ВИСМУТ

ВИСМУТ (лат. Bismuthum), Bi, химич.
элемент V группы периодич. системы Менделеева; ат. н. 83, ат. м. 208,980;
серебристо-серый металл с розоватым оттенком. Природный В. состоит из одного
стабильного изотопа ²⁰⁹Bi.

В. был известен в 15-16 вв., но долгое
время его считали разновидностью олова, свинца или сурьмы. За самостоят,
металл В. был признан в сер. 18 в. Франц. химик А. Лавуазье включил
его в список простых тел. Происхождение назв. "В." не установлено.

Содержание В. в земной коре 2*10^-5%
по массе. В. встречается в природе в виде многочисл. минералов, из к-рых
главнейшие - висмутовый блеск Вiвисмут самородный
Bi,
бисмит BiВисмутовые руды).
В
большем количестве, но в малых концентрациях В. встречается как изоморфная
примесь в свинцово-цинковых, медных, модибденово-кобальтовых и олово-вольфрамовых
рудах. Ок. 90% мирового потребления покрывается попутной добычей В. при
переработке полиметаллич. руд.

Физич. и химич. свойства. В. имеет ромбоэдрич.
решётку с периодом а=4,7457 А^o и углом а = 57°14'13". Плотность
9,80 г/см³; t 271,3 °С; t1560 °С. Уд. теплоёмкость (20 °С) 123,5 дж/кг* К (0,0294 кал/г *
°С); термический коэфф. линейного расширения при комнатной темп-ре 13,3*10^-в;
уд. теплопроводность (20 °С) 8,37 вm/(м-К) [0,020 кал/(см-сек.*°С)];
уд.
электрич. сопротивление (20° С) 106,8*10^-8 ом*м (106,8*10^-6ом*см).
В.
-самый диамагнитный металл. Уд. магнитная восприимчивость равна -1,35*10^-6.
Под влиянием магнитного поля электросопротивление В. увеличивается в большей
степени, чем у др. металлов, что используется для измерения индукции сильных
магнитных полей (см. Висмутовая спираль).
Сечение захвата тепловых
нейтронов у В. мало (34*10^-31 м²или 0,034
барна). При комнатной темп-ре В. хрупок, легко раскалывается по плоскостям
спайности, в фарфоровой ступке растирается в порошок. При темп-ре 120-150°
С ковок; горячим прессованием (при 240-250° С) из него можно изготовить
проволоку диаметром до 0,1 мм, а также пластинки толщиной 0,2-0,3
мм.
Твёрдость
по Бринеллю 93 Мн/м²(9,3 кгс/мм²),
по
Моосу 2,5. При плавлении В. уменьшается в объёме на 3,27%.

В. в сухом воздухе устойчив, во влажном
наблюдается его поверхностное окисление. При нагревании выше 1000° С сгорает
голубоватым пламенем с образованием окиси BiВ ряду напряжений В. стоит между водородом и медью, поэтому в разбавленной
серной и соляной к-тах не растворяется; растворение в концентрированных
серной и азотной к-тах идёт с выделением SOокислов азота.

В. проявляет валентность 2, 3 и 5. Соединения
В. низших валентностей имеют основной характер, высших - кислотный. Из
кислородных соединений В. наибольшее значение имеет трёхокись Biпри нагревании меняющая свой жёлтый цвет на красно-коричневый. Biприменяют для получения висмутовых солей. В разбавленных растворах висмутовые
соли гидролизуются. Хлорид BiClхлорокиси BiOCl, нитрат Bi(NOсоли BiONОдля его очистки. Соединения 5-валентного В. получаются с трудом; они являются
сильными окислителями. Соль КВiOBiаноде при электролизе кипящего раствора смеси КОН, КСl и взвеси BiВ. легко соединяется с галогенами и серой. При действии к-т на сплав В.
с магнием образуется висмутин (висмутистый водород) BiHотличие от арсина AsHв чистом виде (без избытка водорода) не получено. С нек-рыми металлами
(свинцом, кадмием, оловом) В. образует легкоплавкие эвтектики; с натрием,
калием, магнием и кальцием - интерметаллич. соединения с темп-рой плавления,
значительно превышающей температуры плавления исходных компонентов. С расплавами
алюминия, хрома и железа В. не взаимодействует.

Получение и применение. Осн. количество
В. добывается попутно при огневом рафинировании чернового свинца (веркблея).
Пирометаллургич. способ основан на способности В. образовывать тугоплавкие
интерметаллич. соединения с К, Na, Mg и Са. В расплавленный свинец добавляют
указанные металлы и образовавшиеся твёрдые соединения их с В. (дроссы)
отделяют от расплава. Значит, количество В. извлекают из шламов электролитич.
рафинирования свинца в кремнефтористоводородном растворе, а также из пылей
и шламов медного произ-ва. Содержащие В. дроссы и шламы сплавляют под щелочными
шлаками. Полученный черновой металл содержит примеси As, Sb, Си, Pb, Zn,
Se, Те, Ag и нек-рых др. элементов. Выплавка В. из собств. руд производится
в небольшом масштабе. Сульфидные руды перерабатывают осадит, плавкой с
жел. скрапом. Из окисленных руд В. восстанавливают углём под слоем легкоплавкого
флюса.

Для грубой очистки чернового В. применяются
в зависимости от состава примесей различные методы: зейгерование, окислит,
рафинирование под щелочными флюсами, сплавление с серой и др. Наиболее
трудно отделяемая примесь свинца удаляется (до 0,01%) продуванием через
расплавленный металл хлора. Товарный В. содержит 99,9-99,98% основного
металла. В. высокой чистоты получают зонной перекристаллизацией в кварцевых
лодочках в атмосфере инертного газа. Значит, количество В. идёт для приготовления
легкоплавких
сплавов, содержащих свинец, олово, кадмий (см., напр.,
Вуда сплав),
к-рые
применяют в зубоврачебном протезировании, для изготовления клише с деревянных
матриц, в качестве выплавляемых пробок в автоматических противопожарных
устройствах, при напайке колпаков на бронебойные снаряды и т. д. Расплавленный
В. может служить теплоносителем в ядерных реакторах.

Быстро увеличивается потребление В. в соединениях
с Те для термоэлектрогенераторов. Эти соединения из-за благоприятного сочетания
величин теплопроводности, электропроводности и термоэлектродвижущей силы
позволяют преобразовывать тепловую энергию в электрическую с большим кпд
(