Bizmut

A bizmut (nyelvújításkori magyar nevén: keneny) a 83-as rendszámú kémiai elem, vegyjele Bi. A másodfajú fémek közé tartozó, kemény, rideg, nagy szemcsékben kristályosodó, terméselemként és ércásványaiban is megtalálható, ritkán előforduló elem. 

Fémes elem, bár néhány forrásban a félfémek közé sorolják. Rossz hővezető, nem mágnesezhető, de mágneses mezőben és különböző nyomásviszonyok alatt elektromos vezetőképessége változik. Olvadáspontja alacsony, szilárdulási fázisban térfogata növekszik. 

Sokáig a bizmutot tekintették a legnagyobb rendszámú stabil elemnek, de 2003-ban felfedezték, hogy rendkívül gyengén, de radioaktív: egyetlen primordiális izotópja, a bizmut-209 alfa-sugárzó, felezési ideje több, mint egymilliárdszorosa az Univerzum becsült életkorának. Rendkívül hosszú felezési ideje miatt azonban szinte minden szempontból stabil elemnek tekinthető.

Felfedezése 

Első írásos említése egy német szerzetestől, Valentius Basilius-tól származik 1450-ből. Mint önálló, a hét klasszikustól (arany, ezüst, ón, ólom, réz, cink, vas) különböző fémet először Agricola (Georg Bauer) írta le a XVI. században De re metallica című munkájában. Nevének eredete a német weisse Masse, illetve a szász tájnyelvi „wise Must” (fehér tömeg) kifejezésből ered, mely az Érchegységbeli bányászok által használt kifejezés volt a „hasznos ércet” nem szolgáltató bizmutos ércesedésre.

Kémiai tulajdonságai 

Szokásos hőmérsékleten mind a stabil, mind a nedves levegőnek ellenáll. A vörösizzás hőmérsékletén vízzel bizmut(III)-oxid keletkezése közben reagál.

 2 Bi + 3 H2O → Bi2O3 + 3 H2

Fluorral 500 °C-on  bizmut(V)-fluoridot, alacsonyabb hőmérsékleten bizmut(III)-fluoridot képez. Más halogénekkel csak bizmut(III)-halogenidek keletkeznek. A trihalogenidek korrozív, nedvességgel könnyen reagáló anyagok, utóbbival BiOX összetételű oxohalogenideket képeznek.

 2 Bi + 3 X2 → 2 BiX3 (X = F, Cl, Br, I)

Tömény kénsav bizmut(III)-szulfát és kén-dioxid keletkezése közben oldja.

 6 H2SO4 + 2 Bi → 6 H2O + Bi2(SO4)3 + 3 SO2

Salétromsavval bizmut(III)-nitrátot képez.

 Bi + 6 HNO3 → 3 H2O + 3 NO2 + Bi(NO3)3

Oldódik sósavban is, de csak oxigén jelenlétében.

 4 Bi + 3 O2 + 12 HCl → 4 BiCl3 + 6 H2O

Alkáliföldfém-komplexek előállításához használják transzmetalláló ágensként:

 3 Ba + 2 BiPh3 → 3 BaPh2 + 2 Bi

Előfordulása, előállítása 
Terméselemként hidrotermális ércesedésekben, telérekben lelhető fel. Híres magyarországi előfordulása a Nagybörzsöny melletti középkori nemesfémbányák (termésbizmut és bizmut-szulfid). Gyakran arany-, réz-, ólom- és ónércekben dúsul fel. Oxidjaiból () szenes redukcióval, szulfidjaiból () alacsony hőmérsékleten „pörköléssel”, majd kohósítással nyerik ki. Vegyes ércelőfordulásoknál kinyerésére hidrometallurgiai eljárásokat alkalmaznak. Salétromsavban való oldhatóságát hasznosítva elektrolízissel is előállítható.

Felhasználása 
Megszilárdulás közbeni térfogatnövekedése miatt ötvözőanyagnak hasznosítják tagolt, bonyolult felületű idomok és formák előállításánál, kéregöntéseknél is. A bizmut, ólom, ón és kadmium ötvözetet „Wood”-fémnek hívják. Ez az eutektikus ötvözet az alkotó fémeket 4:2:1:1 arányban tartalmazza. Olvadáspontja kb. 70 °C, már forró vízbe mártva is megolvad, (a színesfémeké 230-330 °C), míg a „Rose”-fém ólom és ón mellett 25,0% bizmutadagolásnál 94 °C-on olvad meg. Alacsony olvadási hőmérséklete miatt alkalmas tűzjelző berendezéseknél, a villamosiparban olvadóbiztosítók előállításánál, nyomástartó edényeknél és tartályoknál biztonsági szelepekben használják. A műszeriparban a mágneses térerő alatti eltérő tulajdonságú viselkedése miatt fontos érzékelők alapanyaga. Hűtőberendezésekben szelenidjét (), telluridját () kapcsolószerkezetekben alkalmazzák. A legfontosabb felhasználási területe a műanyagipari alapanyagok gyártása, mert a bizmut-foszfomolibdát () hatásos katalizátor akrilszálak, festékek gyártási folyamatában. A bizmut sóit a gyógyszeriparban röntgenvizsgálatok kontrasztanyagaként (bizmutkása) hasznosítják, de emésztőszervi zavarok kezelésére is alkalmazzák. A bőrsérülések, bőrfertőzések gyógyszerének alapanyaga (dermatol). Kozmetikai cikkeknél a bizmut hozzáadása gyöngyházfényt eredményez (rúzsok, lakkok).

Fontosabb vegyületei 
 Bizmut-hidroxid  fehér por, amely melegítve vizet veszít, és bizmut-oxid-hidroxiddá (BiOOH) alakul át.
 Bizmut-nitrát ·5 fehér kristályos, erősen higroszkópos (a bizmutkása alapanyaga).
 Bizmut-szulfid  fekete színű por.

Fontosabb ásványai 
 Annivit (bizmutfakóérc) 
 Bizmut-trioxid (bizmit) 
 Bizmut-szulfid 
 Cosalit ()
 Eulitin 
 Joseit 
 Rézbányit 
 Termésbizmut Bi
 Tetradimit

Termelt mennyiségek 
A földkéreg bizmutban körülbelül kétszer gazdagabb, mint aranyban. Legfontosabb ércei a bizmut-szulfid és a bizmit. A világ 2005. évi bizmutfém-termelése 4631 tonna volt. A három legnagyobb termelő (zárójelben az össztermelésen belüli arány %-ban):
 Kína: 2000 tonna (43,2%)
 Mexikó: 970 tonna (21,0%)
 Peru: 807 tonna (17,4%)
 Termelt még: Bulgária (0,9%), Románia (0,9%), Oroszország (1,0%), Kanada (3,5%), Japán (10,0%), Ausztrália (2,1%).

2014-ben a bizmuttermelés elérte a  tonnát:
 Kína: 7600 tonna 
 Vietnám: 4950 tonna 
 Mexikó: 948 tonna 
 Oroszország: 40 tonna 
 Bolívia: 10 tonna 
 Kanada: 3 tonna 

2015-ben a világtermelés szintén  tonna volt:
 Kína: 7500 tonna 
 Vietnám: 5000 tonna 
 Mexikó: 700 tonna 
 Oroszország: 40 tonna 
 Bolívia: 10 tonna 
 Kanada: 3 tonna

Élettani hatása 
A bizmut és sói vesekárosodást okoznak. A károsodás mértéke nem súlyos, de nagy dózisban halálos is lehet. Az iparban úgy ítélik meg, hogy a nehézfémek közül a legkevésbé mérgező (összehasonlítva ólommal, arzénnal, antimonnal stb.), feltehetően ez a bizmut sók gyenge oldhatóságának köszönhető. Időnként súlyos, halálos kimenetelű mérgezés is felléphet. Ismertek még egyéb toxikus hatások is, rossz közérzet, albumin vagy más fehérje jelenléte a vizeletben, bőrreakciók és egyes esetekben súlyos bőrgyulladás.

Akut hatások 
Belélegzés esetén: légzőszervi irritáció, okozhat rossz leheletet, fémes ízt és fogínygyulladást.

Lenyelése: hányinger, étvágytalanság és súlyveszteség, rossz közérzet, albuminuria, enteritis (bélgyulladás), hasmenés, bőrreakciók, stomatitis (szájnyálkahártya-gyulladás), fejfájás, reumás fájdalom, és egy fekete vonal képződhet az ínyen a bizmut-szulfid lerakódása miatt.

Bőrön: irritáció.

Krónikus hatások 
Lenyelés: befolyásolhatja a máj- és a vesefunkciót. Okozhat vérszegénységet és fekélyes szájgyulladást.

Bőrön: bőrgyulladást okozhat.

A bizmut-oxiklorid (C.I.77163) fehér színű, szintetikus színezék. Fehérítő és szeplő elleni krémekben, napozószerekben fordul elő.

Jegyzetek

Források 

 Bognár László: Ásványhatározó. Gondolat Kiadó. Budapest.1987.
 Sályi István (szerk): Pattantyús.Gépész és villamosmérnökök kézikönyve. II. kötet. Műszaki Kiadó. Budapest. 1961.
 Egerer Frigyes: Ásványtan.II. Miskolci Egyetemi Kiadó. Miskolc. 1992.
 http://webmineral.com
 World Mineral Production 2001-2005. British Geological Survey. London. 2007.
 
 
 
 *

További információk 
 a magyar Wikipédia bizmutot tartalmazó vegyületeinek listája

Fémes elemek
Nitrogéncsoport