Vismut haqida

Vismut
Vismut
	← Qo‘rg‘oshin \| Poloniy →
Oddiy moddaning tashqi ko‘rinishi
	Yaltiroq, kumushrang metall
	Oksid pardasisiz vismut namunalari
Atom xossalari
Nomi, belgisi, tartib raqami	Vismut (eskirgan nomi: bismut)/Bismuthum (Bi), 83
Atom massasi ; (molyar massa)	208,98040(1) a. m. b. (g/mol)
Elektron konfiguratsiyasi	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
Elektronlarning qobiqlar bo‘yicha taqsimlanishi	2, 8, 18, 32, 18, 5
Atom radiusi	170 pm
Kimyoviy xossalari
Kovalent radius	146 pm
Ion radiusi	(+5e) 74 (+3e) 96 pm
Elektrmanfiylik	2,02 (Poling shkalasi)
Elektrod potensiali	Bi←Bi3+ 0,23 V
Oksidlanish darajalari	−3, +1, +2, +3, +4, +5
Ionlanish energiyasi ; (birinchi elektron)	702,9 (7,29) kJ/mol (eV)
Oddiy moddaning termodinamik xossalari
Zichligi (sharoit: n. sh.)	9,79 g/sm3
Suyuqlanish harorati	271,44 °C, 544,5 K
Qaynash harorati	1837 K
Molyar suyuqlanish issiqligi	11,30 kJ/mol
Molyar bug‘lanish issiqligi	172,0 kJ/mol
Molyar issiqlik sig‘imi	26,0 J/(K·mol)
Molyar hajm	21,3 sm3/mol
Kristall panjara oddiy moddaning
Panjara tuzilishi	romboedrik
Panjara parametrlari	α=57,23°, a=4,746 Å
Nisbat c/a	-
Debay harorati	120,00 K
Boshqa xususiyatlari
Issiqlik o‘tkazuvchanligi	(300 K) 7,9 Vt/(m·K)
CAS raqami	7440-69-9

83

Vismut

Bi

208,9804

4f¹⁴5d¹⁰6s²6p³

Vismut — kimyoviy element bo‘lib, uning atom raqami 83ga teng. U 15-guruhga kimyoviy elementlarning davriy jadvali bo‘yicha kiradi (eskirgan davriy jadvalning qisqa shakli bo‘yicha V guruhning asosiy kichik guruhiga, ya’ni VA guruhiga kiradi) hamda oltinchi davrda joylashadi. Elementning atom massasi — 208,98040(1) atom massa birligiga teng. U Bi belgisi bilan ifodalanadi (lotincha lot. Bismuthum). U o‘tishdan keyingi metallar guruhiga kiradi.. Oddiy modda vismut normal sharoitda yaltiroq, pushti tusli kumushrang metallhisoblanadi. Atmosfera bosimida romboedrik kristall modifikatsiyada mavjud bo‘ladi..

Tabiiy vismutning yagona izotopi — ²⁰⁹Bi. U uzoq vaqt barqaror (radioaktiv emas) deb hisoblangan. Biroq 2003-yilda uning nihoyatda sekin sodir bo‘ladigan alfa-yemirilishi tajribada aniqlandi. Uning yarim yemirilish davri (1,9 ± 0,2)⋅10¹⁹ yilbo‘lib, bu Koinot yoshidan to‘qqiz tartibga katta. Bu kashfiyotgacha vismut-209 mavjud barqaror izotoplar orasida eng og‘iri deb hisoblangan.

Tarixi va nomining kelib chiqishi

Taxminlarga ko‘ra, lotincha Bismuthum yoki bisemutum nemischa weisse Masse, ya’ni «oq massa» iborasidan kelib chiqqan..

O‘rta asrlarda vismut ko‘pincha alkimyogarlar tomonidan tajribalarda ishlatilgan. Ruda qazuvchi konchilar uni tectum argenti, ya’ni «kumush tom» deb atagan; ular vismutning yarmi kumushdeb hisoblashgan. XV—XVIII asrlar adabiyotida ushbu metallning demogorgon, glaura va nimfa kabi 20 dan ortiq boshqa nomi uchraydi..

Biroq o‘sha davrda vismut mustaqil element deb hisoblanmagan, balki uni qo‘rg‘oshinning, surmaning yoki qalayningbir turi deb bilishgan. Vismut haqida ilk bor 1546-yilda nemis mineralogi va metallurgi Georgius Agrikola.

asarlarida ma’lumot berilgan. 1739-yilda nemis kimyogari I. G. Pott^[ingl.] vismut aslida alohida kimyoviy element.

ekanini aniqlagan. Oradan 80 yil o‘tib, shved kimyogari Berselius birinchi bo‘lib kimyoviy nomenklaturaga Bi belgisini kiritgan..

Fizik xossalari

Vismut — metall bo‘lib, pushti tusli kumush-oq rangga ega. Uning sakkizta kristallografik modifikatsiyasi ma’lum, shulardan yettitasi yuqori bosimda olingan. Normal sharoitda vismut I barqaror bo‘lib, uning kristallari trigonal singoniyaga, fazoviy guruh R3melementar yacheyka parametrlari a = 0,4746 nm, α = 57,23°, Z = 2.

Bosim 2,57 GPa va harorat +25 °C bo‘lganda vismutning kristall panjarasi polimorf o‘zgarishga uchrab, romboedrik tuzilishdan monoklin tuzilishga o‘tadi. Panjara parametrlari: a = 0,6674 nm, b = 0,6117 nm, c = 0,3304 nm, β = 110,33°, fazoviy guruh C2m, Z = 4 (vismut II modifikatsiyasi).

Quyidagi bosimlarda: 2,72 GPa, 4,31 GPa va taxminan 5 GPa vismutning kristall panjarasida ham polimorf o‘zgarishlar yuz beradi. Bosim 7,74 GPa bo‘lganda vismut kubik panjaraga ega bo‘ladi, fazoviy guruh Im3m , panjara parametri a = 0,3800 nm, Z = 2 (vismut VI modifikatsiyasi).

Bosim 2,3—5,2 GPa va harorat 500—580 °C oralig‘ida vismut tetragonal panjaraga ega bo‘ladi. Uning parametrlari: a = 0,657 nm, c = 0,568 nm, Z = 8 (vismut VII modifikatsiyasi).

Bosim 30 GPa bo‘lganda ham polimorf o‘zgarish aniqlangan..

Vismut erishi bilan uning zichligi 9,8 g/sm³ dan 10,07 g/sm³gacha ortadi. Harorat ko‘tarilgani sari zichlik asta-sekin kamayib, 900 °C da 9,2 g/sm³ni tashkil etadi. Vismut qotganda uning hajmining ortishi 3,3 %. Erish vaqtida zichlik ortishi faqat ayrim moddalarga xos. Bunday xususiyatga ega yana bir mashhur modda — suv.

Solishtirma elektr qarshiligi vismutda 1,2 mkOm·m ni tashkil etadi ( +17,5 °C da) va harorat oshishi bilan ortadi. Qiziq jihati shundaki, erish paytida solishtirma qarshilik kamayadi: qattiq vismutda (269 °C da) u 2,67 mkOm·m, suyuq holatda esa (272 °C da) atigi 1,27 mkOm·m.

Chiziqli kengayishning harorat koeffitsiyenti — 13,4·10⁻⁶ K⁻¹ (harorat 293 K (+20 °C) da).

Boshqa metallarga qaraganda vismut ham simobkabi past issiqlik o‘tkazuvchanligigaega. Uning qiymati 7,87 Vt/(m·K) ( 300 K da).

Vismut diamagnit bo‘lib, magnit qabul qiluvchanligi −1,34·10⁻⁹ ( 293 K da)uni eng kuchli diamagnit metallga aylantiradi. Ipga osib qo‘yilgan vismut namunasi yaqinlashtirilgan kuchli magnitdan sezilarli darajada chetga og‘adi. Bu hodisa diamagnit levitatsiya.

deb ataladi. Kristall vismut hatto o‘ta o‘tkazuvchanlik holatiga ham o‘tmaydi, agar uni 10 mKatrofidagi haroratgacha sovitilsa ham. Biroq normal bosimda taxminan 0,5 mK dan past haroratda o‘ta o‘tkazuvchanlik yuzaga kelishi ma’lum. Bunda kritik magnit maydon atigi 5,2 mkTl.

ni tashkil qiladi. Xona haroratida vismut mo‘rt metall bo‘lib, sinish yuzasi yirik donador tuzilishga ega. Ammo 150—250 °C haroratda plastik xossalar namoyon bo‘ladi. Monokristallar vismutning xona haroratida ham plastik bo‘lib, kuch sekin ta’sir ettirilganda oson egiladi. Egilish jarayonida pog‘onali o‘zgarishlarni sezish, hatto yengil qirsillash ovozini eshitish mumkin. Bu kristall egizaklanishitufayli yuz beradi: uning hisobiga elastik mexanik kuchlanish keskin kamayadi.

Elastiklik moduli: 32—34 GPa.

Siljish moduli: 12,4 GPa.

Izotoplar

Tabiiy vismut bitta izotopdan ²⁰⁹Bi dan iborat bo‘lib, ilgari u tabiatdagi eng og‘ir barqaror izotop sanalgan. Biroq 2003-yilda bundan o‘ttiz yil ilgari bildirilgan nazariy faraz tajribada tasdiqlandi: ya’niu alfa-radioaktivekani aniqlandi. O‘lchangan yarim yemirilish davri (T_1/2) ²⁰⁹Bi uchun (1,9±0,2)⋅10¹⁹ yil, bu qiymat 9 tartibga ortiqdir, taqqoslash uchun: Koinot yoshi. Demak, vismutning barcha ma’lum izotoplari radioaktiv. Tabiiy vismut faqat bitta izotopdan ²⁰⁹Bi dan tashkil topgan tabiiy vismut odam uchun radioaktivlik jihatidan deyarli zararsiz: uning bir grammida yiliga o‘rtacha atigi 100 ta yadro alfa-yemirilishga uchrab, barqaror talliyga-205.

aylanadi. ²⁰⁹Bi dan tashqari o‘ttizdan ortiq (2026-yil holatiga ko‘ra 34 ta) izotop ma’lum. Ularning aksariyatida izomer holatlarmavjud. Ular orasida uzoq yashovchi uchta izotop bor:

²⁰⁷Bi, T_1/2=31,55 yil;
²⁰⁸Bi, T_1/2=3,68⋅10⁵ yil;
²¹⁰Bi, T_1/2=3,04⋅10⁶ yil.

Boshqa barcha izotoplar qisqa umrli: ularning yarim yemirilish davri bir necha sutkadan oshmaydi.

Vismutning massa sonlari 184 dan 208 gacha va 215 dan 218 gacha bo‘lgan izotoplari sun’iy olingan. Qolganlari — ²¹⁰Bi, ²¹¹Bi, ²¹²Bi, ²¹³Bi va ²¹⁴Bi — tabiatda uchraydi va radioaktiv yemirilish zanjirlarida quyidagi yadrolarning parchalanishidan hosil bo‘ladi: uran-238, uran-235 va toriy-232.

Kimyoviy xossalari

Birikmalarda vismut quyidagi oksidlanish darajalarini namoyon qiladi: −3, +1, +2, +3, +4, +5. Xona haroratida quruq havoda oksidlanmaydi, nam havoda esa yuzasi yupqa oksid pardasi bilan qoplanadi. Suyuqlanish haroratigacha qizdirish vismutning oksidlanishiga olib keladi, bu jarayon 500 °C da sezilarli tezlashadi. Harorat 1000 °C dan oshganda u yonib, Bi₂O₃:

{4\,\mathrm {Bi} {}+{}3\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}

.

oksidini hosil qiladi. Ozon bilan reaksiyaga kirishganda Bi₂O₅.

oksidi hosil bo‘ladi. Vismut fosforni oz miqdorda eritadi. Vodorod qattiq va suyuq vismutda deyarli erimaydi, bu esa vodorodning vismutga nisbatan faolligi pastligini ko‘rsatadi. Bi₂H₂ va BiH₃ — xona haroratidayoq beqaror bo‘lgan zaharli gazlardir. Vismut uglerod, azot va kremniy bilan reaksiyaga kirishmaydi..

Vismut oltingugurt yoki oltingugurt(IV) oksidi bilan reaksiyaga kirishganda quyidagi sulfidlar hosil bo‘ladi: BiS, Bi₂S₃.

{\mathrm {Bi} {}+{}\mathrm {S} {}\mathrel {\xrightarrow {510~{\vphantom {A}}_{\hphantom {}}^{\hphantom {o}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {o}}}\mathrm {C} } } {}\mathrm {BiS} }

;

{2\,\mathrm {Bi} {}+{}3\,\mathrm {S} {}\mathrel {\xrightarrow {300{}-{}400~{\vphantom {A}}_{\hphantom {}}^{\hphantom {o}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {o}}}\mathrm {C} } } {}\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}

.

Vismut konsentrlangan xlorid va suyultirilgan sulfat kislotalarga chidamli, ammo nitrat va xlorat kislotalarda, shuningdek, zar suvida eriydi^{[manba 1485 kundan beri ko‘rsatilmagan]}.

{\mathrm {Bi} {}+{}4\,\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Bi} (\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {NO} \uparrow {}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }

;

{\mathrm {Bi} {}+{}3\,\mathrm {HCl} {}+{}\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {BiCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {NO} \uparrow {}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }

.

Vismut diazot tetraoksidi bilan reaksiyaga kirishganda vismut nitrati hosil bo‘ladi:

.

Konsentrlangan sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishganda vismut sulfati hosil bo‘ladi:

{2\,\mathrm {Bi} {}+{}6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}{}+{}6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }

.

Vismut ftor, xlor, brom va yod bilan reaksiyaga kirishib, turli galogenidlar hosil qiladi:

{2\,\mathrm {Bi} {}+{}5\,\mathrm {F} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\xrightarrow {600{}-{}700~{\vphantom {A}}_{\hphantom {}}^{\hphantom {o}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {o}}}\mathrm {C} } } {}2\,\mathrm {BiF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}}

;

{2\,\mathrm {Bi} {}+{}3\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\xrightarrow {200~{\vphantom {A}}_{\hphantom {}}^{\hphantom {o}}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {o}}}\mathrm {C} } } {}2\,\mathrm {BiCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}

.

Metallar bilan intermetall birikmalar — vismutidlarni hosil qila oladi.^{[sahifa 176 kundan beri ko‘rsatilmagan]}.

Vismut yana organovismut birikmalarini, jumladan, trimetilvismut Bi(CH₃)₃ va trifenilvismut Bi(C₆H₅)₃.

Tabiatda uchrashi

Vismutning Yer po‘stidagi — 2⋅10⁻⁵ % massa ulushi, shuningdek, dengiz suvidagi — 2⋅10⁻⁵ mg/l.

Quyidagi rudalar tarkibida vismut o‘z minerallari ko‘rinishida ham, boshqa metallarning ayrim sulfidlar va sulfotuzlar tarkibidagi aralashma sifatida ham uchraydi. Jahon amaliyotida qazib olinadigan vismutning taxminan 90 % qismi qo‘rg‘oshin-rux, mis va qalay rudalari hamda konsentratlarini metallurgik qayta ishlashda yo‘ldosh mahsulot sifatida ajratib olinadi. Bu xomashyoda vismut miqdori foizning yuzdan, ba’zan o‘ndan bir qismini tashkil etadi.

Tarkibida vismut 1 % va undan ortiq bo‘lgan rudalar kam uchraydi. Bunday rudalarda va boshqa metallar rudalarida uchraydigan vismut minerallari quyidagilar: tug‘ma vismut (tarkibida 98,5—99 % Bi), vismutin Bi₂S₃ (81,30 % Bi), tetradimit Bi₂Te₂S (56,3—59,3 % Bi), kozalit Pb₂Bi₂S₅ (42 % Bi), bismit Bi₂O₃ (89,7 % Bi), vismutit Bi₂CO₃(OH)₄ (88,5—91,5 % Bi), vittixenit Cu₃BiS₃, galenovismutit PbBi₂S₄, aykinit CuPbBiS₃.

Konlarning genetik guruhlari va sanoat turlari

Vismut yuqori konsentratsiyada turli genetik tipdagi konlarda: pegmatitlarda, kontakt-metasomatik, shuningdek, yuqori va o‘rta haroratli gidrotermal konlarda to‘planadi. Aynan vismut konlari kam tarqalgan; odatda, bu metall gidrotermal konlarning qator ruda formatsiyalarida boshqa metallar bilan birga kompleks ruda hosil qiladi.^{[sahifa 176 kundan beri ko‘rsatilmagan]}. Ular orasida quyidagi turlar ajratiladi:

Volfram-mis-vismutli.
Besh elementli formatsiya konlari (Co-Ni-Bi-Ag-U).
Oltin-vismutli.
Margimush-vismutli.
Mis-vismutli.
Kvars-vismutli.

Dunyoda vismut qazib olish va iste’mol qilish

Vismut noyob metall bo‘lib, yiliga taxminan o‘n besh-yigirma ming tonna qazib olinadi. Bu ko‘rsatkich metallga talab yuqoriligi bilan chambarchas bog‘liq, chunki u kavsharlardafaol qo‘llanadi. Asosiy ishlab chiqaruvchi Xitoy bo‘lib, mamlakat yiliga 11,5 ming tonna vismut ishlab chiqaradi..

Konlari

Vismut konlari Boliviyada, Avstraliyada (jumladan, Tasmaniya orolida), Germaniyada, Mo‘g‘ulistonda^{[manbada yo‘q]}, Peruda, Rossiyadava boshqa mamlakatlarda ma’lum..

Olinishi

Vismut olish polimetall mis va qo‘rg‘oshin konsentratlari hamda vismut rudalarini pirometallurgiya va gidrometallurgiyausullari bilan qayta ishlashga asoslanadi. Mis konsentratlarini yo‘ldosh qayta ishlashda olinadigan vismut sulfid birikmalaridan metall olish uchun temir parchalari va flyus ishtirokida cho‘ktirib eritish usuli qo‘llanadi.

Jarayon quyidagi reaksiya bilan ifodalanadi:

{\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {Fe} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {Bi} {}+{}3\,\mathrm {FeS} }

.

Oksidlangan rudalarda vismut oson eruvchi flyus qatlami ostida uglerod bilan qaytariladi. Jarayon harorati 900—1000 °C:

{\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {C} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {Bi} {}+{}3\,\mathrm {CO} }

.

Sulfidli rudalarni quyidagi reaksiya bo‘yicha oksidli rudalarga aylantirish mumkin:

{2\,\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}9\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}6\,\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}

.

Uglerod o‘rniga natriy sulfitdanham foydalanish mumkin. U vismut(III) oksidini quyidagi haroratda: 800 °C reaksiya asosida qaytaradi:

{\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {Bi} {}+{}3\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}

.

Vismut sulfidini soda yordamida taxminan 950 °C haroratda, natriy gidroksid yordamida esa 500—600 °C da qaytarish mumkin. Bu jarayonlarning reaksiyalari quyidagicha:

{4\,\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}12\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}8\,\mathrm {Bi} {}+{}9\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}3\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}12\,\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}

;

{4\,\mathrm {Bi} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}24\,\mathrm {NaOH} {}\mathrel {\longrightarrow } {}8\,\mathrm {Bi} {}+{}9\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}3\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}12\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }

.

Qo‘rg‘oshin konsentratlarini qayta ishlashda hosil bo‘ladigan xomaki qo‘rg‘oshindan vismut olishda magniy yoki kalsiydan foydalaniladi. Bunda vismut yuqori qatlamlarda CaMg₂Bi₂birikmasi sifatida to‘planadi. So‘ng Ca va Mg dan tozalash oksidlovchi (NaNO₃) qo‘shilgan ishqor qatlami ostida qayta eritish yo‘li bilan bajariladi. Olingan mahsulot elektroliz qilinib, shlamhosil qilinadi va u xomaki vismutga aylanguncha qayta eritiladi..

Gidrometallurgik usul kambag‘al polimetall konsentratlarini qayta ishlashda yuqoriroq iqtisodiy ko‘rsatkichlar va tozaroq mahsulot olish imkonini beradi. Usul vismutli rudalar, oraliq mahsulotlar va qotishmalarni nitrat va xlorid kislotalarda eritish, so‘ng hosil bo‘lgan eritmalardan vismutni ishqorlab ajratib olishga asoslanadi. Bu jarayon sulfat kislota yordamida yoki natriy xlorid eritmalarida elektrokimyoviy ishqorlab ajratish orqali bajariladi. Keyinchalik vismut ekstraksiya usullari bilan ajratib olinadi va tozalanadi..

Yuqori tozalikdagi vismut olish gidrometallurgik rafinatsiyalash, zonali eritish va ikki bosqichli haydash usullariga asoslanadi.

Narxi

Tozaligi bo‘yicha vismutning bir nechta markasi mavjud. Tozalik ortib borish tartibida ular Vi2, Vi1, Vi00 markalaridir. GOST 10928-90 bo‘yicha ularning tarkibidagi aralashmalar ulushi mos ravishda 3 %, 2 % va 0,02 % dan oshmasligi belgilangan.Bundan tashqari, o‘ta toza Vi000, Vi0000.

markalar ham ishlab chiqariladi. Metall vismutning narxi uning tozaligiga jiddiy bog‘liq. O‘rtacha vaznlangan narx jahon bozorida 2016-yil oxirida taxminan 10 AQSH dollari/kg bo‘lgan.Yuqori darajada tozalangan markalarni ilmiy markazlar xarid qiladi; jumladan, vismut boshqa elementlarni sintez qilishda qo‘llanadi..

Qo‘llanilishi

Metallurgiya

Vismut «avtomat po‘latlar» deb ataladigan, ayniqsa, zanglamaydiganpo‘latlar ishlab chiqarishda katta ahamiyatga ega; u avtomat dastgohlarda (tokarlik, frezalash va boshqalarda) kesib ishlashni osonlashtiradi. Vismut miqdori atigi 0,003 %, bo‘lsa kifoya, bu metallning korroziyaga.

moyilligi oshmaydi. Vismut alyuminiy asosidagi qotishmalarda (taxminan 0,01 %), bu qo‘shimcha metallning plastik xossalarini yaxshilab, ishlov berishni sezilarli yengillashtiradi.

Mustahkam metallar va qotishmalarga ishlov berishda

Vismutning oson eruvchi qotishmalaridan (masalan, Vud qotishmasi, Roze qotishmasi va boshqalar) kesish qiyin bo‘lgan materiallardan detal tayyorlashda zagotovkalarni mahkamlashga xizmat qiladi^[qanday?] , masalan, uran, volfram va ularning qotishmalari, shuningdek, kesish qiyin bo‘lgan boshqa materiallarni metall kesish dastgohlarida (tokarlik, frezalash, parmalash va boshqa dastgohlarda).^{[manba 846 kundan beri ko‘rsatilmagan]}.

Oson eruvchi qotishmalar

Vismutning boshqa oson eruvchi metallar (kadmiy, qalay, qo‘rg‘oshin, indiy, talliy, simob, rux va galliy) bilan qotishmalari juda past suyuqlanish haroratiga ega. Ba’zilari suvning qaynash haroratidan ham past haroratda eriydi; vismutli eng oson eruvchi qotishmaning suyuqlanish harorati taxminan 41 °C. Eng mashhurlari Vud qotishmasi va zaharli kadmiy saqlamaydigan Roze qotishmasi.

Oson eruvchi qotishmalar quyidagi maqsadlarda ishlatiladi:

issiqlik tashuvchilarsifatida, ayniqsa, yadro reaktorlarida issiqlik tashuvchi sifatida istiqbollidir;;
kavsharlar;
sifatida; qurilmalarning yong‘in signalizatsiyasi va avtomatik yong‘in o‘chirish tizimlari qismlarida;
maxsus moylash materiallarisifatida, organik moylar ishlatilmaydigan vakuum va yuqori harorat sharoitlarida;
suyuqliklar va gazlar o‘tishi uchun erib yo‘l ochadigan klapanlar, ular eriganda suyuqlik va gazlar, masalan, raketa yoqilg‘ilari;
saqlagichlar sifatida kuchli elektr zanjirlarida;;
zichlovchi qistirmalar sifatida o‘ta yuqori vakuumli qurilmalarda;
Vismutning qo‘rg‘oshin va simob bilan qotishmasi ishqalanishda eriydi va metall qalamlar tayyorlashda ishlatiladi;;
tibbiyotda qo‘l-oyoq suyaklari singanda ularni mahkamlovchi materiallar sifatida;
termometrik suyuqliklar sifatida suyuqlikli termometrlarda;;
quymachilikda eriydigan modellar tayyorlash uchun va boshqa maqsadlarda.

Elektronika

Tarkibida 88 % vismut va 12 % surma bo‘lgan qotishma magnit maydonda noodatiy magnit qarshilikeffektini namoyon qiladi; undan tez ishlaydigan kuchaytirgich va kalitlar tayyorlanadi.

Volframat, stannat-vanadat, silikat va niobat vismut birikmalari yuqori haroratli segnetoelektrik materiallar tarkibiga kiradi.

Vismut ferriti BiFeO₃ yupqa plyonka ko‘rinishida istiqbolli magnitoelektrik material hisoblanadi.

Vismut — qo‘rg‘oshinsiz kavsharlarning, shuningdek, o‘ta sezgir O‘YCh komponentlarini o‘rnatishga mo‘ljallangan oson eruvchi kavsharlarning tarkibiy qismidir..

Katalizatorlar

Ishlab chiqariladigan polimerlar uchun vismut(III) oksidi muhim katalizator hisoblanadi; undan, xususan, akril polimerlarni olishda foydalaniladi.

Neftni kreking qilishda ma’lum darajada vismut oksixloridi ishlatiladi. Vismut va palladiydaniborat bimetall nanozarrachalar, shuningdek, sirkoniyning polimer kompleksibilan birga sut kislotasi ishlab chiqarishda, xususan, glitserindan foydalanishda katalizator tarkibiga kiradi.^{[nufuzli bo‘lmagan manba]}.

Termoelektrik materiallar

Vismut yarimo‘tkazgich materiallarda, jumladan, termoelektrik asboblarda qo‘llanadi. Bunday materiallarga termo-EYuK ko‘rsatkichi vismut telluridi 280 mkV/K bo‘lgan birikma va vismut selenidikiradi. Vismut-seziy-tellur asosida superprotsessorlar uchun yarimo‘tkazgich sovitgichlar ishlab chiqarishga mo‘ljallangan yuqori samarali material olingan.

Yadro nurlanishi detektorlari

Yadro nurlanishi detektorlarini ishlab chiqarishda vismut yodidining monokristali muhim ahamiyatga ega. Vismut germanati (Bi₄Ge₃O₁₂, qisqacha BGO deb belgilanadi) — keng tarqalgan ssintillyatsion materialbo‘lib, yadro fizikasida, yuqori energiyalar fizikasida, kompyuter tomografiyasida, geologiyadaqo‘llanadi. Bu material keng tarqalgan ssintillyatorlardan radiatsiyaga chidamliligi, vaqt o‘tishi bilan barqarorligi va mutlaqo gigroskopik emasligibilan ajralib turadi. Vaqt bo‘yicha yuqori ajrata olish qobiliyatiga ega yana bir istiqbolli ssintillyator — vismut gallati Bi₂Ga₄O₉. Uni qo‘llash hozircha yirik monokristallarni.

Magnit maydonlarni o‘lchash

Yuqori tozalikdagi metall vismutdan magnit maydonlarnio‘lchash uchun chulg‘amlar tayyorlanadi. Chunki uning elektr qarshiligi magnit maydonga sezilarli va deyarli chiziqli bog‘liq. Bu chulg‘am qarshiligini o‘lchash orqali tashqi magnit maydon kuchlanganligini aniqlash imkonini beradi.

Magnit materiallar

Marganes-vismut intermetall birikmasi kuchli ferromagnit xossaga ega va sanoatda plastik magnitlar ishlab chiqarish uchun katta miqdorda tayyorlanadi. Bu materialning afzalligi — istalgan shakl va o‘lchamdagi doimiy magnitlarni (bundan tashqari, elektr tokini o‘tkazmaydigan magnitlarni) tez va arzon olish mumkinligidir. Mazkur magnit material uzoq xizmat qiladi hamda katta koersitiv kuchga.

Vismutning marganes bilan birikmalaridan tashqari, uning indiy, xrom va yevropiybilan qattiq magnitli birikmalari ham ma’lum. Ularning qo‘llanishi sintez qilish qiyinligi (vismut-xrom) yoki ikkinchi komponentning qimmatligi (indiy, yevropiy) tufayli texnikaning maxsus sohalari bilan cheklangan.

Kimyoviy tok manbalari

Vismut(III) oksidi bilan grafit aralashmasi musbat elektrod sifatida quyidagi batareyalarda ishlatiladi: vismut-magniy elementlarida. (EYuK 1,97—2,1 V va solishtirma energiya sig‘imi 120 Vt·soat/kg, 250—290 Vt·soat/dm³).

Qo‘rg‘oshin vismutati musbat elektrod sifatida litiy elementlarida ishlatiladi..

Vismutning indiy bilan qotishmasi nihoyatda barqaror va ishonchli simob-vismut-indiy elementlaridaqo‘llanadi. Bu elementlar kosmosda hamda kuchlanish barqarorligi, yuqori solishtirma energiya sig‘imi va ishonchlilik nihoyatda muhim bo‘lgan joylarda (jumladan, harbiy va aerokosmik sohada) yaxshi ishlaydi.

Vismut trifloridi nihoyatda yuqori energiya sig‘imiga ega lantan-ftorid akkumulyatorlarini ishlab chiqarishda qo‘llanadi. Ularning nazariy solishtirma hajmiy energiya sig‘imi 3000 Vt·soat/dm³, gacha, amalda erishilgan qiymati esa 1500—2300 Vt·soat/dm³).

Yoqilg‘i elementlari

Boshqa metallarning oksidlari (vanadiy, mis, nikel, molibden va boshqalar) bilan legirlangan vismut oksidi (BIMEVOKS keramika fazalari) juda yuqori elektr o‘tkazuvchanlikka quyidagi haroratlarda ega bo‘ladi: 500—700 K . U yuqori haroratli yoqilg‘i elementlarini ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Poloniy-210 ishlab chiqarish

Vismut yadro texnologiyasida quyidagi modda olinishi uchun muhim ahamiyatga ega: poloniy-210 — radioizotop sanoatining muhim elementi.

Yadro energetikasi

Evtektik vismut-qo‘rg‘oshin qotishmasi suyuq metall issiqlik tashuvchili yadro reaktorlarida ishlatiladi. Xususan, SSSR suvosti flotida bunday reaktorlar K-27 hamda yana yettita 705-loyiha («Lira») suvosti kemasida ishlatilgan.

Vismutning issiqlik neytronlarini yutish kesimi kichik, uranni eritish qobiliyati yuqori, qaynash harorati baland va konstruksion materiallarga nisbatan agressivligi past. Bu xususiyatlar uning gomogen yadro reaktorlarida qo‘llanishiga imkon beradi. Hozircha bunday reaktorlar tajriba-konstruktorlik tadqiqotlari bosqichidan chiqmagan.

Yuqori haroratli o‘ta o‘tkazuvchanlik

Tarkibida vismut oksidlari, kalsiy, stronsiy, bariy, mis, ittriy va boshqa elementlar bo‘lgan keramikalar yuqori haroratli o‘ta o‘tkazgichlardir. So‘nggi yillarda bu o‘ta o‘tkazgichlarni tadqiq etishda ma’lum haroratda o‘ta o‘tkazuvchan holatga o‘tadigan fazalar aniqlangan: 110 K.

Tetraftorgidrazin ishlab chiqarish

Vismut mayda qirindi yoki kukun shaklida katalizator sifatida ishlatiladi: tetraftorgidrazin ishlab chiqarishda ( azot triflorididan). Bu modda raketa yoqilg‘isi uchun oksidlovchi sifatida ishlatiladi.

Tibbiyot

Vismut birikmalari ichida tibbiyotda eng ko‘p uning vismut(III) oksidi Bi₂O₃qo‘llanadi. Jumladan, u farmatsevtika sanoatida ko‘plab oshqozon-ichak kasalliklariga qarshi dorilar,shuningdek, antiseptik va yaralarni bitiruvchi vositalar tayyorlashda ishlatiladi. So‘nggi yillarda uning asosida onkologik kasalliklarni davolash uchun o‘smaga qarshi bir qator dori vositalari ham ishlab chiqilmoqda.^{[manba 846 kundan beri ko‘rsatilmagan]}.

Vismut oksixloridi tibbiyotda rentgenkontrast vosita sifatida va qon tomirlarini tayyorlashda to‘ldiruvchi modda sifatida ishlatiladi. Tibbiyotda, shuningdek, gallat, tartrat, karbonat, subsalisilat, subsitrat va vismut tribromfenolyatikabi birikmalar keng qo‘llanadi. Ularning asosida ko‘plab dori vositalari, jumladan, Vishnevskiy malhami).

Quyidagi yaraga qarshi vositalar qo‘llanadi: vismut trikaliy ditsitrati (vismut subsitrati) (kodi ATX A02BX05), vismut subnitrati (A02BX12), ranitidin vismut sitrati (A02BA07).

Vismut(III) sitrati (limon kislotali vismut, C₆H₅BiO₇) — salmonellalarni ajratish uchun ozuqa muhitlari tayyorlashda ishlatiladi.

Pigmentlar

Vismut vanadati pigment sifatida ishlatiladi (yorqin sariq rang).

Kosmetika

Vismut oksixloridi tirnoq laki, lab bo‘yog‘i, ko‘z soyalari va boshqa kosmetika vositalari ishlab chiqarishda yaltiroqlik beruvchi modda sifatida qo‘llanadi.

Ovchilik va baliq ovlash

Vismut atrof-muhit uchun nisbatan xavfsiz. Shu bois undan sochma o‘qlar va qarmoq og‘irliklari tayyorlash mumkin. Bu an’anaviy va zaharli qo‘rg‘oshinni almashtirish imkonini beradi..

Biologik roli

Inson organizmidagi vismut miqdori quyidagicha:

mushak to‘qimasi — 0,32·10⁻⁵ %
suyak to‘qimasida — quyidagi qiymatdan kam: 0,2·10⁻⁴ %
qon — ~0,016 mg/l
ovqat bilan kunlik qabul qilinishi — 0,005—0,02 mg.

Katta yoshli odam organizmida (tana vazni ~70 kg) vismut juda kam, ammo aniq miqdori noma’lum. Uning zaharli hamda o‘limga olib keluvchi dozalari haqida ham aniq ma’lumot yo‘q.^{[sahifa 176 kundan beri ko‘rsatilmagan]}Biroq vismut og‘iz orqali qabul qilinganda past zaharlilikka ega ekani ma’lum. Bu kutilmagandek tuyulishi mumkin, chunki og‘ir metallar odatda juda zaharlidir. Buning sababi esa vismutning eruvchan birikmalari oson gidrolizlanishidir . Inson organizmida uchraydigan pHqiymatlari oralig‘ida (ehtimol, oshqozon bundan mustasno) vismut deyarli butunlay erimaydigan asosiy tuzlar shaklida cho‘kadi. Ammo vismutni eritma holatiga o‘tkazishi mumkin bo‘lgan moddalar (glitserin, sut kislotasi va boshqalar) bilan birga qabul qilish kuchli zaharlanishga olib kelishi mumkin. Vismut nitrati va boshqa tuzlarining konsentrlangan eritmalari ko‘p miqdorda yutilganda gidroliz natijasida hosil bo‘ladigan erkin kislotaning yuqori konsentratsiyasi jiddiy xavf tug‘diradi.

Vismutning gidrolizga moyilligi va past zaharliligi uning asosiy tuzlarini (subsitrati, asosiy nitrati va boshqalar) oshqozon yarasinidavolashda qo‘llashga asos bo‘ladi. Ular kislotani neytrallash hamda oshqozon devorini kolloid cho‘kma bilan himoyalashdan tashqari, Helicobacter pyloribakteriyasiga qarshi ham faol. Bu bakteriya oshqozon yarasi rivojlanishida muhim rol o‘ynaydi.

Adabiyotlar

Chirkin V. S. Materiallarning issiqlik-fizik xossalari. — Fizika-matematika adabiyotlari davlat nashriyoti, 1959. — B. 187—192. — 356 b.
Venetskiy S. I.. Kosmosga «xizmat safari» (Vismut) // Noyob va tarqoq elementlar haqida (Metallar haqida hikoyalar) (rus.). — Moskva: Metallurgiya, 1980. — 184 b.

ifazo.uz