмуте для припоев: за период с 2006 по 2015 год объем производства висмута, основная доля которого используетсяв припоях, возросла с 5000 до 10 000 т; Китай,производящий львиную долю мировой микроэлектроники, увеличил за этот период производство висмута с 1900 до 7500 т, и к 2021 году — до 11,5 тыс. т.[15]
- Месторождения
Известны месторождения висмута вБоливии,Австралии (на островеТасмания),Германии,Монголии[нет в источнике],Перу,России, а также в других странах[16].
Получение
[править |править код]
Получение висмута основано на переработке полиметаллических медных и свинцовых концентратов и висмутовых руд методамипирометаллургии игидрометаллургии. Для получения висмута из сульфидных соединений висмута, получаемых при попутной переработке медных концентратов, используют осадительную плавку с железным скрапом и флюсом.
Процесс идёт по реакции:
В случае использования окисленных руд висмут восстанавливают углеродом под слоем легкоплавкого флюса при температурах 900—1000 °C:
Сульфидные руды могут быть переведены в оксидные по реакции:
Вместо углерода может быть использовансульфит натрия, который восстанавливаетоксид висмута(III) при температуре 800 °C по реакции:
Сульфид висмута может быть восстановлен до висмута с помощью соды при температуре около 950 °C или с помощью гидроксида натрия при температуре 500—600 °C. Реакции этих процессов имеют следующий вид:
Получение висмута из чернового свинца, который образуется при переработке свинцовых концентратов, состоит в выделении висмута с помощью магния или кальция. При этом висмут скапливается в верхних слоях в виде соединения CaMg2Bi2. Дальнейшая очистка от Ca и Mg происходит при переплаве под слоем щёлочи с добавкой окислителя (NaNO3). Полученный продукт подвергают электролизу с получением шлама, который переплавляют в черновой висмут[3].
Гидрометаллургический способ получения висмута характеризуется более высокими экономическими показателями и чистотой полученного продукта при переработке бедных полиметаллических концентратов. В основе способа лежит процесс растворения висмутосодержащих руд, полупродуктов, сплавов азотной и соляной кислотами и последующего выщелачивания образовавшихся растворов. Выщелачивание проводят с помощьюсерной кислоты или электрохимическим выщелачиванием растворами хлорида натрия. Дальнейшее извлечение и очистка висмута проводится методами экстракции[17].
Получение висмута высокой чистоты основано на методах гидрометаллургического рафинирования,зонной плавки и двухстадийной перегонки.
Стоимость
[править |править код]В зависимости от степени чистоты металла висмут разделяют на несколько марок. В порядке увеличения степени чистоты это марки Ви2, Ви1, Ви00 , ГОСТ 10928-90 нормирует содержание примесей в этих марках не более 3 %, 2 % и 0,02 % соответственно[18]. Выпускаются также особо чистые марки висмута Ви000[19], Ви0000[19]. Цена на металлический висмут существенно зависит от его чистоты. Средневзвешенная цена на мировом рынке на конец 2016 года составляла около 10 $/кг[20]. Покупателями марок высокой степени очистки являются научные центры, в частности висмут используют для синтеза других элементов[21].
Применение
[править |править код]Металлургия
[править |править код]Висмут имеет большое значение для производства так называемых «автоматных сталей», особенно нержавеющих, и очень облегчает их обработку резанием на станках-автоматах (токарных, фрезерных и других) при концентрации висмута всего 0,003 %, в то же время не увеличивая склонность ккоррозии. Висмут используют всплавах на основе алюминия (примерно 0,01 %), эта добавка улучшает пластические свойства металла, резко упрощает его обработку.
При обработке прочных металлов и сплавов
[править |править код]Легкоплавкие сплавы висмута (например,сплав Вуда,сплав Розе и другие) используются для крепления заготовок деталей[как?] изурана,вольфрама и их сплавов и других материалов, трудно поддающихся обработке резанием, наметаллорежущих станках (токарных, фрезерных сверлильных и других).[источник не указан 597 дней]
Легкоплавкие сплавы
[править |править код]
Сплавы висмута с другими легкоплавкими веществами (кадмием,оловом,свинцом,индием,таллием,ртутью,цинком игаллием) обладают очень низкой температурой плавления (некоторые — ниже температуры кипения воды, а наиболее легкоплавкий состав с висмутом имеет температуру плавления около +41 °C[22]). Наиболее известнысплав Вуда и не содержащий ядовитого кадмиясплав Розе.
Легкоплавкие сплавы используются как:
- теплоносители, особенно перспективен как теплоноситель для ядерных реакторов[6];
- припои;
- детали устройствпожарной сигнализации и автоматического пожаротушения;
- специальныесмазки, работающие в вакууме и в условиях высоких температур, когда органические смазки неприменимы;
- деталиклапанов, расплавление которых открывает сечение для протекания жидкостей и газов, например,ракетных топлив;
- предохранители в мощныхэлектрических цепях;
- уплотнительные прокладки всверхвысоковакуумных установках;
- Сплав висмута со свинцом и ртутью плавится при трении и используется для изготовления металлических карандашей[6];
- фиксирующие материалы для сломанных костей конечностей в медицине;
- термометрические жидкости вжидкостных термометрах;
- материалы для изготовлениявыплавляемых моделей в литейном деле и так далее.
Электроника
[править |править код]Сплав состава 88 % висмута и 12 %сурьмы в магнитном поле обнаруживает аномальный эффектмагнетосопротивления; из этого сплава изготавливают быстродействующие усилители и выключатели.
Вольфрамат,станнат-ванадат,силикат иниобат висмута входят в состав высокотемпературныхсегнетоэлектрических материалов.
Феррит висмута BiFeO3 в виде тонких плёнок является перспективным магнитоэлектрическим материалом.
Висмут — один из компонентовбессвинцовых припоев, а также легкоплавких припоев, используемых для монтажа особо чувствительныхСВЧ-компонентов.
Катализаторы
[править |править код]В производствеполимеровтрёхокись висмута служиткатализатором, и её применяют, в частности, при полученииакриловых полимеров.
Прикрекингенефти некоторое применение находитоксид-хлорид висмута.Биметаллические наночастицы из висмута ипалладия, вместе с полимерным комплексомциркония, входят в состав катализатор для получениямолочной кислоты изглицерина[23].
Термоэлектрические материалы
[править |править код]
Висмут применяется в полупроводниковых материалах, используемых, в частности, втермоэлектрических приборах. К таким материалам относятся теллурид (термо-э.д.с.теллурида висмута 280 мкВ/К) иселенид висмута. Получен высокоэффективный материал на основе висмут-цезий-теллур для производства полупроводниковых холодильников суперпроцессоров.
Детекторы ядерных излучений
[править |править код]Некоторое значение для производства детекторов ядерного излучения имеет монокристаллическийиодид висмута.Германат висмута (Bi4Ge3O12, краткое обозначение BGO) — распространённыйсцинтилляционный материал, применяется вядерной физике,физике высоких энергий,компьютерной томографии,геологии. Этот материал выгодно отличается от распространённых сцинтилляторов тем, что он радиационно стоек, имеет отличную временную стабильность и абсолютнонегигроскопичен. Перспективным сцинтиллятором, обладающим высоким временным разрешением, является также галлат висмута Bi2Ga4O9. Его использование пока ограничено из-за сложности выращивания крупныхмонокристаллов.
Измерение магнитных полей
[править |править код]Из металлического висмута особой чистоты изготавливают обмотки для измерениямагнитных полей, так какэлектросопротивление висмута существенно и практически линейно зависит от магнитного поля, что позволяет измерять напряжённость внешнего магнитного поля, измеряя сопротивление обмотки, изготовленной из него.
Интерметаллид марганец-висмут сильноферромагнитен и производится в больших количествах промышленностью для получения пластичных магнитов. Особенностью и преимуществом такого материала является возможность быстрого и дешёвого получения постоянных магнитов (к тому же не проводящих ток) любой формы и размеров. Кроме того, этот магнитный материал достаточно долговечен и обладает значительнойкоэрцитивной силой. Кроме соединений висмута с марганцем, также известны магнитотвёрдые соединения висмута синдием,хромом иевропием, применение которых ограничено специальными областями техники вследствие либо трудностей синтеза (висмут-хром), либо высокой ценой второго компонента (индий, европий).
Химические источники тока
[править |править код]Оксид висмута(III) в смеси сграфитом используется в качестве положительного электрода ввисмутисто-магниевых элементах (ЭДС 1,97—2,1В судельной энергоёмкостью 120Вт·ч/кг, 250—290 Вт·ч/дм3).
Висмутат свинца находит применение в качестве положительного электрода влитиевых элементах.
Висмут в сплаве синдием применяется в чрезвычайно стабильных и надёжныхртутно-висмуто-индиевых элементах. Такие элементы прекрасно работают в космосе и в тех условиях, где важна стабильность напряжения, высокая удельная энергоёмкость, а надёжность играет первостепенную роль (например, военные и аэрокосмические применения).
Трёхфтористый висмут применяется для производства чрезвычайно энергоёмкихлантан-фторидных аккумуляторов (теоретически до 3000 Вт·ч/дм3, практически достигнута — 1500—2300 Вт·ч/дм3).
Топливные элементы
[править |править код]Оксид висмута (керамические фазы ВИМЕВОКС), легированный оксидами других металлов (ванадий,медь,никель,молибден и другие), обладает очень высокойэлектропроводимостью при температурах 500—700 К и применяется для производства высокотемпературныхтопливных элементов.
Производство полония-210
[править |править код]Некоторое значение висмут имеет в ядерной технологии при полученииполония-210 — важного элемента радиоизотопной промышленности.
Ядерная энергетика
[править |править код]Эвтектический сплав висмут-свинец используется вядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем. В частности, в советском подводном флоте такие реакторы использовались на подлодкеК-27 и семи подлодкахпроекта 705 («Лира»).
Малое сечение захвата висмутом тепловых нейтронов и значительная способность к растворению урана вкупе со значительной температурой кипения и невысокой агрессивностью к конструкционным материалам позволяют использовать висмут в гомогенных атомных реакторах, пока не вышедших из стадии экспериментальных разработок.
Высокотемпературная сверхпроводимость
[править |править код]Керамики, включающие в свой состав оксиды висмута,кальция,стронция,бария,меди,иттрия и других, являютсявысокотемпературными сверхпроводниками. В последние годы при изучении этих сверхпроводников выявлены фазы, имеющие пики перехода в сверхпроводящее состояние при 110К.
Производство тетрафторгидразина
[править |править код]Висмут в виде мелкой стружки или порошка применяется в качествекатализатора для производстватетрафторгидразина (изтрехфтористого азота), используемого в качестве окислителя ракетного горючего.
Медицина
[править |править код]Из соединений висмута вмедицине шире всего используют еготрёхокись Bi2O3. В частности, её применяют вфармацевтической промышленности для изготовления многих лекарств отжелудочно-кишечных заболеваний[24], а такжеантисептических и заживляющих средств. Кроме того, в последнее время на её основе разрабатывается ряд противоопухолевых препаратов для лечения онкологических заболеваний[источник не указан 597 дней].
Оксид-хлорид висмута находит применение в медицине в качестверентгеноконтрастного средства и в качестве наполнителя при изготовлении кровеносных сосудов. Кроме того, в медицине находят широкое применение такие соединения, какгаллат,тартрат,карбонат,субсалицилат,субцитрат итрибромфенолят висмута. На основе этих соединений разработано множество медицинских препаратов (включая такие широко используемые, какмазь Вишневского).
В качествепротивоязвенных средств используются:висмута трикалия дицитрат (висмута субцитрат) (кодАТХ A02BX05),висмута субнитрат (A02BX12),ранитидина висмута цитрат (A02BA07).
Лимоннокислый висмут (висмута(III) цитрат, C6H5BiO7) — используется при варке сред для выделения сальмонеллы.
Пигменты
[править |править код]Ванадат висмута применяется в качествепигмента (ярко-жёлтый цвет).
Косметика
[править |править код]Оксид-хлорид висмута применяется как блескообразователь в производстве лака для ногтей, губной помады, теней и другого.
Охота и рыбалка
[править |править код]Висмут является относительно безопасным для окружающей среды. Это позволяет использоватьдробь игрузила из висмута взамен традиционного и токсичногосвинца[25].
Биологическая роль
[править |править код]Содержание висмута в человеческом организме составляет:
- мышечная ткань — 0,32×10−5 %
- костная ткань — менее 0,2×10−4 %
- кровь — ~0,016 мг/л
- ежедневный приём с пищей 0,005—0,02 мг.
Содержание в организме среднего человека (масса тела ~70 кг) невелико, но точные данные отсутствуют. Данные о токсической и летальной дозах также отсутствуют[26]. Однако известно, что висмут при пероральном приёме малотоксичен. Это кажется неожиданным, так как обычно тяжёлые металлы весьма ядовиты, но объясняется лёгкостьюгидролиза растворимых соединений висмута. В интервале величинpH, встречающихся в человеческом организме (за исключением, может быть, желудка) висмут практически полностью осаждается в виде нерастворимых основных солей. Тем не менее, при совместном приёме висмута с веществами, способными перевести его в раствор (глицерин, молочная кислота и тому подобные) возможно тяжёлое отравление. При проглатывании большого количества концентрированных растворов нитрата и других солей висмута значительную опасность представляет высокая концентрация свободной кислоты, образовавшейся вследствие гидролиза.
Склонностью к гидролизу и низкой токсичностью обусловлено применение основных солей (субцитрата, основного нитрата и других) висмута в качестве препаратов для леченияязвы желудка. Помимо нейтрализации кислоты и защиты стенок желудка коллоидным осадком, висмут проявляет активность против бактерииHelicobacter pylori, которая играет существенную роль в развитии язвенной болезни желудка.
См. также
[править |править код]Примечания
[править |править код]- ↑12Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) //Pure and Applied Chemistry. — 2016. —Vol. 88,no. 3. —P. 265—291. —doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ↑NIST Atomic Spectra Database Ionization Energies Data . Дата обращения: 19 марта 2023. Архивировано 19 марта 2023 года.
- ↑1234567Федоров П. И. Висмут // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. —М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 379—380. — 623 с. —100 000 экз. —ISBN 5-85270-008-8.
- ↑Таблица Менделеева на сайтеИЮПАК.
- ↑Norman N. C. Chemistry of arsenic, antimony, and bismuth (англ.). — Springer Science & Business Media, 1998. — P. 41. — 484 p. —ISBN 978-0-7514-0389-3.
- ↑123Венецкий С.И., 1980.
- ↑123Свойства элементов / Под ред. М. Е. Дрица. — Металлургия, 1985. — С. 292—302. — 672 с.
- ↑Опыты по магнитной левитацииАрхивная копия от 15 февраля 2012 наWayback Machine (фин.)
- ↑Om Prakash, Anil Kumar, A. Thamizhavel, S. Ramakrishnan. Evidence for bulk superconductivity in pure bismuth single crystals at ambient pressure (англ.) //Science. — 2017. —Vol. 355. —P. 52–55. —doi:10.1126/science.aaf8227. Архивировано 7 января 2017 года.
- ↑Pierre de Marcillac, Noël Coron, Gérard Dambier, Jacques Leblanc, and Jean-Pierre Moalic. Experimental detection of α-particles from the radioactive decay of natural bismuth (англ.) // Nature : journal. — 2003. — April (vol. 422,no. 6934). —P. 876—878. —doi:10.1038/nature01541. —Bibcode:2003Natur.422..876D. —PMID12712201.
- ↑H. G. Carvalho, M. Penna. Alpha-activity of209Bi //Lettere al Nuovo Cimento[англ.]. — 1972. —Т. 3,№ 18. —С. 720. —doi:10.1007/BF02824346.
- ↑Славинский М. П. Физико-химические свойства элементов. — Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1952. — С. 426—432. — 764 с.
- ↑Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. —М.: Химия, 2000. — 480 с. —ISBN 5-7245-1163-0.
- ↑Вольфсон Ф. И., Дружинин А. В. Главнейшие типы рудных месторождений. —М.: Недра, 1975. — 392 с.
- ↑Грядущая катастрофа в микроэлектронике. Кто владеет оловом и висмутом, тот владеет стратегической инициативойАрхивная копия от 29 июня 2024 наWayback Machine //НГ, 25.06.2024
- ↑Венецкий С. И. «Командировка» в космос (висмут) // О редких и рассеянных: рассказы о металлах. —М.: Металлургия, 1980. — 184 с.
- ↑Юхин Ю. М., Михайлов Ю. И. Химия висмутовых соединений и материалов. — СО РАН, 2001. — С. 19—21. — 360 с.
- ↑ГОСТ 10928
- ↑12ГОСТ 16274.0-77, ТУ 48-6-114
- ↑Висмут. Цена на мировом рынке. Дата обращения: 7 апреля 2017. Архивировано 8 апреля 2017 года.
- ↑Трансурановые элементы. Дата обращения: 15 марта 2017. Архивировано 16 марта 2017 года.
- ↑Сплав IndAlloy 15, состоящий из Bi (42,9 %), Cd (5,10 %), In (18,3 %), Pb (21,7 %), Hg (4,00 %), Sn (8,00 %).Matweb LLC. Matherial Property Data.
- ↑Екатерина Кийко, Надежда Алексеева. «Очевидная практическая значимость»: российские учёные упростили получение молочной кислоты в промышленных масштабах. Российские учёные открыли новый способ получения важного химического сырья (1 апреля 2024). Дата обращения: 23 марта 2024. Архивировано 2 апреля 2024 года.
- ↑Моторкина Р. К.; Новицкая Н. Я. (фарм.), Швайкова М. Д. (суд.). Висмут // Большая медицинская энциклопедия :в 30 т. / гл. ред.Б. В. Петровский. — 3-е изд. —М. :Советская энциклопедия, 1977. — Т. 4 : Валин — Гамбия. — С. 248—249. — 576 с. : ил.
- ↑http://www.nordis.fi/patruunat/vihtavuori-haulikon-patruunat/Архивная копия от 5 июня 2011 наWayback Machine ассортимент патронов с висмутовой дробью
- ↑Эмсли Дж. Элементы. — М.: Мир, 1993. — 256 с.
Литература
[править |править код]- Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов. —Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. — С. 187—192. — 356 с.
- Венецкий С.И. "Командировка" в космос (Висмут) // О редких и рассеянных (Рассказы о металлах) (рус.). — Москва: Металлургия, 1980. —200 000 экз.
Ссылки
[править |править код]- Википедия:Cite web (не указан язык)
- Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN
- Страницы с нечисловыми аргументами formatnum
- Википедия:Статьи без источников (тип: химический элемент)
- Википедия:Нет источников с сентября 2022
- Википедия:Статьи с утверждениями без источников более 14 дней
- Википедия:Статьи с утверждениями, не найденными в указанном источнике
- Википедия:Статьи с шаблонами недостатков по алфавиту
- Википедия:Нет в источнике с мая 2022
- Википедия:Статьи с разделами без ссылок на источники с февраля 2013 года
- Википедия:Статьи, требующие конкретизации
- Википедия:Нет источников с июня 2024
- Статьи со ссылками на Викисловарь
- Статьи со ссылками на Викицитатник
- Статьи со ссылками на Викисклад
