bismuth

Geokemi og forekomster

Det gennemsnitlige indhold af bismuth i jordskorpen og i de vigtigste bjergartstyper er kun ufuldstændigt kendt. Bismuth udviser stor affinitet over for svovl og optræder derfor hyppigst i sulfider og sulfosalte. Størstedelen af jordskorpens bismuth findes imidlertid som sporstof i andre sulfider, fx blyglans, der kan indeholde indtil flere procent af metallet.

Det mest almindelige mineral er bismuthglans, bismuthinit. Endvidere optræder bismuth som gedigent metal og i et stort antal sulfosalte, fx aikinit, cosalit, matildit og cuprostibit, i tellurider, fx tellurbismuthinit og i selenider. Dertil kommer et begrænset antal af forholdsvis sjældne bismuthmineraler med bl.a. ilt. Mange af disse, fx bismit, er dannet ved forvitringsprocesser.

Fremstilling og anvendelse

Bismuth udvindes af anodeslam fra elektrolytisk raffinering af kobber og bly, der stammer fra bismuthholdige malme. Slammet tørres og ristes evt., hvorefter det fremkomne bismuthoxid reduceres med kul. Desuden udvindes bismuth ved direkte udsmeltning af gedigent bismuth fra granitiske malme. Årsproduktionen udgør ca. 5500 t med Kina, Mexico og Peru som de altovervejende producentlande.

Knap halvdelen af produktionen anvendes til fremstilling af kemikalier. Tidligere blev en del organiske bismuthforbindelser anvendt som lægemidler mod syfilis; i dag anvendes bismuthforbindelser som lægemidler mod mavesår og diarré. Resten anvendes som metal, hvor bismuth indgår i legeringer med blandt andet bly, tin og cadmium, der smelter ved særlig lave temperaturer (se letsmeltelige legeringer), og som udnyttes til smeltesikringer, brandalarmer, lodning, af- og indstøbning ved lav temperatur.

Bismuth er et af de få metaller, der udvider sig ved størkning, og denne egenskab udnyttes i bismuthlegeringer til støbning, hvorved man undgår det størknings- og afkølingssvind, der ellers ledsager støbning.

Forbindelser

Bismuth optræder hovedsagelig i oxidationstrinnet +3, men kan også danne forbindelser med oxidationstal +5.

Halogenforbindelser. Typiske forbindelser kan skrives som BiX₃, hvor X kan være et af halogenerne fluor, F, klor, Cl, brom, Br eller jod, I. De er alle faste stoffer.

Oxygenforbindelser. Nogle af de bedst kendte bismuthforbindelser er bismuthoxiforbindelser, tidligere bismuthylforbindelser, fx bismuthoxiklorid, BiOCl, der bl.a. har fundet anvendelse som hvid sminke. I vandig opløsning kan bismuthforbindelser kun eksistere i stærkt sure væsker. I svagt sure væsker udfældes bismuthoxiforbindelser som fx basisk bismuthnitrat, Bi₂O₂OHNO₃, der har været anvendt som brandsårssalve.

Svovl-, selen- og tellurforbindelser. Sure opløsninger af bismuthsalte giver ved tilledning af hydrogensulfid (svovlbrinte), H₂S, udfældning af bismuth(III)sulfid, Bi₂S₃. De analoge forbindelser med selen og tellur er som sulfidet halvledere, og bismuth(III)tellurid, Bi₂Te₃, har fundet anvendelse til elektrisk køling ved Peltiereffekten (se termoelektricitet).

Bismuth optræder med oxidationstallet +5 i bismuthpentafluorid, BiF₅, og i dobbeltoxider, bismuthater af typen MBiO₃, hvor M er et af alkalimetallerne Li, Na, K, Rb eller Cs. Forbindelsen Ba_0,6K_0,4BiO₃, der indeholder bismuth med oxidationstallene +3 og +5, har vist sig at være superledende med en kritisk temperatur på 30 K.

Andre bismuthforbindelser. I overensstemmelse med at Bi er kemisk beslægtet med arsen og antimon, kan der fremstilles en hydrogenforbindelse, bismuthan, BiH₃, dog kun med stor vanskelighed, og den er meget instabil.