Wismut

Wismut ist ein chemisches Element mit dem Symbol Bi und der Ordnungszahl 83. Es gehört zur Gruppe 15 (früher Gruppe VA) des Periodensystems, die allgemein als Pniktogene bezeichnet wird. Wismut ist das schwerste stabile Element und kommt in der Natur hauptsächlich in elementarer Form vor, kann aber auch in verschiedenen Formen vorkommen Mineralien.

In seiner reinen Form ist Wismut ein sprödes Metall mit einer silbrig-weißen Farbe und einem rosa Schimmer. Es hat einen hohen elektrischen Widerstand und eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Wismut ist ungiftig und wird manchmal in Legierungen für Anwendungen wie Löten, Gießen und Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet.

Eine der interessantesten Eigenschaften von Wismut ist seine Tendenz, bei Reaktion mit Luft wunderschöne schillernde Oxidschichten auf seiner Oberfläche zu bilden. Dadurch entstehen atemberaubend farbenfrohe Kristallformationen, die Wismutkristalle zu einer beliebten Wahl für Sammler und für die Verwendung in Schmuck und Dekorationsgegenständen machen.

Wismutmineralien sind relativ selten, aber es gibt sie. Das häufigste Wismutmineral ist Bismuthinit (Bi2S3), das häufig in Verbindung mit anderen Metallsulfiden wie z führen, Kupfer und Silber Erze. Andere Mineralien, die Bismut enthalten, sind Bismit (Bi2O3) und natives Bismut, also Bismut, das in seiner reinen elementaren Form vorkommt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wismut ein faszinierendes Element ist, das für seine einzigartigen Eigenschaften bekannt ist, darunter seine farbenfrohen Kristallformationen und seine Verwendung in verschiedenen industriellen Anwendungen. Sein Vorkommen in mineralischer Form trägt zu seiner Faszination und Bedeutung für das Studium der Geologie bei Mineralogie.

Name und Vorname: Aus dem Deutschen weisse masse, später wismuth, weiße Masse.

Mineralgruppe: Arsen Gruppe.

Zelldaten: Raumgruppe: R3m. a = 4.546 c = 11.860 Z = 6

Gesellschaft: Chalkopyrit, Arsenopyrit, Pyrrhotit, Pyrit, Kobaltit, Nickelin, Breithauptit, Skutterudit, Safflorit, Bismuthinit, Silber, Cubanit, Molybdänit, Sphalerit, Bleiglanz, Scheelit, Wolframit, Calcit, Baryt, Quarz.

Chemische Eigenschaften

Chemische Klassifizierung	Ureinwohner
Chemische Zusammensetzung	Bi

Physikalische Eigenschaften

Farbe	Rötlichweiß bis cremeweiß; läuft schillernd rosa, gelblich oder bläulich an
Streifen	Silber Weiss
Glanz	Metallisch
Spaltung	Perfekt Perfekt {0001}, Gut {1011}, Schlecht {1014}
Durchsichtigkeit	Undurchsichtig
Mohs-Härte	2–2.5 auf der Mohs-Skala
Kristallsystem	trigonal
Entschlossenheit	Sectile
Signaldichte	9.7 – 9.83 g/cm3 (gemessen) 9.753 g/cm3 (berechnet)

Optische Eigenschaften

Wismut weist mehrere interessante Merkmale auf Optische Eigenschaften, obwohl es im Vergleich zu anderen Materialien wie Silizium oder verschiedenen in der Optik verwendeten Verbindungen normalerweise nicht als wichtiger Akteur bei optischen Anwendungen angesehen wird. Dennoch sind hier einige optische Eigenschaften von Wismut:

1. Brechung: Bismut hat einen Brechungsindex von etwa 1.9 für sichtbares Licht. Das bedeutet, dass Licht, das durch Wismut hindurchgeht oder mit ihm interagiert, gebrochen oder gebogen wird, wenn es in das Material eintritt oder aus ihm austritt.
2. Betrachtung: Wie die meisten Metalle weist Wismut ein Reflexionsvermögen auf. Allerdings ist es nicht so reflektierend wie einige andere Metalle wie Silber oder Aluminium. Das Reflexionsvermögen von Wismut kann je nach Faktoren wie Oberflächenbeschaffenheit und Reinheit variieren.
3. Färbung: Wismut ist für seine schillernde Oxidschicht bekannt, die sich auf seiner Oberfläche bildet, wenn es Luft ausgesetzt wird. Diese Oxidschicht kann eine Reihe von Farben erzeugen, darunter Purpur, Blau, Grün und Gelb. Diese Eigenschaft macht Wismutkristalle für dekorative und künstlerische Zwecke beliebt.
4. Transparenz: Bismut gilt im Allgemeinen als undurchsichtig für sichtbares Licht, was bedeutet, dass kein Licht durchdringen kann. Allerdings kann Wismut in dünnen Filmen oder bestimmten Kristallstrukturen einen gewissen Grad an Transparenz aufweisen, insbesondere im Infrarotbereich des Spektrums.
5. Photolumineszenz: Unter bestimmten Bedingungen können Wismutverbindungen Photolumineszenz zeigen und Licht emittieren, wenn sie durch Photonen angeregt werden. Diese Eigenschaft wird in einigen Anwendungen ausgenutzt, beispielsweise bei Leuchtstoffen für Displays und Sensoren.
6. Optische Doppelbrechung: Einige wismuthaltige Verbindungen, insbesondere bestimmte Kristalle, weisen optische Doppelbrechung auf. Das bedeutet, dass sie für in unterschiedlichen Richtungen polarisiertes Licht unterschiedliche Brechungsindizes haben, was zu einer Doppelbrechung führt.

Obwohl die optischen Eigenschaften von Wismut nicht so ausführlich untersucht oder genutzt werden wie die einiger anderer Materialien, tragen sie dennoch zu seinen einzigartigen Eigenschaften bei und machen es für bestimmte Anwendungen geeignet, insbesondere in Dekorationsgegenständen, in der Kunst und für bestimmte wissenschaftliche Studien.

Auftreten

Wismut kommt hauptsächlich in der Erdkruste vor und kommt typischerweise in vor Mineralvorkommen neben anderen Metallen wie Blei, Kupfer, Zink, und Silber. Es gilt als relativ seltenes Element, dessen Häufigkeit in der Erdkruste auf etwa 0.2 Teile pro Million geschätzt wird. Zu den häufigsten Mineralien, in denen Bismut vorkommt, gehören:

1. Bismuthinit (Bi2S3): Dies ist das am häufigsten vorkommende Mineral, das Wismut enthält. Es ist ein Sulfidmineral und kommt häufig in hydrothermalen Adern vor, die mit anderen Sulfidmineralien wie Blei-, Zink- und Silbererzen verbunden sind.
2. Bismit (Bi2O3): Dies ist ein Oxidmineral von Wismut. Es entsteht unter oxidierenden Bedingungen und kann in hydrothermalen Adern und Pegmatiten sowie in Verbindung mit anderen Wismut-haltigen Mineralien vorkommen.
3. Einheimisches Wismut: Gelegentlich kommt Wismut in seiner natürlichen elementaren Form vor. Diese Vorkommnisse sind relativ selten, können jedoch in bestimmten geologischen Umgebungen gefunden werden, in denen wismutreiche Flüssigkeiten abgekühlt und verfestigt sind.
4. Wismut-Ocker: Dies ist eine Mischung aus verschiedenen Bismutoxiden und -hydroxiden, die oft als gefunden wird Verwitterung Produkt anderer wismuthaltiger Mineralien.

Wismut wird typischerweise als Nebenprodukt bei der Raffinierung von Blei, Kupfer, Zinn, Silber und Gold Erze. Es entsteht auch als Nebenprodukt beim Schmelzen bestimmter Metallerze. Darüber hinaus kann Wismut durch Verfahren wie Rösten, Schmelzen und Elektrolyse aus seinen Erzen gewonnen werden.

Kommerziell wird Wismut hauptsächlich in China, Peru, Mexiko und Kanada hergestellt, kleinere Mengen kommen auch aus anderen Ländern. Der Großteil der Wismutproduktion wird in metallurgischen Anwendungen sowie in Pharmazeutika, Kosmetika und verschiedenen anderen industriellen Prozessen verwendet.

Verwendet Bereich

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften und relativ geringen Toxizität findet Wismut in verschiedenen Bereichen Anwendung. Zu den Schlüsselbereichen, in denen Wismut verwendet wird, gehören:

1. Metallurgie und Legierungen: Bismut wird häufig mit anderen Metallen wie Zinn, Blei, legiert. Cadmiumund Indium zur Herstellung von Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt. Diese Legierungen werden in Anwendungen wie Löten, Sanitärarmaturen, elektrischen Sicherungen und Feuerlöschanlagen verwendet.
2. Medizin: Wismutverbindungen wie Wismutsubsalicylat werden in Medikamenten zur Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen wie Verdauungsstörungen, Durchfall und Magengeschwüren verwendet. Wismutverbindungen wirken als Antazida und antimikrobielle Wirkstoffe.
3. Kosmetik: Wismutoxychlorid, eine aus Wismut gewonnene Verbindung, wird in Kosmetika wie Grundierungen, Rouge und Lidschatten verwendet, um einen perlmuttartigen oder schimmernden Effekt zu erzielen.
4. Nukleare Industrie: Wismut wird in einigen Kernreaktoren und nuklearen Sicherheitsausrüstungen als neutronenabsorbierendes Material verwendet.
5. Brandmeldesysteme: Wismuthaltige Materialien werden aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit in Brandmeldesystemen verwendet. Diese Materialien werden in wärmeempfindlichen Auslösern eingesetzt, die Feuerlöschsysteme aktivieren.
6. Katalysatoren: Wismutverbindungen werden als Katalysatoren in verschiedenen chemischen Reaktionen eingesetzt, unter anderem bei der Herstellung von Pharmazeutika und Feinchemikalien.
7. Bearbeitung und Schmierung: Aufgrund seiner geringen Reibungseigenschaften wird Wismut bei bestimmten Bearbeitungsprozessen als Schmiermittel verwendet. Es kann auch als Schmiermittel bei bestimmten Metallumformvorgängen dienen.
8. Pyrotechnik: Wismutverbindungen werden in Feuerwerkskörpern und pyrotechnischen Geräten verwendet, um farbenfrohe Effekte zu erzeugen, da sie beim Anzünden lebendige und schillernde Flammen erzeugen können.
9. Strahlenschutz: Wismut wird aufgrund seiner hohen Dichte und Fähigkeit, Strahlung zu absorbieren, in bestimmten Arten von Strahlenschutz eingesetzt.
10. Kristallwachstum: Bismut wird bei der Herstellung von Einkristallen für verschiedene wissenschaftliche und industrielle Anwendungen verwendet, darunter Halbleiter und optische Geräte.

Dies sind nur einige Beispiele für die vielfältigen Anwendungen von Wismut in verschiedenen Branchen. Seine einzigartige Kombination von Eigenschaften macht es in einer Vielzahl von Bereichen wertvoll, vom Gesundheitswesen über die Metallurgie bis hin zur Elektronik.

Vertrieb

Die Verbreitung von Wismut in der Natur ist relativ weit verbreitet, es kommt jedoch im Vergleich zu häufiger vorkommenden Elementen tendenziell in relativ geringen Konzentrationen vor. Hier ist eine Aufschlüsselung der Verteilung:

1. Erdkruste: Wismut ist in der Erdkruste in einer durchschnittlichen Konzentration von etwa 0.2 Teilen pro Million (ppm) vorhanden. Damit ist es eines der am wenigsten vorkommenden Elemente in der Erdkruste.
2. Mineral Einlagen: Wismut kommt typischerweise in Verbindung mit anderen Metallerzen vor, insbesondere solchen aus Blei, Kupfer, Zink und Silber. Es kommt in verschiedenen Mineralformen vor, darunter Bismuthinit (Bi2S3), Bismit (Bi2O3) und natives Bismut. Diese Mineralien kommen häufig in hydrothermalen Adern, Pegmatiten und anderen geologischen Formationen vor Erzvorkommen sind geformt.
3. Globale Produktion: Die größten Wismutproduzenten sind China, Peru, Mexiko und Kanada, obwohl auch in mehreren anderen Ländern kleinere Mengen produziert werden. Insbesondere China dominiert die weltweite Produktion und macht einen erheblichen Teil des weltweiten Wismutangebots aus.
4. Nebenprodukt der Gewinnung anderer Metalle: Bismut wird oft als Nebenprodukt bei der Raffinierung von Blei-, Kupfer-, Zinn-, Silber- und Golderzen gewonnen. Aus diesen Erzen wird es durch verschiedene Verfahren wie Schmelzen, Rösten und Elektrolyse gewonnen.
5. Industrielle Nutzung und Verbreitung: Nach der Gewinnung wird Wismut in verschiedenen Branchen wie der Metallurgie, der Pharmaindustrie, der Kosmetik, der Elektronik und der Pyrotechnik eingesetzt. Seine Verteilung in diesen Branchen hängt von Faktoren wie Nachfrage, Verfügbarkeit und wirtschaftlichen Überlegungen ab.
6. Welthandel: Wismut und seine Verbindungen werden weltweit gehandelt, wobei Länder Produkte auf Wismutbasis für verschiedene Anwendungen importieren und exportieren. China spielt als größter Produzent auch eine bedeutende Rolle im weltweiten Handel mit Wismut.

Obwohl Wismut im Vergleich zu einigen anderen Elementen relativ selten ist, ist es dennoch weit verbreitet und spielt in verschiedenen Industrie- und Handelssektoren auf der ganzen Welt eine wichtige Rolle.