Bismut

Synonyme

  • Bismuth [engl.]
  • Wismut

Übersicht

Chemie

Allgemeine Eigenschaften

Formelzeichen Bi
Ordnungszahl 83
Isotope [%] 205Bi - künstlich (15,31 d -> 205Pb)
206Bi - künstlich (6,243 d -> 206Pb)
207Bi - künstlich (31,55 a -> 207Pb)
208Bi - künstlich (368.000 a -> 208Pb)
209Bi - 100
210Bi - künstlich (5,013 d -> 206Tl [α] oder 210Po)
211Bi - künstlich (2,5 min -> 207Tl [α] oder 211Po)
212Bi - künstlich (60,6 min -> 208Tl [α] oder 212Po)
213Bi - künstlich (47 min -> 209Tl [α] oder 213Po)
214Bi - künstlich (19,8 min -> 210Tl [α] oder 214Po)
215Bi - künstlich (7,4 min -> 215Po)

Chemische Eigenschaften

Elektronegativität nach Pauling (Oxidationsstufe) 2,02 (III)
Elektronenkonfiguration 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p3
Oxidationszahlen +5, +3
bevorzugt +3

Physikalische Eigenschaften

Mittlere Atommasse [u] 208,98038 ± 2
Dichte [g/cm3] 9,79
Schmelztemperatur [°C] 271,3
Siedetemperatur [°C] 1560
Härte [Mohs] 2,5
Atomradius [pm] 154,5
Ionenradius [pm] (bei Ladung bzw. Oxidationszahl) 102 (3+)
1. Ionisierungsenergie [kJ/mol] (bei 25 °C) 710

Sonstige Eigenschaften

  • Bismut ist ein rötlichweißes, sprödes Metall.
  • Es lässt sich eigentlich nur mit Blei, Kupfer und Zinn vernünftig legieren.
  • Viele seiner Legierungen zeigen sehr niedrige Schmelzpunkte.
  • Bismut zeigt beim Übergang vom festen in den flüssigen Zustand eine Volumenkontraktion (vgl. Gallium und Silizium).

Geschichtliches

  • Entdeckung durch Th. Paracelsus (Schweiz) im Jahr 1527.
  • Der Alte Name des Elements war Wismut, nach einem Ort im Erzgebirge.

Vorkommen

  • Bismut kommt nur selten gediegen vor. Deutlich wichtiger sind mineralische Verbindungen wie z.B. Bismutin (Bismutglanz Bi2S3) oder Bismutocker (Bi2O3).

Verwendung

  • Als Wärmeaustauscher in Kernkraftanlagen.
  • Legierungen des Bismuts mit niedrigem Schmelzpunkt werden als Weichlote und Schmelzsicherungen eingesetzt.

Herstellung

  • Bismut wird vor allem als Nebenprodukt bei der Gewinnung von Kupfer und Blei hergestellt.

Analytik

Identität

Arzneibuchmethode A

Durchführung
  • Eine Mischung von 0,5 g Substanz und 10 ml verdünnter Salzsäure R wird oder 10 ml der vorgeschriebenen Lösung werden 1 min lang zum Sieden erhitzt. 
  • Die Mischung oder Lösung wird abgekühlt und, falls erforderlich, filtriert. 
  • Wird 1 ml der so erhaltenen Lösung mit 20 ml Wasser R versetzt, entsteht ein weißer oder schwach gelber Niederschlag, der sich nach Zusatz von 0,05 bis 0,1 ml Natriumsulfid-Lösung R braun färbt.

Arzneibuchmethode B

Durchführung
  • Eine Mischung von etwa 45 mg Substanz und 10 ml verdünnter Salpetersäure R wird oder 10 ml der vorgeschriebenen Lösung werden 1 min lang zum Sieden erhitzt. 
  • Die Mischung oder Lösung wird abgekühlt und, falls erforderlich, filtriert. 
  • Werden 5 ml des erhaltenen Filtrats mit 2 ml einer Lösung von Thioharnstoff R (100 g/L) versetzt, so entsteht eine gelblich orange Färbung oder ein orangefarbener Niederschlag. 
  • Die Lösung darf sich nach Zusatz von 4 ml einer Lösung von Natriumfluorid R (25 g/L) innerhalb von 30 min nicht entfärben.

Als elementares Bismut

Reaktion

2 Bi(OH)3 + 3 [Sn(OH)4]2- 2 Bi + 3 [Sn(OH)6]2-

Bemerkungen
  • Hydroxostannat(II)-Lösung reduziert Bismut(III) zum Metall, das als schwarzes Pulver ausfällt, während Zinn(II) zu Zinn(V) oxidiert wird.
  • In die Reagenzlösung gebe man einige Tropfen möglichst neutrale, ggf. mit einigen Tropfen KCN-Lösung versetze Bismutlösung.
  • Störend wirken Edelmetalle, Kupfer und Quecksilber. Die Edelmetalle können durch Reduktion mit Hydraziniumchlorid entfernt werden. Quecksilber wird durch vorsichtiges Erhitzen der Probe verflüchtigt. Die Reduktion von Kupfer(I) schließlich lässt sich durch Zugabe von KCN verhindern.

Als [BiI4]-

Reaktionen

  1. Bi3+ + 3 I- BiI3

  2. BiI3 + I- [BiI4]-

Bemerkungen
  • Aus schwach salpeter- oder schwefelsaurer Lösung fällt mit Kaliumiodid zunächst ein schwarzer Niederschlag aus Bismutiodid, der sich im Überschuss des Reagenz unter Bildung des orangegelben Tetraiodobismutat(III)-Komplexes löst.

1.12 / Jander (622-1)

Bemerkungen
  • Nachweischarakter (wenn kein Antimon im Schwefelwasserstoffgang)
Störungen
Beseitigung der Störungen
 

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