Wismut

Hööftartikel: Isotopen vun Wismut
Iso	VN	t_½	VO	VE (MeV)	VP
²⁰⁷Bi	nee	31,55 a	ε	2,399	²⁰⁷Pb
²⁰⁸Bi	nee	3.368.000 a	ε	2,880	²⁰⁸Pb
²⁰⁹Bi	100 %	1,9 · 10¹⁹ a	α	3,137^[1]	²⁰⁵Tl
²¹⁰Bi	nee	5,013 d	β^-	1,163	²¹⁰Po
²¹⁰Bi	nee	5,013 d	α	5,037	²⁰⁶Tl

Wismut oder – in de Fackspraak – ok Bismut is en Cheemsch Element ut dat Periodensystem mit dat Atomteken Bi un de Atomtall 83. De Naam „Wismut“ is in’t düütsche Spraakrebeet begäng un warrt fakener bruukt, man siet 1979 is „Bismut“ de offizielle Beteken in de Fackspraak. Dat Element höört to de Serie vun de Metallen un is metastabil. De Isotopen sünd all unbestännig, man de Radioaktivität vun’t natürliche Wismut is so lütt, dat se eerst 2003 nawiest worrn is.

Historie

Dat Element Wismut weer wohrschienlich al in de Antike bekannt. De Naam vun dat Element reckt wiet torüch un weer 1450 as wismutum beleggt, un wohrschienlich 1390 ok al as wesemut. Vun wegen de Borns ut dat 15. Johrhunnert is de Naam vun dat Metall op den eersten Oort torüchföhrt worrn, woneem dat Element wunnen worrn is, neemlich „in de Wischen“ an’n Sneebarg in de Ierzbargen. Sünners siet dat Opdecken vun den baven nöömten eersten Belegg warrt aver ok en Afleiden vun dat araabsch itmid („Antimon“) överleggt. Paracelsus hett Wismut (wismat) 1526 to’n eersten mol as en Metall betekent.^[2]^[3]^[4]

Vörkamen

Tücht Wismutkristall. De Anloopklöören entstaht dör Interferenz

In de Natur is Wismut blots in lütte Mengden to finnen. De bekannten Lagersteden sünd vör allen in Süüdamerika, Mexiko, Peru, Bolivien, China, Australien, Kanada un Spanien. In verleden Tieten geev dat Wismut in de Ierzbargen, woneem dat Metall gediegen aver ok as Sulfid (Bismuthinit), Selenid (Selenidbismutgleem) un Oxid (Bismit oder Wismutocker) vörkummt. In bunnen Form kummt Wismut as Blangenmetall in Blie-, Kopper- un Tinnierzen vör. In Granit in Gneis kann een dat ok in fre’e Form finnen.

Winnen un Dorstellen

Üm Wismut to winnen, geiht man vun oxidische Ierzen ut, de mit Kahlen to’t Element reduzeert warrt:

{\rm {2\,Bi_{2}O_{3}+3\,C\rightarrow 3\,CO_{2}+4\,Bi}}

Ut sulfidische Ierzen kann dat Element to’n een mit Iesen na dat Nedderslagverfohren reduzeert warrn:

{\rm {Bi_{2}S_{3}+3\,Fe\rightarrow 3\,FeS+2\,Bi}}

Man kann de sulfidischen Ierzen toeerst in Oxiden ümwanneln un dorna denn mit Kahlen in’t Röstredukschoonsverfohren reduzeeren:

{\rm {2\,Bi_{2}S_{3}+9\,O_{2}\rightarrow 6\,SO_{2}+2\,Bi_{2}O_{3}}}

{\rm {2\,Bi_{2}O_{3}+3\,C\rightarrow 3\,CO_{2}+4\,Bi}}

Dat Rohwismut is toeerst aver noch mit annere Metallen verunreinigt. Reinigt warrn kann dat in’n Ansluss dör oxideeren Smölten.

Egenschoppen

Wismut is en röötlich gleemen Metall, dat bi normale technische Reinheit sprööd is. Bannig rein Wismut is dorgegen plastisch, man al düchtig lütte Mengden Kopper maakt dat Metall sprööd. De Kristallstruktur vun Wismut is rhomboedrisch mit bannig drang packte Dubbelschichten. Wismut is butendem een vun de wenigen Swormetallen, de nich giftig sünd, un hett den starksten Hall-Effekt vun all Elementen. De Elektrische Wedderstand vun Wismut is hooch un bito ok – afsehn vun Supraleiders un pyrolytisch Graphit – hett dat ok de starkste diamagneetsche Egenschop, wat bedüüt, dat Wismut ut en vun buten anleggt Magnetfeld rutwannert.

Fletig Wismut hett de Egenoort, sik uttodehnen, wenn dat verklamen deit. Disse Dichtanomalie gifft dat ok blots bi wenige Stoffen.

Isotopen

Dat Wismut, wat in de Natur vörkummt, besteiht rein ut dat Isotop ²⁰⁹Bi. Bit 2003 hett man glöövt, dat dit Isotop bestännig weer, man an’t Institut d'Astrophysique Spatiale in Orsay, Frankriek is denn faststellt worrn, dat dat woll doch en Alphastrahler is mit en Halfweertstiet vun (1,9 +/− 0,2) · 10¹⁹ (ruchweg 19 Trillionen Johren).^[5]

De langsome Verfall vun’t ²⁰⁹Bi is to’n een to verkloren dör de direkte Neeg to dat dubbelt magische ²⁰⁸Pb Blie in’t Isotopenschema un bito, dat ²⁰⁹Bi sülvst eenfach magisch is. Ut de langen Halfweertstiet warrt klor, dat de Aktivität vun dat Isotop so swack is, dat dor keen Gefahr vun utgeiht. Op 100 g Wismut verfallt in’n Snitt 1,2 Atomkarns in een Stünn. Üm en Aktivität vun 1 Becquerel to kriegen, müss man also 300 kg Wismut tosamenleggen.

²⁰⁹Bi is dat letzte Radioisotop in de Neptunium-Reeg un dat eenzige, wat noch natürlich vörkummt. Vun wegen, dat in Karnreakters ok de an’n Anfang vun de Neptunium-Reeg stahn Isotopen bröödt warrn, nimmt de ²⁰⁹Bi-Mengde op de Eer mit de Tiet to.

Bruuk

Dat Metall warrt bruukt as Bestanddeel in sietsmölten Legeeren as to’n Bispeel dat Woodsche Metall, dat al bit 70 °C smölt, oder Rose sien Metall mit en Smöltpunkt vun 98 °C. De Legeeren Bismanol mit Mangan is en starken Duermagnet.

De cheemsch Verbinnen Wismuttellurid maakt Küll in Peltier-Elementen. In medizinsche Stoffen wrrt dat to’n Bloodstillen un för de Desinfekschoon bruukt. Wismutoxichlorid BiOCl warrt as sülverwitt Pigment in Kosmetika verwennt. Dat Phase-Change-Material vun enige DVD-RAM bragt ok Wismut.^[6]

Wismutverbinnen warrt in Düütschland, de USA, Grootbritannien un enige annere Länner ok in Heelmiddel för’n Magen insett. Tomeist aver blots as Reservemiddel, to’n Bispeel bi Magengeswüren.

Wismutoxid warrt bi de Herstellen vun optische Glääs bruukt, un ok as Sinterhelpmiddel in de technischen Keramik. Wismutnitrat warrt as Röntgenkontrastmiddel bruukt. In de Form vun Wismutgermanat warrt dat wieter ok verwennt bi de Positronen-Emischoons-Tomographie.

In de fröheren Sowjetunion is en Blie-Wismut-Legeeren as Köhlmiddel för Karnreakters bruukt worrn. Disse Legeeren hett en grötteren Effekt as en normale Druckwaterköhlen, man se is ok sworer to bedenen. De Legeeren verklamt bi Temperaturen ünner 125 °C un kann dordör grode Reakterschadens maken. Reakters vun disse Oort sünd ünner annern in U-Bööd insett worrn, t. B. vun de Alfa-Klass.

Wismut warrt ok an de Steed vun Blie in Schrootmunitschoon för Scheetwapen bruukt vun wegen de Ungiftigkeit. Man, dat is nich so dull verbreedt.

En hoochwederbestännig gröönstekig Geel-Pigment is Wismutvanadat, dat in hoochweertige Lacken, Dispersionsfarven för de Butenfassaad, Kunststoffen un Druckfarven bruukt warrt.^[7]

Nawies

Wismut warrt mit de „Wismutrutsch“ mit Thioharnstoff nawiest. To’n Fällen vun Störionen, de nich wünscht sünd, warrt Natriumfluorid, Natriumchlorid un Kaliumnatriumtartrat verwennt:

NaF to’n Komplexeeren vun Fe³⁺ un Al³⁺;
NaCl to’n Fällen vun Ag⁺ un Hg₂²⁺;
Tartrat to’n Komplexeeren vun Sb³⁺ un Sn²⁺.

As Flaatmiddel warrt verdünnt HNO₃ nahmen. In’t Biwesen vun Bi³⁺ billt sik en kritallinschen, zitronengelen Thioharnstoff-Komplex, bi den de Thioharnstoff-Molekülen över den Swevel mit dat Wismut assozieert sünd. Bi³⁺ + 3 SCN₂H₄ $\rightarrow$ [Bi(SCN₂H₄)₃]³⁺
(Komplexbillensreakschoon).

Annere Nawiesreakschonen sünd en Redoxreakschoon mit Tinn-II-Ionen as Redukschoonsmiddel. Dorbi fallt elementaren Wismut swart ut. Oder man kann ok Natriumiodidlösen nehmen: Dorbi fallt toeerst swart Wismut-III-iodid ut, dat sik denn in’n Jod-Överschuss as orangen Tetraiodobismutat-Komplex löst: Bi³⁺ + 4 I⁻ $\rightarrow$ [BiI₄]⁻ (Komplexbillenreakschoon).

Verbinnen

Verbinnen vun Wismut sünd vör allen dreeweertig, man dat gifft ok een- un fiefweertigen Wismut. Wismut(V)oxid is aver en bannig dull Oxidatschoonsmiddel, dat sogor Mangan(II) to Permanganat oxideert. Bito billt dat polymere Kationen. An de Luft is Wismut bestännig. Nafolgen en poor bedüdende Wismutverbinnen:

Suerstoffverbinnen:
- Wismut(III)-oxid (Wismutocker, Bismit)

Swevelverbinnen:
- Wismut(III)-sulfid

Waterstoffverbinnen:
- Wismutwaterstoff (Bismutan)

Halogenverbinnen:
- Fluoriden: Wismuttrifluorid, Wismutpentafluorid, Wismutfluoroxid
- Chloriden: Wismutmonochlorid, Wismuttrichlorid, Wismutchloroxid
- Bromiden: Wismutmonobromid, Wismuttribromid, Wismutbromoxid
- Jodiden: Wismutmonoiodid, Wismuttriiodid, Wismutiodoxid

Borns

↑ Nature, Volume 422 Number 6934, 2003, Seite 876–878
↑ Wolfgang Pfeifer & al., Etymologisches Wörterbuch des Deutschen. 4. Oplaag, dtv, München 1999, p. 1574, Wismut.
↑ Friedrich Kluge, Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache. 18. Oplaag (bearbeidt vun Walther Mitzka), de Gruyter, Berlin 1960, p. 866, Wismut.
↑ Emil Ploß: Wismut (Eine etymologische Studie), Archiv för’t Studium vun de ne’eren Spraken 110 (1959), S. 317-321
↑ Pierre de Marcillac et al, Experimental detection of alpha-particles from the radioactive decay of natural bismuth, Nature 422, 876–878 (24. April 2003), Resultatentabell
↑ Naricht bi heise.de
↑ G. Buxbaum, G. Pfaff; Industrial Inorganic Pigments; Wiley-VCH; Weinheim; 2005; ISBN 3-527-30363-4; ISBN 978-3-527-30363-2