Wismut / Bismut / Bismuth

Bismut (83) [Bi]

Chemische Formel: Bi
Ordnungszahl: 83
Serie: Metalle
Aussehen:
glänzend silberweiß
Masseanteil Erdhülle: 0,2 ppm

Aggregatszustand:
fest
Dichte:
9,78 g·cm−3
Schmelzpunkt:
271,3 °C

Siedepunkt: 1560 °C
Mohshärte: 2,5

Molares Volumen: 21,31 · 10−6 m3/mol

Schmelzwärme: 10,90 kJ/mol

Verdampfungswärme: 179 kJ/mol
CAS: 7440-69-9

GHS Gefahrenstoffkennzeichnung:

H: 228
P: 210‐241‐280‐240‐370+378

EU-Gefahrenstoffkennzeichnung:
R:
11
S: keine S-Sätze

Warnhinweise für Bismut Pulver

 
entzündlich
 
entzündlich

Geschichte

Zu dem ersten schriftlich belegten Kontakt mit Bismut kam es im 15. Jahrhundert, als die Bergleute im deutschen Erzgebirge ein Metall, das sie bis dahin nicht kannten entdeckten. Anfangs hielt man es für Antimon, Zinn oder Zink. Im Jahre 1527 wurde das Metall erstmals von dem Arzt und Alchemist Paracelsus (1493-1541) beschrieben.

 

Als eigenes Element wurde Bismut nach der Mitte des 18. Jahrhunderts durch die Forscher und Chemiker Claude François Geoffroy, Johann Heinrich Pott, Carl Wilhelm Scheele und Torbern Olof Bergman, nachgewiesen.

Physikalische und Chemische Eigenschaften

Bismut ist ein silberweißes, relativ weiches und grobkristallines Schwermetall bzw. Halbmetall. Es zeigt eine rhomboedrische Kristallstruktur mit sehr dicht gepackten Doppelschichten auf. Der kürzeste Abstand zwischen zwei Doppelschichten beträgt 352,9 pm, was nur um 15 % größer als der kleinste Abstand zweier Atome innerhalb einer Doppelschicht ist.

Es ist eines der wenigen, relativ ungiftigen Schwermetalle und hat den stärksten Hall-Effekt aller metallischen Elemente. Von allen Metallen hat es auch die stärkste diamagnetische Eigenschaft. Das heißt, es wird aus einem von außen angelegten Magnetfeld hinausgedrückt.

Flüssiges Bismut hat eine Dichteanomalie und dehnt sich als einer von wenigen Stoffen beim Erstarren aus. Dieses Phänomen ist auch bei Gallium, Silicium, Germanium, Plutonium, Tellur und Wasser zu beobachten. Es beruht bei Bismut darauf, dass beim Schmelzen und Erstarren ein „doppelter“ Phasenübergang stattfindet.

 

 

Bismut ist bei Raumtemperatur an trockener Luft beständig. An feuchter Luft bildet sich an der Oberfläche eine Oxidschicht. Das Schwermetall ist gegen Wasser und nichtoxidierende Säuren resistent. In oxidierenden Säuren wird Bismut unter Bildung von Bismutsalzen gelöst. In Pulverform ist es ein entzündbarer Feststoff. Das Metall in kompakter Form ist nicht brennbar.

Bei Rotglut verbrennt es mit bläulicher Flamme zu einem braun-gelben Rauch, dem Bismut(III)-oxid (Bi2O3).

bismuth metall pieces

Verwendung

Bismut dient heute vor allem zur Herstellung von Metalllegierungen mit niedriger Schmelztemperatur. Das sogenannte Woodsche Metall lässt sich durch das Zusammenschmelzen von 50% Bismut, 25% Blei, 12,5% Zinn und 12,5% Cadmium herstellen. Diese Legierung schmilzt bereits bei ca. 70°C. Sie wird in Weichloten, in Heizbadflüssigkeiten oder in automatischen Brandmeldern und Sprinkeranlagen als Schmelzsicherung oder als Ersatz für Blei eingesetzt. Die Legierung Bismanol mit Mangan und Bismut ist ein starker Permanentmagnet.

Aufgrund der niedrigen Schmelztemperatur dient flüssiges Bismut auch als Kühlmittel in Kernreaktoren. Die chemische Industrie verwendet Bismut als Katalysator. Die chemische Verbindung Bismuttellurid Bi2Te3 erzeugt in Peltier-Elementen Kälte.

Verwendung findet Bismut auch in der chemischen industrie, Kosmetik Produktion und Medizin.
Ein Großteil des Bismuts wird zur Herstellung von pharmazeutischen Bismutpräparaten verwendet. Bismutsubnitrat wirkt beispielsweise desinfizierend, geruchsbeseitigend und blutstillend.

Toxikologie und Gefahren

Elementares Bismut und dessen verbindung Bismut(III)-oxid haben ein niedriges toxisches Potenzial. Dies liegt hauptsächlich daran, dass das Metall vom menschlichen Körper im Darm kaum aufgenommen wird. Eine Vergiftung äußert sich in einem schwarzgrauen Bismutsaum an der Mundschleimhaut und einer Entzündung der Schleimhäute. Auch Symptome wie bei einer Quecksilbervergiftung können auftreten. Das Einatmen der feinen Stäube kann eine Schädigung in der Lunge verursachen.