bismuto

O bismuto é um elemento químico com símbolo Bi e número atômico 83. Pertence ao grupo 15 (antigo Grupo VA) da tabela periódica, comumente chamados de pnictógenos. O bismuto é o elemento estável mais pesado e é encontrado principalmente em sua forma elementar na natureza, embora também possa ser encontrado em vários minerais.

Na sua forma pura, o bismuto é um metal quebradiço de cor branco prateado e com tonalidade rosada. Possui alta resistência elétrica e baixa condutividade térmica. O bismuto não é tóxico e às vezes é usado em ligas para aplicações como soldagem, fundição e ligas de baixo ponto de fusão.

Uma das propriedades mais interessantes do bismuto é a sua tendência de formar belas camadas de óxido iridescentes na sua superfície quando reage com o ar. Isso resulta em formações cristalinas incrivelmente coloridas, tornando os cristais de bismuto uma escolha popular para colecionadores e para uso em joias e itens decorativos.

Os minerais de bismuto são relativamente raros, mas existem. O mineral de bismuto mais comum é a bismutinita (Bi2S3), que é frequentemente encontrada associada a outros sulfetos metálicos, como conduzir, cobre e prata minérios. Outros minerais que contêm bismuto incluem a bismite (Bi2O3) e o bismuto nativo, que é o bismuto encontrado em sua forma elementar pura.

Em resumo, o bismuto é um elemento fascinante conhecido pelas suas propriedades únicas, incluindo as suas formações cristalinas coloridas e a sua utilização em diversas aplicações industriais. A sua presença na forma mineral aumenta a sua intriga e importância no estudo da geologia e mineralogia.

Nome: Do alemão weisse masse, mais tarde wismuth, massa branca.

Grupo Mineral: Arsênico grupo.

Dados da célula: Espaço Grupo: R3m. a = 4.546 c = 11.860 Z = 6

Associação: Calcopirita, arsenopirita, pirrotita, pirita, cobaltite, niquelina, breithauptite, skutterudite, safflorite, bismutinite, prata, cubanita, molibdenite, sphalerite, galena, scheelita, volframita, calcite, barita, quartzo.

Propriedades quimicas

Classificação Química	Nativo
Composição química	Bi

Propriedades físicas

Cor	Branco-avermelhado a branco-creme; mancha iridescente rosado, amarelado ou azulado
Risca	Prata branca
Brilho	Metálico
Decote	Perfeito Perfeito {0001}, Bom {1011}, Ruim {1014}
Diafaneidade	Opaco
Dureza de Mohs	2–2.5 na escala de Mohs
Sistema Cristal	trigonal
Tenacidade	Sectile
Densidade	9.7 – 9.83 g/cm3 (medido) 9.753 g/cm3 (calculado)

Propriedades Óticas

Bismuto exibe vários interessantes propriedades ópticas, embora normalmente não seja considerado um player importante em aplicações ópticas em comparação com outros materiais como o silício ou vários compostos usados ​​em óptica. No entanto, aqui estão algumas propriedades ópticas do bismuto:

1. Refração: O bismuto tem um índice de refração de aproximadamente 1.9 para luz visível. Isso significa que a luz que passa ou interage com o bismuto será refratada ou curvada ao entrar ou sair do material.
2. Reflexão: Como a maioria dos metais, o bismuto apresenta refletividade. No entanto, não é tão reflexivo quanto alguns outros metais como prata ou alumínio. A refletividade do bismuto pode variar dependendo de fatores como acabamento superficial e pureza.
3. Coloração: O bismuto é conhecido por sua camada de óxido iridescente que se forma em sua superfície quando exposta ao ar. Essa camada de óxido pode produzir uma variedade de cores, incluindo roxos, azuis, verdes e amarelos. Esta propriedade torna os cristais de bismuto populares para fins decorativos e artísticos.
4. Transparência: O bismuto é geralmente considerado opaco à luz visível, o que significa que a luz não pode passar através dele. No entanto, em filmes finos ou em certas estruturas cristalinas, o bismuto pode apresentar algum grau de transparência, particularmente na parte infravermelha do espectro.
5. Fotoluminescência: Sob certas condições, os compostos de bismuto podem exibir fotoluminescência, emitindo luz quando excitados por fótons. Esta propriedade é explorada em algumas aplicações, como materiais luminescentes para displays e sensores.
6. Birrefringência Óptica: Alguns compostos contendo bismuto, particularmente certos cristais, exibem birrefringência óptica. Isso significa que eles possuem índices de refração diferentes para luz polarizada em direções diferentes, resultando em refração dupla.

Embora as propriedades ópticas do bismuto não sejam tão extensivamente estudadas ou utilizadas como as de alguns outros materiais, elas ainda contribuem para suas características únicas e o tornam adequado para aplicações específicas, particularmente em itens decorativos, arte e certos estudos científicos.

Ocorrência

O bismuto é encontrado principalmente na crosta terrestre, ocorrendo normalmente em depósitos minerais ao lado de outros metais, como chumbo, cobre, zincoe prata. É considerado um elemento relativamente raro, com abundância na crosta terrestre estimada em cerca de 0.2 partes por milhão. Alguns dos minerais comuns onde o bismuto é encontrado incluem:

1. Bismutinita (Bi2S3): Este é o mineral mais comum que contém bismuto. É um mineral de sulfeto e ocorre frequentemente em veios hidrotermais associados a outros minerais de sulfeto, como chumbo, zinco e minérios de prata.
2. Bismite (Bi2O3): Este é um mineral óxido de bismuto. Forma-se sob condições oxidantes e pode ocorrer em veios hidrotermais e pegmatitos, bem como em associação com outros minerais contendo bismuto.
3. Bismuto Nativo: Ocasionalmente, o bismuto ocorre em sua forma elementar nativa. Estas ocorrências são relativamente raras, mas podem ser encontradas em certos ambientes geológicos onde fluidos ricos em bismuto arrefeceram e solidificaram.
4. Bismuto Ocre: Esta é uma mistura de vários óxidos e hidróxidos de bismuto, frequentemente encontrados como intemperismo produto de outros minerais contendo bismuto.

O bismuto é normalmente obtido como subproduto do refino de chumbo, cobre, lata, prata e ouro minérios. Também é produzido como subproduto da fundição de certos minérios metálicos. Além disso, o bismuto pode ser extraído de seus minérios por meio de processos como torrefação, fundição e eletrólise.

Comercialmente, o bismuto é produzido principalmente na China, Peru, México e Canadá, com quantidades menores provenientes de outros países. A maior parte da produção de bismuto é utilizada em aplicações metalúrgicas, bem como em produtos farmacêuticos, cosméticos e vários outros processos industriais.

Área de Usos

O bismuto encontra aplicações em vários campos devido às suas propriedades únicas e toxicidade relativamente baixa. Algumas áreas principais onde o bismuto é utilizado incluem:

1. Metalurgia e Ligas: O bismuto é frequentemente ligado a outros metais, como estanho, chumbo, cádmioe índio para criar ligas de baixo ponto de fusão. Essas ligas são usadas em aplicações como soldagem, instalações hidráulicas, fusíveis elétricos e sistemas de extinção de incêndios.
2. Farmacêutico: Compostos de bismuto, como o subsalicilato de bismuto, são usados ​​em medicamentos para tratar distúrbios gastrointestinais como indigestão, diarreia e úlceras pépticas. Os compostos de bismuto atuam como antiácidos e agentes antimicrobianos.
3. Cosméticos: O oxicloreto de bismuto, um composto derivado do bismuto, é usado em cosméticos como bases, blushes e sombras para proporcionar um efeito perolado ou cintilante.
4. Indústria Nuclear: O bismuto é usado como material absorvente de nêutrons em alguns reatores nucleares e equipamentos de segurança nuclear.
5. Sistemas de detecção de incêndio: Materiais contendo bismuto são usados ​​em sistemas de detecção de incêndio devido à sua baixa condutividade térmica. Esses materiais são empregados em gatilhos sensíveis ao calor que ativam sistemas de supressão de incêndio.
6. Catalisadores: Os compostos de bismuto são utilizados como catalisadores em diversas reações químicas, inclusive na produção de produtos farmacêuticos e de química fina.
7. Usinagem e Lubrificação: O bismuto é utilizado como lubrificante em determinados processos de usinagem devido às suas propriedades de baixo atrito. Também pode servir como lubrificante em certas operações de conformação de metais.
8. Pirotecnia: Os compostos de bismuto são usados ​​em fogos de artifício e dispositivos pirotécnicos para criar efeitos coloridos devido à sua capacidade de produzir chamas vivas e iridescentes quando acesos.
9. Proteção contra radiação: O bismuto é empregado em certos tipos de proteção contra radiação devido à sua alta densidade e capacidade de absorver radiação.
10. Crescimento de Cristal: O bismuto é utilizado na produção de monocristais para diversas aplicações científicas e industriais, incluindo semicondutores e dispositivos ópticos.

Estes são apenas alguns exemplos das diversas aplicações do bismuto em diferentes indústrias. Sua combinação única de propriedades o torna valioso em uma ampla variedade de campos, desde saúde até metalurgia e eletrônica.

Distribuição

A distribuição do bismuto na natureza é relativamente difundida, mas tende a ocorrer em concentrações relativamente baixas em comparação com elementos mais abundantes. Aqui está um detalhamento de sua distribuição:

1. Crosta da Terra: O bismuto está presente na crosta terrestre em uma concentração média de cerca de 0.2 partes por milhão (ppm). Isso o torna um dos elementos menos abundantes na crosta terrestre.
2. Mineral Depósitos: O bismuto é normalmente encontrado em associação com outros minérios metálicos, particularmente aqueles de chumbo, cobre, zinco e prata. Ocorre em várias formas minerais, incluindo bismutinita (Bi2S3), bismite (Bi2O3) e bismuto nativo. Esses minerais são frequentemente encontrados em veios hidrotermais, pegmatitos e outras formações geológicas onde depósitos de minério são formados.
3. Produção Global: Os maiores produtores de bismuto são China, Peru, México e Canadá, embora quantidades menores também sejam produzidas em vários outros países. A China, em particular, domina a produção global, sendo responsável por uma parte significativa da oferta mundial de bismuto.
4. Subproduto da extração de outros metais: O bismuto é frequentemente obtido como subproduto do refino de minérios de chumbo, cobre, estanho, prata e ouro. É extraído desses minérios por meio de diversos processos, como fundição, torrefação e eletrólise.
5. Uso e distribuição industrial: Uma vez extraído, o bismuto é utilizado em diversas indústrias, como metalurgia, farmacêutica, cosmética, eletrônica e pirotecnia. Sua distribuição nessas indústrias depende de fatores como demanda, disponibilidade e considerações econômicas.
6. Global Trade: O bismuto e seus compostos são comercializados globalmente, com países importando e exportando produtos à base de bismuto para diversas aplicações. A China, como maior produtor, também desempenha um papel significativo no comércio global de bismuto.

No geral, embora o bismuto seja relativamente raro em comparação com alguns outros elementos, ainda é amplamente distribuído e desempenha papéis importantes em vários sectores industriais e comerciais em todo o mundo.