Bismuth

Bismuth
83 Bi
Sb ↑ Bi ↓ Uup Tableau p??riodique conduire ← → bismuth polonium
Apparence
argent brillant
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	bismuth, Bi, 83
Prononciation	/ b ɪ z m ə θ / BIZ -məth
Cat??gorie Metallic	post-m??tal de transition
Groupe, p??riode, bloc	15 (pnictogens), 6, p
Poids atomique standard	208,98040 (1)
Configuration ??lectronique	[ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 6p 2 3 2, 8, 18, 32, 18, 5
Histoire
D??couverte	Claude Fran??ois Geoffroy (1753)
Propri??t??s physiques
Phase	solide
Densit?? (?? proximit?? rt)	9,78 g ?? cm -3
Liquid densit?? au mp	10,05 g ?? cm -3
Point de fusion	544,7 K , 271,5 ?? C, 520,7 ?? F
Point d'??bullition	1837 K, 1564 ?? C, 2847 ?? F
La chaleur de fusion	11,30 kJ ?? mol -1
Chaleur de vaporisation	151 kJ ?? mol -1
Capacit?? thermique molaire	25,52 J ?? mol -1 .K -1
La pression de vapeur
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ?? T (K) 941 1041 1165 1325 1538 1835
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	5, 4, 3, 2, 1 (L??g??rement acide oxyde)
??lectron??gativit??	2,02 (??chelle de Pauling)
??nergies d'ionisation ( plus)	1er: 703 kJ ?? mol -1
	2??me: 1610 kJ ?? mol -1
	3??me: 2466 kJ ?? mol -1
Rayon atomique	156 h
Rayon covalente	148 ?? 16 heures
Rayon de Van der Waals	207 h
Miscellan??es
Crystal structure	rhombo??drique
Ordre magn??tique	diamagn??tique
R??sistivit?? ??lectrique	(20 ?? C) 1,29 μΩ ?? m
Conductivit?? thermique	7,97 W ?? m -1 ?? K -1
Dilatation thermique	(25 ?? C) 13,4 um ?? m -1 ?? K -1
Vitesse du son (tige mince)	(20 ?? C) 1,790 m ?? s -1
Le module d'Young	32 GPa
Module de cisaillement	12 GPa
Module Bulk	31 GPa
Coefficient de Poisson	0,33
Duret?? Mohs	2,25
Duret?? Brinell	94,2 MPa
Num??ro de registre CAS	7440-69-9
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Isotopes de bismuth
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 207 Bi syn 31,55 y β + 2,399 207 Pb 208 Bi syn 3,68 ?? 10 5 y β + 2,880 208 Pb 209 Bi 100% 1,9 ?? 10 19 y α 3,137 205 Tl 210 Bi trace 5,012 d β - 1,426 210 Po α 5,982 206 Tl 210m Bi syn 3,04 ?? 10 6 y IT 0,271 210 Bi α 6,253 206 Tl

Le bismuth est un ??l??ment chimique avec le symbole Bi et de num??ro atomique 83. Bismuth, un pentavalent pauvre en m??taux, ressemble chimiquement l'arsenic et l'antimoine . Bismuth ??l??mentaire peut se produire naturellement, bien que ses minerais commerciales importantes de sulfure et sous forme d'oxyde. Le ??l??ment libre est de 86% plus dense que le plomb . Ce est un m??tal cassant avec une couleur blanc argent?? lorsqu'il est fra??chement produite, mais est souvent vu dans l'air avec une nuance rose en raison ?? la surface l'oxydation. Bismuth est le plus naturellement diamagn??tique et a l'une des valeurs les plus faibles de la conductivit?? thermique entre les m??taux.

Bismuth m??tallique a ??t?? connu depuis l'antiquit??, bien que jusqu'au 18??me si??cle, il ??tait souvent confondu avec le plomb et l'??tain, qui part certaines propri??t??s physiques. L'??tymologie est incertaine, mais peut-??tre vient de Ismid bi arabe, signifie ayant les propri??t??s d'antimoine ou mots allemands weisse masse ou wismuth ("masse blanche??), traduit dans le milieu du XVIe si??cle New bisemutum latine.

Le bismuth a longtemps ??t?? consid??r?? comme l'??l??ment le plus ??lev?? de masse atomique qui est stable. Cependant, on a r??cemment d??couvert ?? ??tre l??g??rement radioactifs: son seul isotopes primordiale bismuth-209 alpha d??sint??gre avec une demi-vie plus d'un milliard de fois l'estimation ??ge de l'univers .

Compos??s de bismuth repr??sentent environ la moiti?? de la production de bismuth. Ils sont utilis??s dans les produits cosm??tiques, des pigments, et quelques produits pharmaceutiques, notamment Pepto-Bismol. Bismuth a exceptionnellement bas la toxicit?? pour un m??tal lourd. Comme la toxicit?? du plomb est devenu plus ??vident au cours des derni??res ann??es, il existe une utilisation croissante des alliages de bismuth (actuellement environ un tiers de la production de bismuth) en tant que remplacement pour le plomb.

Histoire

Le nom de bismuth est comprise entre ca. Ann??es 1660, et est de l'??tymologie incertaine. Ce est un des premiers m??taux ?? 10 ont ??t?? d??couverts. Bismuth appara??t dans les ann??es 1660, d'??tre obsol??te allemande Bismuth, Wismut, Wissmuth (d??but du 16??me si??cle); peut-??tre li??e ?? Ancien haut-allemand hwiz (??blanc??). Le New bisemutum latine (en raison de Georgius Agricola, qui latinis?? nombre mini??re allemande et les mots techniques) est de la Wismuth allemand, peut-??tre de Weisse Masse, "masse blanche." L'??l??ment a ??t?? confondu dans les premiers temps avec de l'??tain et du plomb en raison de sa ressemblance avec ces ??l??ments. Bismuth a ??t?? connu depuis l'Antiquit??, donc pas une personne est cr??dit?? de sa d??couverte. Agricola, dans De Natura Fossilium (ca. 1546) stipule que le bismuth est un m??tal distincte dans une famille de m??taux, y compris l'??tain et le plomb. Ceci a ??t?? bas??e sur l'observation des m??taux et de leurs propri??t??s physiques. Mineurs ?? l'??re de l'alchimie aussi donn?? l'bismuth argenti nom de Tectum, ou ??argent ??tant fait," dans le sens de l'argent encore en train d'??tre form?? ?? l'int??rieur de la Terre.

Commen??ant par Johann Heinrich Pott en 1738, Carl Wilhelm Scheele et Torbern Olof Bergman la nettet?? de plomb et de bismuth est devenu clair et Claude Fran??ois Geoffroy a d??montr?? en 1753 que ce m??tal est distincte de plomb et d'??tain. Bismuth a ??galement connu des Incas et utilis?? (avec le cuivre et l'??tain d'habitude) dans une sp??ciale alliage de bronze pour les couteaux.

Caract??ristiques

Cristaux de bismuth illustrant les nombreuses teintes de r??fraction iridescents de sa surface d'oxyde

Artificiellement augment?? cristal bismuth illustrant la structure cristalline de marches d'escalier, avec une 1-cm cube de m??tal bismuth

Caract??ristiques physiques

Bismuth est un m??tal cassant avec un blanc, la teinte d'argent-rose, survenant souvent dans sa forme native, avec un iridescent ternissement d'oxyde montrant beaucoup de couleurs du jaune au bleu. La spirale, une structure en escalier de cristaux de bismuth est le r??sultat d'un taux de croissance plus ??lev?? sur les bords ext??rieurs que sur les bords int??rieurs. Les variations de l'??paisseur de la couche d'oxyde qui se forme sur la surface du cristal provoque diff??rentes longueurs d'onde de la lumi??re pour interf??rer lors de la r??flexion, affichant ainsi un arc en ciel de couleurs. Quand br??l?? dans l'oxyg??ne , le bismuth br??lures avec un bleu flamme et ses formes d'oxyde jaune les fum??es. Son toxicit?? est tr??s inf??rieure ?? celle de ses voisins dans le tableau p??riodique , tels que le plomb, l'antimoine , et le polonium .

Aucun autre m??tal est v??rifi?? pour ??tre plus naturellement diamagn??tique de bismuth. ( Superdiamagnetism est un ph??nom??ne physique diff??rent.) De tous les m??taux, il a l'une des valeurs les plus faibles de la conductivit?? thermique (apr??s mangan??se , et peut-??tre le neptunium et le plutonium ) et le plus haut Coefficient de Hall. Il a une haute r??sistance ??lectrique . Quand d??pos?? en couches suffisamment minces sur un substrat, le bismuth est un semi-conducteur , au lieu d'un pauvre en m??taux.

Bismuth ??l??mentaire est l'un des tr??s peu de substances dont la phase liquide est plus dense que sa phase solide (l'eau ??tant l'exemple le plus connu). 3,32% de bismuth se dilate lors de la solidification; Par cons??quent, il a ??t?? longtemps un composant de bas point de fusion composition alliages, o?? il compens?? la contraction des autres composants d'alliage, pour former pratiquement isostatique bismuth-plomb alliages eutectiques.

Bien que pratiquement invisible dans la nature, le bismuth-haute puret?? peuvent former distinctif, color?? cristaux de Hopper. Il est relativement non toxique et pr??sente un point de fusion bas juste au-dessus de 271 ?? C, de sorte que les cristaux peuvent ??tre cultiv??es ?? l'aide d'une cuisini??re domestique, bien que les cristaux r??sultants ont tendance ?? ??tre moins bonne qualit?? que les cristaux cultiv??es en laboratoire.

Dans les conditions ambiantes bismuth cristallise dans le r??seau rhombo??drique ( Pearson symbole HR6, groupe d'espace R 3 m n ?? 166), qui est souvent class?? dans les syst??mes de cristal trigonal ou hexagonal. Quand comprim?? ?? la temp??rature ambiante, cette structure Bi-I change ?? la premi??re monoclinique Bi-II ?? 2,55 GPa, puis ?? la t??tragonale Bi-III ?? 2,7 GPa, et enfin ?? la cubique centr?? Bi-IV ?? 7,7 GPa. Les transitions correspondantes peuvent ??tre surveill??s par des changements dans la conductivit?? ??lectrique; ils sont plut??t reproductible et abrupte, et sont donc utilis??s pour l'??talonnage des appareils ?? haute pression.

Caract??ristiques chimiques

Bismuth est stable ?? la fois ?? l'air sec et humide ?? des temp??ratures ordinaires. Lorsque rouge, il r??agit avec l'eau pour faire de bismuth (III) oxyde.

2 Bi + 3 H ₂ O → Bi ₂ O ₃ + 3 H ₂

Il r??agit avec du fluor ?? faire bismuth (V) le fluorure ?? 500 ?? C ou bismuth (III) de fluorure ?? des temp??ratures inf??rieures (typiquement de Bi fond); avec d'autres atomes d'halog??ne , il ne donne des halog??nures de bismuth (III). Les trihalog??nures sont corrosifs et facilement r??agissent ?? l'humidit??, formant oxyhalog??nures avec la formule BIOX.

2 Bi + 3 X ₂ → 2 BiX ₃ (X = F, Cl, Br, I)

Bismuth concentr?? se dissout dans l'acide sulfurique ?? faire bismuth (III) et de sulfate le dioxyde de soufre.

6 H ₂ SO ₄ + 2 Bi → 6 H ₂ O + Bi ₂ (SO _{4) 3} + 3 SO ₂

Il r??agit avec l'acide nitrique ?? faire bismuth (III) nitrate.

Bi + 6 HNO ₃ → 3 H ₂ O 3 + NO ₂ + Bi (NO _{3) 3}

Il dissout aussi dans l'acide chlorhydrique , mais seulement avec l'oxyg??ne pr??sent.

4 Bi + 3 O ₂ + HCl → 4 12 BiCl ₃ + 6 H ₂ O

Il est utilis?? en tant que Agent transmetalating dans la synth??se de complexes de m??taux alcalino-terreux:

Ba + BIPH ₃ → BAPH ₃ + Bi

Isotopes

La seule primordiale isotope de bismuth, bismuth-209, a ??t?? traditionnellement consid??r?? comme le plus lourd isotope stable, mais il a longtemps ??t?? soup??onn?? d'??tre instable sur le plan th??orique. Ce fut finalement d??montr?? en 2003, lorsque des chercheurs de l'Institut d'Astrophysique Spatiale ?? Orsay, France , mesur?? la ??mission alpha demi-vie de 209 Bi ?? 1,9 ?? 10 ¹⁹ ann??es, au cours d'une milliard de fois plus longtemps que l'actuelle estim??e ??ge de l'univers . Gr??ce ?? sa extraordinairement longue demi-vie, pour toutes les applications m??dicales et industrielles actuellement connus, le bismuth peut ??tre trait??e comme si elle est stable et non radioactif. La radioactivit?? est un int??r??t acad??mique car bismuth est l'un des rares ??l??ments dont la radioactivit?? ??tait soup??onn?? et th??oriquement pr??dit, avant d'??tre d??tect?? dans le laboratoire. Bismuth a la demi-vie plus longue connue de d??sint??gration alpha, bien tellure 128 a une d??sint??gration b??ta demi-double vie de plus de 2,2 ?? 10 ²⁴ ans.

Plusieurs isotopes de bismuth avec de courtes demi-vies se produisent au sein des cha??nes de d??sint??gration radioactifs de l'actinium , le radium et de thorium et d'autres ont ??t?? synth??tis??s exp??rimentalement. Bismuth-213 se trouve ??galement sur la cha??ne de d??sint??gration de l'uranium-233.

Commercialement, l'isotope radioactif de bismuth-213 peut ??tre obtenu en bombardant du radium avec photons bremsstrahlung d'un Acc??l??rateur lin??aire de particules. En 1997, un conjugu?? d'anticorps avec le bismuth-213, qui a une demi-vie de 45 minutes et d??cro??t avec l'??mission d'une particule alpha, a ??t?? utilis?? pour traiter les patients atteints de leuc??mie. Cet isotope a ??galement ??t?? essay?? dans le traitement du cancer, par exemple, dans le programme de th??rapie cibl??e alpha (TAT).

Les compos??s chimiques

Formes trivalents et pentavalents compos??s de bismuth, les trivalents ??tant plus fr??quente. Un grand nombre de ses propri??t??s chimiques sont analogues ?? celles de l'arsenic et de l'antimoine , bien qu'ils soient moins toxiques que les d??riv??s de ces ??l??ments plus l??gers.

Les oxydes et sulfures

A des temp??ratures ??lev??es, les vapeurs du m??tal rapidement se combinent avec l'oxyg??ne pour former du trioxyde jaune, Bi ₂ O _3. Lorsque fondu, ?? des temp??ratures sup??rieures ?? 710 ?? C, cet oxyde se corrode tout oxyde m??tallique, et m??me le platine. Sur r??action avec une base, il se forme deux s??ries de oxanions: BiO -
2, qui est polym??re et forme des cha??nes lin??aires et BiO 3-
3. L'anion Li ₃ BiO ₃ est en fait un anion octam??rique cube, Bi ₈ O 24
24, alors que l'anion dans Na ₃ BiO ₃ est t??tram??rique.

Le rouge de bismuth (V) de l'oxyde noir, Bi ₂ O _5, est instable, lib??rant O ₂ du gaz lors du chauffage.

Sulfure de bismuth, Bi ₂ S _3, se produit naturellement dans les minerais de bismuth. Il est ??galement produit par la combinaison de bismuth et du soufre fondu.

L'oxychlorure de bismuth (BiOCl) structure (min??ral bismoclite). Atomes de bismuth indiqu??es en gris, rouge, vert d'oxyg??ne de chlore.

Oxychlorure de bismuth (BiOCl, voir figure ?? droite) et bismuth oxynitate (BiONO ₃₎ semble stoechiom??triquement sels anioniques comme de simples de la bismuthyle (III) cation (Bio ⁺⁾ qui se produit g??n??ralement dans les compos??s de bismuth aqueuses. Toutefois, dans le cas de BiOCl, les formes cristallines du sel dans une structure de plaques altern??es de Bi, O, Cl, et des atomes d'oxyg??ne avec chaque coordination avec quatre atomes de bismuth dans le plan adjacent. Ce compos?? min??ral est utilis?? en tant que pigment et cosm??tiques (voir ci-dessous).

Bismuthine et bismuthures

Contrairement aux premiers membres du groupe 15 d'??l??ments tels que l'azote, le phosphore et l'arsenic, et similaire au pr??c??dent ??l??ment du groupe 15 d'antimoine , le bismuth ne forme pas une ??curie hydrure. Bismuth hydrure, bismuthine (Bosnie-Herz??govine _3), est un compos?? endothermique qui se d??compose spontan??ment ?? la temp??rature ambiante. Il est stable seulement en dessous de -60 ?? C. Bismuthures sont des compos??s interm??talliques entre le bismuth et d'autres m??taux.

Halog??nures

Le Il a ??t?? d??montr?? halog??nures de bismuth dans des ??tats d'oxydation bas pour adopter des structures inhabituelles. Ce qui a ??t?? pens?? ?? l'origine pour ??tre bismuth (I) le chlorure, BiCl, se av??re ??tre un compos?? complexe compos?? de Bi 5+
9 2- cations et BiCl
5 et Bi
2 Cl 2
8 anions. Le Bi 5+
9 cation a une tricapped d??form??e trigonal prismatique g??om??trie mol??culaire, et se retrouve ??galement dans Bi Hf ₁₀ Cl _{3 18,} qui est pr??par?? par r??duction d'un m??lange de hafnium (IV) et le chlorure de le chlorure de bismuth avec du bismuth ??l??mentaire, ayant la structure [Bi ^+] [Bi 5+
9] [2- HfCl
6] _3. D'autres cations de bismuth polyatomiques sont ??galement connus, tels que Bi 2 +
8, trouv?? dans Bi ₈ (AlCl _{4) 2.} Bismuth forme ??galement un bromure faible valence avec la m??me structure que "BiCl". Il ya une vraie monoiodide, BiI, qui contient des cha??nes de Bi ₄ I ₄ unit??s. BiI d??compose lors du chauffage ?? la triiodure, BiI _3, et du bismuth ??l??mentaire. Un monobromure de la m??me structure existe ??galement. Dans l'??tat d'oxydation 3, les formes des trihalog??nures de bismuth avec tous les atomes d'halog??ne: BiF _3, BiCl _3, BiBr _3, et BiI _3. Tous ces _trois sont, sauf BiF hydrolys?? par l'eau pour former le cation bismuthyle, Bio +
, Le bismuth Oxycation couramment rencontr?? (III) a not?? ci-dessus.

Bismuth (III) r??agit avec le chlorure de chlorure d'hydrog??ne dans l'??ther solution pour produire l'acide ₄ HBiCl.

L'??tat d'oxydation 5 est moins fr??quemment rencontr??. Un tel compos?? est le BiF _5, un oxydant puissant et agent de fluoration. Ce est aussi un fluorure solide accepteur, on fait r??agir avec t??trafluorure x??non pour former le XeF +
3 cation:

BiF ₅ + XeF ₄ → XeF +
3 - BiF
6

Esp??ces aqueuses

En solution aqueuse, le Bi 3+
ion existe dans diff??rents ??tats d'hydratation, en fonction de la pH:

gamme de pH	Esp??ce
<3	Bi (H 2 O) 3+ 6
0-4	Bi (H 2 O) 5 OH 2+
1-5	Bi (H 2 O) 4 (OH) + 2
5-14	Bi (H 2 O) 3 (OH) 3
> 11	Bi (H 2 O) 2 (OH) - 4

Ces esp??ces mononucl??aires sont en ??quilibre. esp??ces polynucl??aires existent ??galement, dont le plus important est BiO +
, Qui existe sous forme hexam??rique comme le complexe octa??drique [Bi ₆ O ₄ (OH) _4] 6+
(6 ou [+ BiO
] 2 ?? H ₂ O).

Pr??sence et la production

Min??rale Bismite

Dans la cro??te de la Terre, le bismuth est d'environ deux fois plus abondant que l'or. Le plus important minerais de bismuth sont bismuthinite et bismite. Bismuth natif est connu de l'Australie, la Bolivie, et la Chine.

Selon le United States Geological Survey, la production mini??re mondiale de bismuth en 2010 ??tait de 8900 tonnes, avec les contributions majeures de la Chine (6500 tonnes), le P??rou (1100 tonnes) et le Mexique (850 tonnes). La production de la raffinerie ??tait 16 000 tonnes, dont la Chine a produit 13 000, au Mexique et en Belgique 850 800 tonnes.

La diff??rence entre monde de bismuth mine et raffinerie de la production refl??te le statut de bismuth comme un sous-produit de l'extraction d'autres m??taux tels que le plomb, le cuivre, l'??tain, le molybd??ne et le tungst??ne. Bismuth d??place en plomb brut (qui peut contenir jusqu'?? 10% de bismuth) ?? travers plusieurs ??tapes de raffinage, jusqu'?? ce qu'il soit retir?? par le Proc??d?? Kroll-Betterton qui s??pare les impuret??s comme laitier ou ??lectrolytique Processus Betts. Bismuth se comporte de mani??re similaire avec un autre de ses principaux m??taux, le cuivre.

Le bismuth m??tal brut des deux processus contient encore des quantit??s consid??rables d'autres m??taux, le plomb avant tout. En faisant r??agir le m??lange en fusion avec du chlore gazeux, les m??taux sont convertis en leurs chlorures tout en bismuth reste inchang??e. Impuret??s peuvent ??galement ??tre ??limin??s par d'autres m??thodes, par exemple avec des flux et traitements rendement de haute puret?? de bismuth m??tallique (plus de 99% de Bi). Mondial de bismuth production des raffineries est une statistique plus compl??te et fiable.

Prix

la production mini??re mondiale et moyennes annuelles des prix de bismuth (New York, pas ajust?? pour l'inflation).

Le prix pour le bismuth m??tal pur a ??t?? relativement stable durant la majeure partie du 20e si??cle, ?? l'exception d'un pic dans les ann??es 1970. Bismuth a toujours ??t?? principalement produite comme sous-produit du raffinage du plomb, et donc le prix, qui se traduit g??n??ralement le co??t de la r??cup??ration et de l'??quilibre entre la production et la demande.

La demande de bismuth ??tait petite avant la Seconde Guerre mondiale et ??tait pharmaceutique - compos??s de bismuth ont ??t?? utilis??s pour traiter des conditions telles que les troubles digestifs, les maladies et les br??lures sexuellement transmissibles. De petites quantit??s de bismuth m??tallique ont ??t?? consomm??s dans les alliages fusibles pour syst??mes de gicleurs d'incendie et fil fusible. Pendant la Seconde Guerre mondiale de bismuth ??tait consid??r?? comme un mat??riel strat??gique, utilis?? pour les soudures, alliages fusibles, les m??dicaments et la recherche atomique. Pour stabiliser le march??, les producteurs fixent le prix ?? 1,25 $ la livre (2,75 $ / kg) pendant la guerre et ?? 2,25 $ la livre (4,96 $ / kg) ?? partir de 1950 jusqu'en 1964.

Au d??but des ann??es 1970, le prix a augment?? rapidement en raison de la demande croissante pour le bismuth comme additif m??tallurgique ?? l'aluminium, le fer et l'acier. Elle a ??t?? suivie par une baisse en raison de la production accrue du monde, la consommation stabilis??e, et les r??cessions de 1980 et de 1981 ?? 1982. En 1984, le prix a commenc?? ?? monter que la consommation a augment?? dans le monde entier, notamment aux Etats-Unis et le Japon. Au d??but des ann??es 1990, la recherche a commenc?? sur l'??valuation de bismuth comme un remplacement non toxique pour le plomb dans les gla??ures c??ramiques, plombs de p??che, les ??quipements de transformation des aliments, de d??colletage cuivres pour des applications de plomberie, graisses lubrifiantes, et tir pour chasse ?? la sauvagine. La croissance dans ces domaines est rest??e lente pendant le milieu des ann??es 1990, en d??pit du soutien de remplacement du plomb par le gouvernement am??ricain, mais intensifi??e autour de 2005. Cela a entra??n?? une augmentation rapide et continue dans le prix.

Recyclage

Consid??rant que le bismuth est plus disponible aujourd'hui comme sous-produit, son la durabilit?? est plus d??pendante sur le recyclage. Le bismuth est le plus souvent un sous-produit de fusion du plomb, ainsi que l'argent, le zinc , l'antimoine et d'autres m??taux, ainsi que de tungst??ne production, en m??me temps que du molybd??ne et ??tain , ainsi que de la production de cuivre. Le recyclage de bismuth est difficile dans la plupart de ses utilisations finales, principalement en raison de la diffusion.

Probablement le plus facile ?? recycler serait contenant du bismuth alliages fusibles sous la forme de grands objets, puis de plus grands objets soud??s. Moiti?? de la consommation de soudure du monde est dans l'??lectronique (ce est ?? dire, cartes de circuits). Comme les objets soud??s deviennent plus petits ou contiennent peu de soudure ou peu de bismuth, la r??cup??ration devient progressivement plus difficile et moins ??conomique, bien que la soudure avec une teneur en argent plus ??lev?? sera plus int??ressant r??cup??ration. Suivant dans le recyclage de faisabilit?? serait catalyseurs importants avec un contenu juste de bismuth, peut-??tre bismuth phosphomolybdate, puis bismuth utilis?? dans la galvanisation et comme additif m??tallurgique libre-usinage.

Bismuth dans les usages o?? il est dispers?? comprennent plus largement les m??dicaments de l'estomac ( le sous-salicylate de bismuth), peintures ( vanadate de bismuth) sur une surface s??che, (cosm??tiques nacr??s oxychlorure de bismuth), et des balles contenant du bismuth qui ont ??t?? tir??s. Le bismuth dispers??s dans ces utilisations est irr??cup??rable avec la technologie actuelle.

La durabilit?? fait le plus important ?? propos de bismuth est son statut de sous-produit, qui peut am??liorer la durabilit?? (ce est ?? dire, le vanadium ou nodules de mangan??se) ou, pour le bismuth ?? partir de minerai de plomb, la contraindre; bismuth est limit??e. La mesure dans laquelle la contrainte de bismuth peut ??tre am??lior??e ou non va ??tre test?? par l'avenir de l'accumulateur au plomb, ??tant donn?? que 90% du march?? mondial du plomb est dans les piles de stockage de l'essence ou les v??hicules ?? moteur diesel.

L'??valuation du cycle de vie de bismuth se concentrera sur les soudures, l'une des principales utilisations de bismuth, et celui avec l'information la plus compl??te. La consommation d'??nergie primaire moyenne des soudures est d'environ 200 MJ par kg, avec la soudure haute-bismuth (58% Bi) seulement 20% de cette valeur, et trois soudures ?? basse bismuth (2% ?? 5% de Bi) qui passe ?? proximit?? la moyenne. Le r??chauffement de la plan??te potentielle moyenne de 10 et 14 kg de dioxyde de carbone , avec la soudure haute-bismuth environ les deux tiers de cette et les soudures ?? basse bismuth environ moyenne. Le potentiel d'acidification pour les soudures est environ 0,9 ?? 1,1 kg le dioxyde de soufre ??quivalent, avec la soudure haute-bismuth et une faible bismuth soudure seulement un dixi??me de la moyenne et les autres soudures faible bismuth environ moyenne. Il ya tr??s peu d'informations sur le cycle de vie sur d'autres alliages de bismuth ou compos??s.

Applications

Le bismuth a peu d'applications commerciales, dont aucun ne est particuli??rement importante. Prenant les ??tats-Unis ?? titre d'exemple, 884 tonnes de bismuth ont ??t?? consomm??s en 2010, dont 63% sont all??s en produits chimiques (y compris les produits pharmaceutiques, des pigments et cosm??tiques), 26% dans les additifs m??tallurgiques pour la coul??e et la galvanisation, 7% dans les alliages de bismuth, les soudures et de munitions, et le solde dans la recherche et d'autres utilisations.

Certains fabricants utilisent Bismuth comme un substitut de l'??quipement pour les syst??mes d'eau potable tels que les vannes pour r??pondre mandats ??sans plomb?? aux ??tats-Unis (commence en 2014). Ce est une assez grande demande car il couvre l'ensemble de la construction r??sidentielle et commerciale.

Au d??but des ann??es 1990, les chercheurs ont commenc?? ?? ??valuer le bismuth comme un remplacement pour le plomb toxique dans diverses applications.

M??decine

Bismuth est un ingr??dient dans certains produits pharmaceutiques, bien que l'utilisation de certaines de ces substances est en baisse.

• Subsalicylate de bismuth est utilis?? comme anti-diarrh??ique ; c'est le ingr??dient actif dans ces pr??parations "rose" que Bismuth Pepto-Bismol, ainsi que la reformulation de 2004 Kaopectate. Il est ??galement utilis?? pour traiter d'autres maladies gastro-intestinales. Le m??canisme d'action de cette substance ne est toujours pas bien document??e, bien qu'un effet oligodynamique (effet toxique de petites doses d'ions de m??taux lourds sur les microbes) peut ??tre impliqu?? dans au moins certains cas. L'acide salicylique ?? partir de l'hydrolyse du compos?? antimicrobien est de toxogenic E. coli, un agent pathog??ne important chez la diarrh??e du voyageur.
• une combinaison de le subsalicylate de bismuth et citrate de bismuth sont utilis??s pour traiter ulc??res gastro-duod??naux.
• Bibrocathol est un compos?? contenant du bismuth organique utilis?? pour traiter les infections oculaires.
• Sous-gallate de bismuth, le ingr??dient actif dans Devrom, est utilis?? comme d??odorant interne pour traiter les mauvaises odeurs ?? partir de flatulences (??gaz??) et f??ces.
• Compos??s de bismuth (y compris sodium tartrate de bismuth) ont ??t?? autrefois utilis?? pour traiter la syphilis
• "Lait de bismuth" (une solution aqueuse de l'hydroxyde de bismuth et bismuth sous-carbonate) a ??t?? commercialis?? comme un Cureall ailimentary dans le d??but du 20e si??cle
• Sous-nitrate de bismuth (Bi O ₅ (OH) ₉ (NO _{3) 4)} et sous-carbonate de bismuth (Bi ₂ O ₂ (CO ₃₎₎ sont ??galement utilis??s en m??decine.

Cosm??tiques et pigments

Oxychlorure de bismuth (BiOCl) est parfois utilis?? dans les cosm??tiques, comme pigment dans la peinture pour ombres ?? paupi??res, des laques et des vernis ?? ongles. Ce compos?? est trouv?? que le bismoclite min??rale et sous forme de cristal contient des couches d'atomes (voir la figure ci-dessus) qui r??fractent la lumi??re chromatique, r??sultant en une aspect iris?? similaire ?? nacre de perle. Il a ??t?? utilis?? comme un produit cosm??tique dans l'Egypte ancienne et dans de nombreux endroits depuis. Bismuth blanc (??blanc espagnol") peut se r??f??rer ?? l'oxychlorure de bismuth ou oxynitrate de bismuth (BiONO _3), lorsqu'il est utilis?? en tant que pigment blanc.

M??tal et alliages

Remplacement du plomb

La diff??rence de densit?? entre le plomb (densit?? 11,32 g ?? cm ^-3) et le bismuth (densit?? 9,78 g ?? cm ^-3) est suffisamment petite pour que la balistique et des applications de pond??ration beaucoup, le bismuth peut remplacer le plomb. Par exemple, on peut remplacer le plomb en tant que mat??riau dense dans plombs de p??che. Il a ??t?? utilis?? en remplacement du plomb dans tir, des balles et moins meurtri??re ??meute de munitions des armes ?? feu. Le Pays-Bas , Danemark, Angleterre, Pays de Galles, Etats-Unis, et de nombreux autres pays interdisent maintenant l'utilisation de la grenaille de plomb pour la chasse aux oiseaux des zones humides, comme de nombreux oiseaux sont sujettes ?? empoisonnement au plomb en raison de l'ingestion de plomb trompe (au lieu de petites pierres et de gravier) pour faciliter la digestion, voire interdire l'utilisation du plomb pour la chasse, comme dans le Pays-Bas . Bismuth-alliage d'??tain tir est une alternative qui offre des performances balistiques similaire ?? plomb. (Une autre alternative moins co??teuse mais aussi plus faible rendement est shot "d'acier", qui est en fait le fer doux.) Le manque de Bismuth de mall??abilit?? ne, cependant, la rendent impropre ?? l'utilisation dans le d??veloppement de munitions de chasse.

Bismuth, comme un ??l??ment dense de poids atomique ??lev??, est utilis?? dans boucliers, des latex de bismuth-impr??gn?? pour prot??ger des rayons X dans les examens m??dicaux, tels que TC, la plupart du temps car il est consid??r?? comme non toxique.

L' Union europ??enne s ' Restriction of Hazardous Substances Directive (RoHS) pour la r??duction du plomb a ??largi l'utilisation de bismuth dans l'??lectronique en tant que composante du point de fusion bas soudures, en remplacement de traditionnels soudures ??tain-plomb. Sa faible toxicit?? sera particuli??rement important pour les soudures visant ?? ??tre utilis??s dans les ??quipements de transformation des aliments et de l'eau de tuyaux en cuivre, mais il peut aussi ??tre utilis?? dans d'autres applications, y compris ceux de l'industrie automobile, dans l'Union europ??enne par exemple.

Le bismuth a ??t?? ??valu?? en tant que remplacement pour le plomb dans de d??colletage laitons pour applications de plomberie, m??me se il ne ??gale pas la performance des aciers au plomb.

Autres utilisations de m??taux et alliages sp??ciaux

Beaucoup de bismuth alliages ont de faibles points de fusion et se retrouvent dans des applications sp??cialis??es telles que soudures. Beaucoup de gicleurs automatiques, fusibles ??lectriques, et des dispositifs de s??curit?? dans les syst??mes de d??tection et d'extinction incendie contiennent l'alliage eutectique In19.1-Cd5.3-Pb22.6-Sn8.3-Bi44.7 qui fond ?? 47 ?? C (117 ?? F) Ce est une temp??rature pratique car il est peu probable d'??tre d??pass??es dans des conditions de vie normales. Alliages bas point de fusion, comme l'alliage Bi-Cd-Pb-Sn qui fond ?? 70 ?? C, sont ??galement utilis??s dans les industries automobile et a??ronautique. Avant de d??former une partie ?? paroi mince en m??tal, il est rempli avec une masse fondue ou recouverte d'une mince couche de l'alliage pour r??duire le risque de rupture. Ensuite, l'alliage est ??limin?? en plongeant la pi??ce dans l'eau bouillante.

Le bismuth est utilis?? pour faire aciers et alliages d'aluminium de d??colletage pour les propri??t??s d'usinage de pr??cision de libre-usinage. Elle a un effet similaire ?? diriger et am??liore la puce rupture lors de l'usinage. Le r??tr??cissement de la solidification du plomb et l'expansion de bismuth compense l'autre et donc plomb et le bismuth sont souvent utilis??s en quantit??s similaires. De m??me, les alliages contenant des parties comparables de bismuth et pr??sentent une tr??s faible variation (de l'ordre de 0,01%) lors de la fusion, la solidification ou le vieillissement. Ces alliages sont utilis??s dans la haute pr??cision coul??e, par exemple en dentisterie, pour cr??er des mod??les et des moules. Le bismuth est ??galement utilis?? en tant qu'agent d'alliage dans la production d'un fer ?? repasser en fonte mall??able et en tant que mat??riau thermocouple.

Certains alliages de bismuth, comme Bi35-Pb37-SN25, sont combin??s avec des mat??riaux non-adh??rents tels que mica, le verre et ??maux parce qu'ils mouillent facilement leur permettant de faire des joints ?? d'autres parties. L'addition de bismuth ?? c??sium am??liore le rendement quantique de cathodes Cs. Frittage de bismuth et de mangan??se poudres ?? 300 ?? C produit un aimant permanent et mat??riau magn??tostrictif, qui est utilis?? dans des g??n??rateurs et r??cepteurs ultrasonores travaillant dans la plage de 10 ?? 100 kHz et dans des dispositifs de m??moire magn??tique.

D'autres utilisations des compos??s

Le vanadate de bismuth, un pigment jaune

• Le bismuth est comprise dans BSCCO (bismuth strontium calcium oxyde de cuivre) qui est un groupe de compos??s supraconducteurs similaires d??couverts en 1988 qui pr??sentent les plus hautes temp??ratures de transition supraconductrice.
• Sous-nitrate de bismuth est un composant de ??maux qui produit une iridescence et est utilis?? en tant que pigment dans les peintures.
• Tellurure de bismuth est un semi-conducteur et un excellent mat??riau thermo??lectrique. Bi ₂ Te ₃ diodes sont utilis??s dans les r??frig??rateurs mobiles, CPU refroidisseurs, et comme d??tecteurs spectrophotom??tres infrarouges.
• L'oxyde de bismuth, sous sa forme de delta, est un ??lectrolyte solide pour l'oxyg??ne. Ce formulaire ne existe normalement ci-dessus et se d??compose dessous d'un seuil de haute temp??rature, mais peut ??tre bien ??lectrod??position dessous de cette temp??rature dans une solution fortement alcaline.
• Vanadate de bismuth est un pigment jaune opaque dans le p??trole artistes et peinture acrylique. Ce compos?? est un solide ?? la lumi??re substitut non toxique pour citronniers pigments jaunes tels que les sulfures de cadmium et le plomb / strontium / baryum chromates. Contrairement chromate de plomb + sulfate de plomb citron, vanadate de bismuth ne noircit pas facilement ?? l'exposition aux UV.
• Catalyseur pour la fabrication de fibres acryliques.
• Ingr??dient lubrifiant des graisses.
• Dans microstars cr??pitement ( les oeufs de dragon) dans pyrotechnie, comme oxyde, subcarbonate ou sous-nitrate.

Toxicologie et ??cotoxicologie

La litt??rature scientifique est d'accord que le bismuth et la plupart de ses compos??s sont moins toxiques par rapport ?? d'autres m??taux lourds (plomb, antimoine, etc.) et qu'il ne est pas bioaccumulable. Ils ont de faibles solubilit??s dans le sang, sont facilement ??limin??s par l'urine, et ne pr??sentaient aucun canc??rog??ne, mutag??nes ou effets t??ratog??nes lors de tests ?? long terme sur des animaux (jusqu'?? 2 ans). Sa demi-vie biologique de la r??tention du corps entier est de 5 jours, mais il peut rester dans le rein des ann??es chez les patients trait??s avec des compos??s de bismuth.

Bismuth empoisonnement existe et affecte principalement les reins, le foie et la vessie. Peau et des voies respiratoires peuvent ??galement suivre l'exposition aux organes respectifs. Comme dans le cas du plomb, du bismuth ?? une surexposition peut entra??ner la formation d'un d??p??t noir sur la gencive, appel??e ligne de bismuth.

Impacts environnementaux de bismuth sont pas tr??s bien connus. Il est consid??r?? que son impact sur l'environnement est faible, due en partie ?? la faible solubilit?? de ses compos??s. Des informations limit??es signifie cependant que un ??il attentif doit ??tre conserv?? sur son impact.