Висмут

(далее В)(лат. Bismuthum), , элемент группы периодической системы номер 83, масса 208,980; металл с розоватым оттенком. Природный В состоит из одного стабильного изотопа 209.   В был известен в 15-16 вв., но долгое время его считали разновидностью или За самостоятельный металл В был признан в середине 18 в. Французский химик А. Лавуазье включил его в список простых тел. Происхождение названия "В не установлено.   Содержание В в земной коре 2·10-5% по массе. В встречается в природе в виде многочисленных минералов, из которых главнейшие - блеск Вi23, висмут самородный , бисмит 23 и др. (см. Висмутовые руды). В большем количестве, но в малых концентрациях В встречается как изоморфная примесь в и рудах. Около 90% мирового потребления покрывается попутной добычей В при переработке полиметаллических руд.   Физические и свойства. В имеет ромбоэдрическую решетку с периодом a = 4,7457 А° и углом α=57°14"13". Плотность 9,80 г/см3; tпл 271,3°С; tkип 1560 °С. Удельная теплоемкость (20 °С) 123,5 дж/кг·К (0,0294 кал/г·С); термический коэффициент линейного расширения при комнатной температуре 13,3·10-6; удельная теплопроводность (20°С) 8,37 вт/(м·К) (0,020 кал/(см·сек·°С)); удельное электрическое сопротивление (20° С) 106,8·10-8 ом·м (106,8·10-6 ом·см). В - самый диамагнитный металл. Удельная восприимчивость равна -1,35·10-6. Под влиянием поля электросопротивление В увеличивается в большей степени, чем у других металлов, что используется для измерения индукции сильных полей (см. Висмутовая спираль). Сечение захвата тепловых нейтронов у В мало (34·10-31 м2 или 0,034 барна). При комнатной температуре В хрупок, легко раскалывается по плоскостям спайности, в фарфоровой ступке растирается в порошок. При температуре 120-150°С ковок; горячим прессованием (при 240-250° С) из него можно изготовить проволоку диаметром до 0,1 мм, а также пластинки толщиной 0,2-0,3 мм. Твердость по Бринеллю 93 Мн/м2 (9,3 кгс/мм2), по Моосу 2,5. При плавлении В уменьшается в объеме на 3,27%.   В в сухом воздухе устойчив, во влажном наблюдается его поверхностное окисление. При нагревании выше 1000°С сгорает голубоватым пламенем с образованием окиси 23. В ряду напряжений В стоит между и поэтому в разбавленной серной и соляной кислотах не растворяется; растворение в концентрированных серной и кислотах идет с выделением 2 и соответствующих окислов   В проявляет валентность 2, 3 и 5. Соединения В низших валентностей имеют основной характер, высших - кислотный. Из соединений В наибольшее значение имеет трехокись Вi23, при нагревании меняющая свой желтый цвет на красно-коричневый. Вi23 применяют для получения солей. В разбавленных растворах соли гидролизуются. 3 гидролизуется с выпадением , нитрат (3)3 - с выпадением основной соли 3·. Способность солей В гидролизоваться используется для его очистки. Соединения 5-валентного В получаются с трудом; они являются сильными окислителями. Соль КВiО3 (соответствующая ангидриду 25) образуется в виде буро-красного осадка на аноде при электролизе кипящего раствора смеси , и взвеси Вi23. В легко соединяется с галогенами и серой. При действии кислот на сплав В с образуется ( ВiH3; в отличие от арсина 3, - соединение неустойчивое и в чистом виде (без избытка не получено. С некоторыми металлами ( В образует легкоплавкие эвтектики; с и - интерметаллические соединения c температурой плавления, значительно превышающей температуры плавления исходных компонентов. С расплавами и В не взаимодействует.   Получение и применение. Основное количество В добывается попутно при огневом рафинировании чернового свинца (веркблея). Пирометаллургический способ основан на способности В образовывать тугоплавкие интерметаллические соединения с К, , и . В расплавленный добавляют указанные металлы и образовавшиеся твердые соединения их с В (дроссы) отделяют от расплава. Значительное количество В извлекают из шламов электролитического рафинирования в кремнефтористоводородном растворе, а также из пылей и шламов производства. Содержащие В дроссы и шламы сплавляют под щелочными шлаками. Полученный черновой металл содержит примеси , , , , , , , и некоторых других элементов. Выплавка В из собственных руд производится в небольшом масштабе. Сульфидные руды перерабатывают осадительной плавкой с скрапом. Из окисленных руд В восстанавливают углем под слоем легкоплавкого флюса.   Для грубой очистки чернового В применяются в зависимости от состава примесей различные методы: зейгерование, окислительное рафинирование под щелочными флюсами, сплавление с серой и др. Наиболее трудно отделяемая примесь удаляется (до 0,01%) продуванием через расплавленный металл Товарный В содержит 99,9-99,98% основного металла. В высокой чистоты получают зонной перекристаллизацией в кварцевых лодочках в атмосфере инертного газа. Значительное количество В идет для приготовления легкоплавких сплавов, содержащих (см., например, Вуда сплав), которые применяют в зубоврачебном протезировании, для изготовления клише с деревянных матриц, в качестве выплавляемых пробок в автоматических противопожарных устройствах, при напайке колпаков на бронебойные снаряды и т.д. Расплавленный В может служить теплоносителем в ядерных реакторах.   Быстро увеличивается потребление В в соединениях с для термоэлектрогенераторов. Эти соединения из-за благоприятного сочетания величин теплопроводности, электропроводности и термоэлектродвижущей силы позволяют преобразовывать тепловую энергию в электрическую с большим кпд (~7%). Добавка В к нержавеющим сталям улучшает их обрабатываемость резанием.   Соединения В применяются в стекловарении (увеличивают коэффициент преломления) и керамике (дают легкоплавкие эмали). Растворимые соли В ядовиты, по характеру воздействия аналогичны   Наибольшее количество В потребляется фармацевтической промышленностью. В и его препараты применяют в медицинской практике как обеззараживающие и подсушивающие средства. Нитрат В основной применяют внутрь при воспалительных заболеваниях кишечника (колиты, энтериты), язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки; выпускается в порошках и таблетках; входит в состав таблеток викалин и викаир. Наружно применяют препараты В в виде присыпок и мазей (ксероформ, дерматол) для лечения ожогов, дерматитов и поверхностных пиодермий. Для внутримышечных инъекций употребляют взвеси некоторых соединений В в растительном масле (бисмоверол, бийохинол) при лечении сифилиса.   Лит.: Томсон Дж. Г., пер. (с англ.), Л., 1932; Сажин Н. П., Дулькина Р. А., Получение металлического высокой частоты, М., 1955; (Каганович С. Я., Иванов Г. П.), Производство и применение в капиталистических странах, М., 1963; Глазков Е. Н., Таш., 1969.   Л. Я. Кроль.