vizmut

Bismut je chemický prvek se symbolem Bi a atomovým číslem 83. Patří do skupiny 15 (dříve skupina VA) periodické tabulky, běžně označované jako pniktogeny. Vizmut je nejtěžší stabilní prvek a v přírodě se primárně vyskytuje ve své elementární formě, i když jej lze nalézt také v různých minerály.

V čisté formě je vizmut křehký kov se stříbřitě bílou barvou a narůžovělým nádechem. Má vysoký elektrický odpor a nízkou tepelnou vodivost. Bismut je netoxický a někdy se používá ve slitinách pro aplikace, jako je pájení, odlévání a slitiny s nízkou teplotou tání.

Jednou z nejzajímavějších vlastností vizmutu je jeho tendence vytvářet na svém povrchu krásné duhové oxidové vrstvy, když reaguje se vzduchem. Výsledkem jsou úžasně barevné krystalové útvary, díky nimž jsou krystaly bismutu oblíbenou volbou pro sběratele a pro použití ve šperkařství a dekorativních předmětech.

Minerály vizmutu jsou poměrně vzácné, ale existují. Nejběžnějším vizmutovým minerálem je bismutinit (Bi2S3), který se často vyskytuje ve spojení s jinými sulfidy kovů, např. vést, měď, a stříbro rudy. Mezi další minerály obsahující bismut patří bismut (Bi2O3) a nativní bismut, což je bismut ve své čisté elementární formě.

Stručně řečeno, vizmut je fascinující prvek známý pro své jedinečné vlastnosti, včetně barevných krystalických útvarů a jeho použití v různých průmyslových aplikacích. Jeho přítomnost v minerální formě přidává na jeho intrikách a důležitosti při studiu geologie a mineralogie.

Příjmení: Z německého weisse masse, později wismuth, bílá hmota.

Minerální skupina: arzén skupina.

Data buňky: Vesmírná skupina: R3m. a = 4.546 c = 11.860, Z = 6

Sdružení: Chalkopyrit, arsenopyrit, pyrhotit, pyrit, kobaltit, nikl, breithauptit, skutterudit, saflorit, bismuthinit, stříbro, kubanit, molybdenit, sfalerit, Galena, scheelit, wolframit, kalcit, baryt, křemen.

Chemické vlastnosti

Chemická klasifikace	Domácí
Chemické složení	Bi

Fyzikální vlastnosti

Barva	Červenobílá až krémově bílá; zakalí duhové narůžovělé, nažloutlé nebo namodralé
Proužek	Stříbrno-bílá
Lesk	Kovový
Výstřih	Perfektní Perfektní {0001}, Dobré {1011}, špatné {1014}
Diafanita	Neprůhledný
Tvrdost Mohs	2–2.5 na Mohsově stupnici
Krystalový systém	Trigonální
Houževnatost	Sectile
Hustota	9.7 – 9.83 g/cm3 (měřeno) 9.753 g/cm3 (vypočteno)

Optické vlastnosti

Vizmut vystavuje několik zajímavých věcí optické vlastnosti, ačkoli to není obvykle považováno za hlavního hráče v optických aplikacích ve srovnání s jinými materiály, jako je křemík nebo různé sloučeniny používané v optice. Nicméně, zde jsou některé optické vlastnosti bismutu:

1. Lom světla: Vizmut má pro viditelné světlo index lomu přibližně 1.9. To znamená, že světlo procházející skrz nebo interagující s bismutem se bude lámat nebo ohýbat při vstupu nebo výstupu z materiálu.
2. Odraz: Jako většina kovů, vizmut vykazuje odrazivost. Není však tak reflexní jako některé jiné kovy jako stříbro nebo hliník. Odrazivost vizmutu se může lišit v závislosti na faktorech, jako je povrchová úprava a čistota.
3. barvení: Bismut je známý svou duhovou vrstvou oxidu, která se tvoří na jeho povrchu, když je vystavena vzduchu. Tato oxidová vrstva může produkovat řadu barev, včetně fialové, modré, zelené a žluté. Díky této vlastnosti jsou krystaly bismutu oblíbené pro dekorativní a umělecké účely.
4. Průhlednost: Bismut je obecně považován za neprůhledný pro viditelné světlo, což znamená, že světlo jím nemůže projít. Avšak v tenkých filmech nebo určitých krystalových strukturách může vizmut vykazovat určitý stupeň průhlednosti, zejména v infračervené části spektra.
5. Fotoluminiscence: Za určitých podmínek mohou sloučeniny bismutu vykazovat fotoluminiscenci, kdy při excitaci fotony vyzařují světlo. Tato vlastnost se využívá v některých aplikacích, jako jsou luminiscenční materiály pro displeje a senzory.
6. Optický dvojlom: Některé sloučeniny obsahující vizmut, zejména určité krystaly, vykazují optický dvojlom. To znamená, že mají různé indexy lomu pro světlo polarizované v různých směrech, což má za následek dvojitý lom.

Zatímco optické vlastnosti vizmutu nejsou tak rozsáhle studovány nebo využívány jako u některých jiných materiálů, stále přispívají k jeho jedinečným vlastnostem a činí jej vhodným pro specifické aplikace, zejména v dekorativních předmětech, umění a některých vědeckých studiích.

Výskyt

Vizmut se primárně vyskytuje v zemské kůře, typicky se vyskytuje v Ložiska nerostných surovin vedle jiných kovů, jako je olovo, měď, zineka stříbro. Je považován za poměrně vzácný prvek, jehož množství v zemské kůře se odhaduje na přibližně 0.2 ppm. Některé z běžných minerálů, kde se nachází bismut, zahrnují:

1. Bismutinit (Bi2S3): Toto je nejběžnější minerál obsahující vizmut. Je to sulfidový minerál a často se vyskytuje v hydrotermálních žilách spojených s jinými sulfidovými minerály, jako jsou olovo, zinek a stříbrné rudy.
2. Bismit (Bi2O3): Jedná se o oxidový minerál vizmutu. Vzniká za oxidačních podmínek a může se vyskytovat v hydrotermálních žilách a pegmatitech, stejně jako ve spojení s jinými minerály obsahujícími bismut.
3. Nativní bismut: Občas se vizmut vyskytuje ve své přirozené elementární formě. Tyto výskyty jsou relativně vzácné, ale lze je nalézt v určitých geologických prostředích, kde se tekutiny bohaté na bismut ochladily a ztuhly.
4. Vizmut okrová: Jedná se o směs různých oxidů a hydroxidů vizmutu, které se často vyskytují jako a zvětrávání produkt jiných minerálů obsahujících vizmut.

Vizmut se typicky získává jako vedlejší produkt při rafinaci olova, mědi, cín, stříbro a zlato rudy. Vyrábí se také jako vedlejší produkt při tavení určitých kovových rud. Kromě toho lze vizmut extrahovat z jeho rud procesy, jako je pražení, tavení a elektrolýza.

Komerčně se vizmut vyrábí hlavně v Číně, Peru, Mexiku a Kanadě, menší množství pocházejí z jiných zemí. Většina produkce bismutu se používá v metalurgických aplikacích, stejně jako ve farmacii, kosmetice a různých dalších průmyslových procesech.

Používá oblast

Bismut nachází uplatnění v různých oblastech díky svým jedinečným vlastnostem a relativně nízké toxicitě. Některé klíčové oblasti, kde se používá bismut, zahrnují:

1. Hutnictví a slitiny: Bismut je často legován s jinými kovy, jako je cín, olovo, kadmiuma indium k vytvoření slitin s nízkou teplotou tání. Tyto slitiny se používají v aplikacích, jako je pájení, vodovodní armatury, elektrické pojistky a hasicí systémy.
2. Léčiva: Sloučeniny bismutu, jako je subsalicylát bismutitý, se používají v lécích k léčbě gastrointestinálních poruch, jako jsou poruchy trávení, průjem a peptické vředy. Sloučeniny bismutu působí jako antacida a antimikrobiální činidla.
3. Kosmetika: Oxychlorid bismutitý, sloučenina odvozená od bismutu, se používá v kosmetice, jako jsou podkladové báze, tvářenky a oční stíny, aby poskytl perleťový nebo třpytivý efekt.
4. Jaderný průmysl: Bismut se používá jako materiál pohlcující neutrony v některých jaderných reaktorech a zařízeních pro jadernou bezpečnost.
5. Systémy detekce požáru: Materiály obsahující vizmut se používají v systémech požární signalizace kvůli jejich nízké tepelné vodivosti. Tyto materiály se používají ve spouštěčích citlivých na teplo, které aktivují systémy pro potlačení požáru.
6. Katalyzátory: Sloučeniny vizmutu se používají jako katalyzátory v různých chemických reakcích, včetně výroby léčiv a čistých chemikálií.
7. Obrábění a mazání: Vizmut se používá jako mazivo v určitých obráběcích procesech kvůli jeho nízkým třecím vlastnostem. Může také sloužit jako mazivo při určitých operacích tváření kovů.
8. Pyrotechnika: Sloučeniny vizmutu se používají v ohňostrojích a pyrotechnických zařízeních k vytvoření barevných efektů díky jejich schopnosti produkovat při zapálení živé a duhové plameny.
9. Radiační štít: Vizmut se používá v určitých typech radiačního stínění kvůli jeho vysoké hustotě a schopnosti absorbovat záření.
10. Růst krystalů: Bismut se používá při výrobě monokrystalů pro různé vědecké a průmyslové aplikace, včetně polovodičů a optických zařízení.

To je jen několik příkladů různých aplikací vizmutu v různých průmyslových odvětvích. Jeho jedinečná kombinace vlastností ho činí cenným v celé řadě oborů, od zdravotnictví přes metalurgii až po elektroniku.

Distribuce

Distribuce vizmutu v přírodě je poměrně rozšířená, ale ve srovnání s hojněji se vyskytujícími prvky se vyskytuje spíše v relativně nízkých koncentracích. Zde je rozpis jeho distribuce:

1. Zemská kůra: Vizmut je přítomen v zemské kůře v průměrné koncentraci kolem 0.2 ppm. To z něj dělá jeden z méně zastoupených prvků v zemské kůře.
2. Minerální Vklady: Vizmut se obvykle vyskytuje ve spojení s jinými kovovými rudami, zejména s olovem, mědí, zinkem a stříbrem. Vyskytuje se v různých minerálních formách, včetně bismuthinitu (Bi2S3), bismutu (Bi2O3) a přírodního bismutu. Tyto minerály se často nacházejí v hydrotermálních žilách, pegmatitech a dalších geologických formacích rudní ložiska jsou vytvořeny.
3. Globální produkce: Největšími producenty vizmutu jsou Čína, Peru, Mexiko a Kanada, i když menší množství se vyrábí také v několika dalších zemích. Globální produkci dominuje zejména Čína, která představuje významnou část světové nabídky bismutu.
4. Vedlejší produkt těžby jiných kovů: Bismut se často získává jako vedlejší produkt při rafinaci olova, mědi, cínu, stříbra a zlata. Získává se z těchto rud různými procesy, jako je tavení, pražení a elektrolýza.
5. Průmyslové využití a distribuce: Jakmile se vizmut extrahuje, používá se v různých průmyslových odvětvích, jako je metalurgie, farmacie, kosmetika, elektronika a pyrotechnika. Jeho distribuce v těchto odvětvích závisí na faktorech, jako je poptávka, dostupnost a ekonomické úvahy.
6. Světový obchod: Vizmut a jeho sloučeniny jsou obchodovány po celém světě, přičemž země dovážejí a vyvážejí produkty na bázi bismutu pro různé aplikace. Čína jako největší producent hraje významnou roli i v celosvětovém obchodu s vizmutem.

Celkově, zatímco vizmut je relativně vzácný ve srovnání s některými jinými prvky, je stále široce distribuován a hraje důležitou roli v různých průmyslových a komerčních sektorech po celém světě.