البزموت

بزموت

Bismuth -

البزموت

سمر خربوطلي

وجوده في الطبيعة واستحصاله

خواصه الفيزيائية

خواصه الكيميائية واستعمالاته

البزموت Bismuth عنصر كيميائي معدني، رمزه Bi ينتمي إلى الفصيلة 15 (أو VA) في الجدول الدوري، عدده الذري 83.

عُرف البزموت منذ القرن الخامس عشر، وكان لا يفرّق بينه وبين معادن أخرى مثل الرصاص والقصدير والأنتموان، ويعتقد أن أصل تسميته من الألمانية weisse masse التي تعني الكتلة البيضا ثم اختصرت إلى wismut وتحولت إلى اللاتينية bisemutum، ولم يصنف البزموت معدناً مستقلاً إلا في عام 1753؛ إذ بيَّن الكيميائي الفرنسي جوفوا C. F. Geoffroy أن هذا العنصر مختلف عن غيره، وهو ليس أحد أشكال الرصاص أو القصدير كما كان يُعتقد.

اكتشف أنه عنصر مشع في عام 2003، ولكن عمر النصف له طويل جداً؛ إذ يبلغ سنة أي لو وجد 100 غرام من البزموت منذ خلق الكون قبل 14 بليون سنة لبقي منه غير متفكك 9999999.99 غرام.
وكان لهذا الاكتشاف أهمية كبيرة لأنه كان من المتوقع أن يكون مشعاً، وهذا ما أثبتته التجربة عام 2003. وله عدة نظائر مشعة مصنّعة مثل عمر نصفه 15.3 يوماً و عمر نصفه 6.24 يوم
و عمر نصفه 33.40 سنة، و عمر نصفه 5.012 يوم، والبزموت عمر نصفه 45 دقيقة.

وجوده في الطبيعة واستحصاله

البزموت معدن مألوف نسبياً على الرغم من قلة انتشاره فهو يكوّن من القشرة الأرضية، وهو موجود على نحو حر أو بصورة مركبات مصاحباً معادن مثل الرصاص والقصدير والزنك والفضة. من أهم فلزاته minerals كبريتيد البزموت bismuthinite وأكسيد البزموت (بيزميت) bismite، وكربونات البزموتيل (بيزموتيت) bismutite. من أكثر الدول المنتجة للبزموت الصين واليابان والبيرو والمكسيك وجنوبي إفريقيا وبوليفيا وألمانيا وأستراليا.

يستحصل البزموت من نواتج شيّ فلزات القصدير والرصاص والنحاس أو ما يتبقى على مصعد الجهاز المستعمل لتنقية النحاس. يرجع أكسيد البزموت عند الدرجة 500◦س بالحديد والفحم وينقى البزموت الناتج كهربائياً.

خواصه الفيزيائية

البزموت معدن أبيض لمّاع قابل للكسر (قصوف)، يميل سطحه عند كسره إلى اللون الزهري، وله خواص فيزيائية مميزة. وله أعلى عدد ذري 83، وأعلى كتلة ذرية نسبية 208.98 بين العناصر المستقرة
non-radioactive elements. بعض خواصه الفيزيائية مشتركة مع القليل من المعادن فقط؛ فهو والغاليومgallium الوحيدان من بين المعادن التي يزداد حجمها عند التحول من الحالة السائلة إلى الصلبة.

تعد ناقليته الحرارية الأخفض من بين المعادن بعد الزئبق، وهو أحد المعادن التي مقاومتها الكهربائية في الحالة الصلبة أعلى منها في الحالة السائلة، ويتميز بازديادها مع ازدياد الحقل المغنطيسي المطبق. وهو ذو مغنطيسية معاكسة (عكسية) diamagnetic، يشتعل بلهب أزرق في الأكسجين ويكوّن أكسيده دخاناً أصفر، وهو أقل سميةً من العناصر المجاورة له مثل الرصاص والأنتموان والبولونيوم. وعندما يتوضع البزموت بطبقة رقيقة بكفاية على رِكازة substrate فإنه يصبح نصف ناقل بدلاً من معدن ردي الناقلية الكهربائية. يتبلور بشكل معيني الوجوه rhombohedral Bi-I. وعندما يضغط عند درجة حرارة الغرفة يتحول إلى النظام البلوري الأحادي الميل monoclinic عند ضغط قدره 2.55 غيغا باسكال ثم إلى رباعي الوجوه القائم Bi-III tetragonal عند 2.7 غيغا باسكال، وإلى مكعب مركزي الجسم body-centered cubic Bi-IV عند 7.7 غيغا باسكال. ويدرج في الجدول (1) أهم خواصه الفيزيائية.

خواصه الكيميائية واستعمالاته

البزموت هو العنصر الأكثر معدنية في فصيلته التي تضم الآزوت والفسفور والأنتموان. والبزموت في معظم مركباته ثلاثي درجة الأكسدة، وفي بعضها خماسي الدرجة. أما مركباته بدرجة الأكسدة 1و2و4 فهي غير ثابتة؛ فأكسيد البزموت الثنائيBiO يستحضر بتسخين حماضات (أكزالات) البزموت الأساسية (حماضات البزوتيل III) (المعادلة 1):

ويتأكسد للحال متحولاً إلى ثلاثي الأكسيد ثنائي البزموت .

لا يتأكسد البزموت عند درجة الحرارة العادية لكنه يتأكسد جزئياً بالجو الرطب بطبقة رقيقة تحميه من استمرار التأكسد؛ ويتأكسد بالتسخين الشديد في جو من الأكسجين مشكلاً ثلاثي أكسيد ثنائي البزموت، وهو ذو خواص أساسية (قاعدية) واضحة وينحل في الحموض.

يُستحصل خماسي أكسيد ثنائي البزموت بأكسدة الأكسيد بمؤكسد قوي مثل

وهو نسبياً خامل كيميائياً، ويكوّن مع هدروكسيد الصوديوم بزموتات الصوديوم .

يتفاعل البزموت مع الما عند درجة الحرارة الحمرا له ويتكون (المعادلة 2):

ويتفاعل مع حمض الكبريت المركز الساخن (المعادلة 3):

ومع حمض الآزوت (المعادلة 4):

وينحل في حمض كلور الما بوجود الأكسجين (المعادلة 5):

وهو يتفاعل مع اللامعادن، فمع الهالوجينات يكوّن هاليدات تكون فيها درجة الأكسدة 3، ويمكن أن يكوّن مع الفلور عند الدرجة 500°س، وبدرجة حرارة أخفض يكون . وهو لا ينحل في محاليل الما ات القوية من دون وجود مؤكسد مناسب. أما هدريد البزموت (أي البزموتين) فهو مركب غير ثابت يتفكك عند درجة حرارة الغرفة، وهو ثابت عند الدرجة -60ºس فقط.

يدخل البزموت في العديد من السبائك السهلة الانصهار التي لمعظمها درجة انصهار أخفض من 100°س، والمستخدمة في لحام المعادن وعمل القوالب وصنع صمامات الأمان في أسطوانات الغاز المضغوط وأجهزة إنذار الحريق، لبعض هذه السبائك درجة انصهار محددة ولبعضها الآخر مجال منها. ويتميز العديد من سبائك البزموت مع معادن أخرى مثل الحديد بمطواعيتها للتحويل إلى صفائح رقيقة بالطرق، وتعرف سبائكه هذه مع الحديد باسم الحديد المطواع

ونظراً لانخفاض درجة حرارة انصهار البزموت وسميته الضعيفة جداً بين المعادن الثقيلة يستخدم بدلاً من الرصاص في بعض السبائك المعدنية وسبائك اللحام، وفي الطلا والشحوم المزلقة وصناعة الزجاج والسيراميك، وتستخدم بعض مركباته مواد محفزة في صناعة البوليمرات .

كما تستخدم مركبات البزموت في الصناعات الصيدلانية مثل بعض أنواع قطرات العين لعلاج الالتهابات، وبعض الأدوية لعلاج مشاكل الجهاز الهضمي والأمراض الجلدية، ومستحضرات التجميل. ونظيره المشع المصنع يستخدم في علاج سرطان الدم (اللوكيميا Leukemia).

التصنيف : الكيمياء والفيزياء

النوع : الكيمياء والفيزياء

المجلد: المجلد الخامس

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية