Bizmut Nedir? Bizmut Elementinin Özellikleri ve Kullanım Alanları

Bizmut en fazla metalik olan ve nitrojen grubu elementleri arasında en az bolluğa sahip elementtir. Sembolü Bi’dir ve periyodik tablonun 15. grubunda yer almaktadır. Oldukça parlak ve sıkı olan bu element aynı zamanda kırılgan ve kabaca bir kristaldir. Grimsi beyaz rengi ve hafif kızılımsı renkleriyle diğer metallerden kolaylıkla ayırt edilebilmektedir.

Tarihi

Bizmut elementi bileşiklerin içinde kendiliğinden meydana geldiğinden bu yana bilinen bir elementtir ancak kimse net olarak farklı bir metal olduğunun farkında değildir. Orta Çağ boyunca madenciler Bizmut’un gümüş elementinin ana metallerden arındırılması sırasında ortaya çıkan bir aşamasının ürünü olduğunu sanmaktadılar.

15. Yüzyıl yazarı Alman keşiş Basil Valentine’nin yazıtlarında element, Almancada beyaz kitle olarak geçen “Wismut” kelimesi ile ifade edilmektedir. Maden bilimci Georgius Agricola’ya göre ise Latince kelime olan “Bisemutum” olarak ifade edilmektedir. Bizmut elementi 18. Yüzyılın ortalarına doğru spesifik bir metal olarak kabul edildi. Kimya alanında ilk kez Alman kimyager Johann Heinrich Pott ve Fransız kimyager Claude-François Geoffroy tarafından kullanıldı.

Oluşumu

Bizmut, Gümüş elementi kadar bol miktarda bulunur ve yer kabuğunda yaklaşık %0.00002 oranında bulunmaktadır. Kozmik bolluğu, her 7.000.000 silisyum atomuna karşılık bir atom olarak tahmin edilmektedir. Hem doğal halde hem de bileşik halinde bulunabilmektedir. Doğal halinde ağırlıkla Bolivya, Kanada, İngiltere ve Almanya gibi ülkelerde kurşun, çinko, kalay ve gümüş cevherleri ile ilişkili damarlarda bulunur. Ticari alanlarda kullanılmak üzere bizmutun kurşun, kalay, bakır, gümüş ve altın cevherlerinin eritilmesi ve rafine edilmesinde işlemleri sırasında elde edilebildiği bilinmektedir. Güney Kore’deki tungsten cevherleri, Meksika’daki kurşun cevherleri, Bolivya’daki bakır cevherleri ve Japonya’daki kurşun ve bakır cevherlerin bizmut elementinin üretildiği önemli madenlerdir. Saf hali, oksidin karbon ile azaltılması veya sülfürün kömür varlığında kavrulması ile de elde edilebilir. Bizmut sadece kütlesi 209 olan bir kararlı izotop oluşturur. Çoğu kararsız olan çok sayıda radyoaktif izotopa sahip olduğu bilinmektedir.

Doğal olarak oluşan bileşikleri şu şekildedir;

• Bizmit veya bizmut ochre (Bi_2O3)
• Bizmutinit Bi2S3
• Bismutosphaerite

Üretimi ve Kullanım Alanları

Bizmut yüksek sıcaklıkta uçucu olduğu bilinen ama genellikle eritme işlemlerinden sonra diğer metaller ile birlikte geriye kalan bir elementtir. Bakırın elektrolitik olarak rafine edilmesi, anot çamurunun bir bileşeni olarak bizmutu geride bırakmaktadır. Bizmutun Betterton–Kroll sürecinin yüksek ısıyla erime işleminden sonra kurşundan ayrılması kalsiyum veya magnezyum bismutit (ca3bi2 veya Mg3Bi2) oluşumuna neden olmaktadır. Bu da cüruf olarak ayrılmasına ve kaymasın neden olabilmektedir. Oluşan cüruf magnezyumu kalsiyumu çıkarmak için klorlu olabilmektedir. Sodyum hidroksit ile arıtılma işleminde sonra son derece saf bizmut üretilebilmektedir. Betts işlemi olarak bilinen alternatif bir arıtma işleminde de bizmut anot çamurundan geri kazanılabilir. Bizmutun oksit veya karbonat cevherlerinden ayrılması, konsantre hidroklorik asit ile süzülerek gerçekleştirilebilir. Seyrelti daha sonra bizmut oksiklorit olarak çökelir. Bu çökelti kireç ve odun kömürü ile ısıtıldığında metalik bizmut üretir.

Metalik bizmut esas olarak alaşımlarda kullanılır, bunların çoğu düşük erime noktası ve katılaşma üzerine genişleme özelliklerine sahiptir. Bizmut, düzgün, temiz dökümler yapan tip-metal alaşımlarının yararlı bir bileşenidir. Özellikle yangın algılama ekipmanlarında çok çeşitli uygulamalara sahip eriyebilir alaşımlar olarak adlandırılan düşük erime noktalı alaşımlarda kullanılır. Bizmut-manganez alaşımı kalıcı bir mıknatıs olarak etkilidir. Küçük bizmut konsantrasyonları, alüminyum, çelik, paslanmaz çelik ve diğer alaşımların işlenebilirliğini arttırmaktadır. Grafitin dövülebilir dökme demirden ayrılmasını da bastırmaktadır. Soğutma işlemleri için termoelektrik cihazlarda bizmut telluride, Bi2Te3 ve bizmut selenide, Bi2se3 olarak kullanır. Sıvı bizmut, nükleer enerji üretiminde yakıt taşıyıcısı ve soğutucu olarak kullanılmıştır.

Bizmutun başlıca kimyasal uygulaması, propilen ve amonyağın akrilonitrile hava oksidasyonu için etkili bir katalizör olan bizmutfosfomolibdat (BiPMo12O40) formundadır. İkincisi akrilik elyaf, boya ve plastik yapmak için kullanılır. Bizmutun farmakolojik kullanımları yüzyıllardır uygulanmaktadır. Genellikle hazımsızlık ilaçları ve antisifilitik ilaçlarda etkilidir. Az çözünür veya çözünmeyen tuzlar, yaraların ve mide bozukluklarının tedavisinde ve X-ışını muayenesi sırasında sindirim sisteminin ana hatlarında kullanılır. Önemli miktarda bizmut oksiklorit ruj, oje ve göz farı için sedef görünümü vermek için kullanılmıştır.

Özellikleri ve Tepkileri

Biraz pembemsi, gümüşi metalik bir parlaklığa sahip oldukça kırılgan bir metaldir ve tüm metaller arasında en diamagnetik olanı olarak bilinir. Sert ve kaba kristalliğe sahiptir. Erimiş haldeyken katılaştığında %3,3 genişlemeye maruz kalır. Elektriksel iletkenliği çok zayıftır, ancak sıvı haldeyken katıdan halinden biraz daha iyidir. Isı iletkenliği ile ilgili olarak, cıva hariç tüm metallerin en zayıf olanıdır. Bizmut atomları, azot grubunun diğer elementleri gibi en dış kabuklarında aynı elektronik yapıya sahiptir. Bu nedenle, +3 veya -3 oksidasyon durumu sergileyen üç tekli kovalent bağ oluşturabilirler. Element diğerler grup elementlerinden biraz daha düşük elektronegatifliğe sahiptir.

Kaynak

https://www.britannica.com/science/bismuth/Properties-and-reactions