Bismuto

Bismuto
Chumbo ← Bismuto → Polônio Sb     83 Bi                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Bi ↓ Mc Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
cinza lustroso Cristal de Bismuto sinteticamente produzido. A superfície iridescente é resultado de uma camada muito fina de oxidação. Junto, um cubo de 1 cm3 de bismuto de alta pureza (99,99%) para comparação.
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Bismuto, Bi, 83
Série química	metais representativos
Grupo, período, bloco	15, 6, p
Densidade, dureza	9780 kg/m3, 2,25
Número CAS	7440-69-9
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica	208,98040 u
Raio atómico (calculado)	156 pm
Raio covalente	148±4 pm
Raio de Van der Waals	207 pm
Configuração electrónica	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 18, 32, 18, 5 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	3, 5 (óxido levemente ácido)
Óxido
Estrutura cristalina	romboédrico
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	544,7 K
Ponto de ebulição	1837 K
Entalpia de fusão	11,3 kJ/mol
Entalpia de vaporização	104,8 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Pressão de vapor	1 Pa a 941 K
Velocidade do som	1790 m/s a 20 °C
Classe magnética	Diamagnético
Susceptibilidade magnética	-1,6x10-4
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	2,02
Calor específico	122 J/(kg·K)
Condutividade elétrica	S/m
Condutividade térmica	7,87 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização	703 kJ/mol
2.º Potencial de ionização	1610 kJ/mol
3.º Potencial de ionização	2466 kJ/mol
4.º Potencial de ionização	4370 kJ/mol
5.º Potencial de ionização	5400 kJ/mol
6.º Potencial de ionização	8520 kJ/mol
7.º Potencial de ionização	kJ/mol
8.º Potencial de ionização	kJ/mol
9.º Potencial de ionização	kJ/mol
10.º Potencial de ionização	kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 207Bi sintético 31,55 a ε, β+ 2,399 207Pb 208Bi sintético 368 000 a ε, β+ 2,880 208Pb 209Bi 100% (19±2)×1018 a α 3,14 205Tl 210mBi sintético 3,04×106 a TI 0,271 210Bi
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O bismuto (do alemão "Wismut", "massa branca") é um elemento químico de símbolo Bi, de número atômico 83 (83 prótons e 83 elétrons), de massa atómica igual a 208,9 u, encontrado no grupo 15 (anteriormente denominado VA) da classificação periódica dos elementos químicos. À temperatura ambiente, o bismuto encontra-se no estado sólido.

Este elemento é pesado, frágil, trivalente, cristalino, de coloração rosácea que se assemelha quimicamente ao arsênio e ao antimônio. É o mais diamagnético de todos os metais, e com a condutividade térmica mais baixa entre todos os elementos, exceto do mercúrio. De todos os metais, é o que menos conduz corrente elétrica.

Ligas metálicas com bismuto são utilizados em soldas, fabricação de termopares e dispositivos para detectar fogo. Compostos de bismuto, livres de chumbo, são usados em cosméticos e em procedimentos médicos.

A existência deste metal foi demonstrado em 1753 pelo francês Claude Geoffroy Junine. O seu mineral mais importante é a bismutinita.

Características principais

É um metal frágil com uma tonalidade rosácea e com brilho iridescente. Entre os metais pesados, é o único que praticamente não é tóxico. Não existe outro metal mais diamagnético que o bismuto, o mercúrio vem logo depois. Este metal, quando na forma elementar nativa, tem uma alta resistência elétrica e, também tem o mais alto efeito Hall entre os metais, ou seja, ocorre um aumento considerável da resistência elétrica quando colocado num campo magnético. Quando aquecido em presença do ar queima com chama azul e seu óxido (óxido de bismuto) forma vapores amarelos.

Aplicações

O oxicloreto de bismuto é usado extensivamente em cosméticos, e o subnitrato de bismuto, o subcarbonato de bismuto são usados em medicina. O subsalicilato de bismuto é um líquido cor-de-rosa usado como antidiarreico.

Alguns outros usos são:

• Ímãs permanentes fortes podem ser feitos com ligas Mn-Bi denominadas bismanol;
• Muitas ligas de bismuto apresentam baixos pontos de fusão, por isso são usados para a produção de dispositivos de segurança de detecção de incêndios;
• O bismuto é usado para a produção de ferros maleáveis;
• O bismuto está encontrando uso como catalisador para a produção de fibras acrílicas;
• Usado também como um material em termopares;
• Em reatores nucleares como suporte para combustível U-235 ou U-233;
• O bismuto foi usado também em soldas. O bismuto e muitas de suas ligas ( de estanho e chumbo ) apresentam baixos pontos de fusão e se expandem ligeiramente quando solidificados, que as tornam ideais para este propósito;
• O subnitrato de bismuto é um componente dos esmaltes produzindo um brilho iridescente;
• Elementos de bismuto metálico, devido ao seu elevado diamagnetismo, podem ser usados como blindagem em experimentos de levitação magnética, com pequenos imãs de alta intensidade magnética (tipicamente composições dos elementos neodímio, ferro e boro). O sistema precisa ser muito bem ajustado, incluindo, muitas vezes, a ação de campos magnéticos externos. Os resultados práticos se assemelham aos obtidos utilizando-se a levitação magnética com materiais supercondutores.

Recentemente, na década de 1990 , foram iniciadas pesquisas no sentido de avaliar a utilização do bismuto não tóxico em substituição ao chumbo tóxico para a produção de ligas, que serão usadas em cerâmicas, esmaltes, pesos de anzóis de pescaria, equipamentos de processamento de alimentos e, como substituto para encanamentos.

História

O bismuto (do alemão weisse masse, "massa branca" e, posteriormente, Wismuth e bisemutum, do latim) é um elemento químico cujos primeiros registros datam da Idade Média, não como um elemento mas como uma substância.

No século XV, Basilio Valentim, refere-se a uma substância denominada de "wismuth". No século XVI, Georgius Agrícola, denominou esta substância de "bisemutum".

O bismuto foi confundido durante épocas com o estanho e o chumbo devido a semelhança com os dois elementos. Claude Geoffroy Junine demonstrou em 1753 que este metal não era o chumbo, porém um novo elemento metálico.

Ocorrência

Cristais de bismuto. A superfície iridescente é resultado de uma camada muito fina de oxidação.

O bismuto existe na crosta terrestre na forma nativa, não muito abundante, e na forma de minerais.Os mais importantes minerais do bismuto são a bismutinita e a bismita.

Canadá, Bolívia, Japão, México, e Peru, são os maiores produtores. O bismuto nos Estados Unidos é obtido como subproduto do processamento de minerais de cobre, ouro, prata, estanho e, principalmente, do chumbo.

Cristais de bismuto: O bismuto de grande pureza pode formar diferentes cristais coloridos. Estes cristais são produzidos em laboratório e vendidos aos aficionados.

Compostos

Alguns compostos de bismuto:

• Hidreto: Hidreto de bismuto (III);
• Fluoreto: Fluoreto de bismuto (III);
• Cloreto: Cloreto de bismuto (III);
• Brometo: Brometo de bismuto (III);
• Iodeto: Iodeto de bismuto (III).

Precauções

Entre os metais pesados é considerado o menos tóxico. O bismuto e os seus sais causam danos moderados ao fígado.

Bibliografia

• Emsley, John (2003). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford: Oxford University Press. ISBN 9780198503408 

Ligações externas

• «Los Alamos National Laboratory - Bismuth» (em inglês) 
• «Periodic Table: Bismuth» (em inglês) 
• «Element Bismuth – Bi» (em inglês) 
• «Bismuth breaks half-life record for alpha decay» (em inglês) 
• «TabelaPeriódica.Org - Bismuto» 

Ver também

Ver também: Lista de países por produção de bismuto