کلمه “بیسموت” یک نسخه لاتین شده از یک واژه آلمانی باستان ، “weissmuth” یا “ماده سفید” است ، احتمالاً به دلیل اکسید سفید عنصر نامگذاری شده است. طبق گفته انجمن سلطنتی شیمی بیسموت در حدود سال 1400 میلادی توسط کیمیاگری ناشناخته شناخته شده بود ، اما اغلب با سرب اشتباه گرفته می شد زیرا به همین ترتیب آن نیز فلزی سنگین با نقطه ذوب پایین بود. بعداً در همان قرن ، به صورت قالب فشرده آلیاژ با سرب برای چاپگرها ساخته شد و جعبه های تزئین شده از این فلز ساخته می شدند.
جورجیوس آگریکولا در اوایل سال های 1500 پیش بینی کرد که این فلز کاملاً متفاوت باشد ، همانطور که کاسپار نویمان در اوایل دهه 1700 چنین کاری انجام داد ، اما اثبات آن بالاخره در سال 1753 به لطف کار کلود-فرانسوا جفروی جوان ارائه شد. او اولین کسی بود که ثابت کرد بیسموت از سرب متمایز است. از بیسموت به عنوان فلز آلیاژی در برنز توسط اینکاهای آمریکای جنوبی در حدود سال 1500 میلادی استفاده می شد و نمونه های نیتیو (خالص و فلز آزاد) آن نیز به طور طبیعی وجود دارد.
ذخایر و معادن بیسموت
به طور طبیعی ، بیسموت به میزان اندک در کل پوسته زمین به صورت یک فلز خالص و یا ترکیب شده با عناصر دیگر یافت میشود. بزرگترین منبع بیسموت در کانی های معدنی بیسموتینیت یا سولفید بیسموت (Bi2S3) یافت می شود. بیسموت معمولاً به عنوان یک محصول جانبی در فرآوری کانسار سرب ، مس ، قلع ، نقره و طلا در بولیوی ، پرو ، ژاپن ، مکزیک و کانادا بدست می آید.
شاید بهترین نمونه های بیسموت در کوه Schneeberg در اتریش و مناطق اطراف آن در Erzgebirge در زاکسن آلمان یافت شود. نمونه های عالی نیز از سنت ایوس انگلستان آمده است. کمپ ولفرام ، دیمبولا ، کوئینزلند ، استرالیا ؛ چین و معدن Siglo Veinte (Llallagua) ، پوتوسی ، بولیوی از دیگر نقاط میباشند. در کانادا ، بیسموت در کبالت ، منطقه تیمیسکیمینگ ، انتاریو پیدا شده است. در مکزیک با بیسموتینیت در معدن ال کارمن در دورانگو رخ می دهد.
ویژگی های خاص بیسموت
در مقایسه با سایر فلزات ، بیسموت بیشترین دیامغناطیس است. یعنی در برابر مغناطیسی مقاومت می کند و توسط یک میدان مغناطیسی دفع می شود. این ماده همچنین دارای هدایت الکتریکی کم و بیشترین مقاومت الکتریکی در هنگام قرارگیری در یک میدان مغناطیسی است ، ویژگی ای که به نام ” اثر هال (Hall effect) ” از آن یاد میشود.
هدایت حرارتی بیسموت از سایر فلزات به جز جیوه کمتر است. همچنین دارای نقطه ذوب نسبتاً کمی است ، به ویژه هنگامی که با قلع و سرب آلیاژ شود. بیسموت هنگام شعله ور شدن در هوا با شعله آبی و ابرهای اکسید زرد می سوزد. وقتی بیسموت مایع منجمد گردد ، بیشتر منبسط می شود تا منقبض ، زیرا ساختاری متبلور شبیه به آب ایجاد می کند. چهار عنصر دیگر هنگام یخ زدگی منبسط می شوند: سیلیسیم ، گالیم ، آنتیموان و ژرمانیم. تهیه بلورهای بیسموت در خانه زیاد سخت نیست هرچند که باید با رعایت نکات ایمنی انجام گردد. در این رابطه ویدئوهای آموزشی نیز در یوتیوب وجود دارد.
ویژگیهای قابل توجه بیسموت
تا قبل از سال ۲۰۰۳ تصور بر این بود که بیسموت سنگین ترین و پایدارترین عنصر است، اما تحقیقات در مؤسسه “Astrophysique Spatial” در ورسای فرانسه ثابت کرد بیسموت یک عنصر پایدار نیست. این عنصر، یِک فلز شکننده دارای ته رنگ صورتی با یک ماتی رنگین کمانی است.
این فلز که به شکل خالصش وجود دارد، دارای مقاومت الکتریکی بالا و Hall effect آن از تمامی فلزات بیشتر است (یعنی وقتی بیسموت در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، بیشترین افزایش مقامت الکتریکی را دارد). وقتی در مجاورت هوا به آن حرارت داده شود، با شعله آبی رنگی شروع به سوختن می کند و اکسید آن، بخار زرد رنگی تولید می کند.
کاربردهای بیسموت
- اکسی کلرید بیسموت در لوازم آرایش کاربرد وسیعی دارد.
- ساب نیترات و ساب کربنات بیسموت در پزشکی بکار می رود.
- بیسمونال (manganese Bi) آهن ربای دائمی قویی می باشد.
- آلیاژهای بیسموت، درجه ذوب پایینی دارند و به میزان زیادی برای یافتن آتش و وسایل ایمنی سیستمهای سردکننده بکار می روند.
- بیسموت در تولید آهنهای چکش خوار و بعنوان کاتالیزور در ساخت الیاف اکریلیک بکار می رود.
- بیسموت بعنوان مواد ترموکوپل کاربرد دارد.
- حاملی برای سوخت U-235 یا uranium-234 در رآکتورهای اتمی می باشد.
- بیسموت در لحیم کاری هم مورد استفاده واقع می شود.
- از اوایل دهه استفاده از بیسموت بعنوان جایگزین غیر سمی سرب در مواردی مثل لعاب ظروف سفالی، وزنه های ماهیگیری، وسایل تهیه غذا، ابزارهای دستی در مصارف لوله کشی، روغنهای مربوط به روغن کاری و ساچمه های شکار پرندگان رایج شده است.
- همچنین از بیسموت در صنعت زینت آلات نیز کاربرد دارد.
موارد منع مصرف بیسموت
بیسموت (bismuth)تا ۵ روز قابلیت باقی ماندن در بدن را دارد، ولی در بیمارانی که با ترکیبات بیسموت درمان می شوند می تواند تا سال ها در کلیه ها باقی بماند. مسمومیت ناشی از بیسموت بیشتر به کلیه ها، کبد و مثانه آسیب می زند. به علاوه، ناراحتی های پوستی و تنفسی نیز در اثر تماس با این ماده ممکن است بروز کنند. ممکن است باعث تهوع ، کاهش اشتها و وزن ، ضعف ، آلبومینوری ، اسهال ، واکنش های پوستی ، استوماتیت ، سردرد ، تب ، بی خوابی ، افسردگی ، درد روماتیسمی شود مانند سرب، مصرف بیش از حد داروهای بیسموت دار منجر به ایجاد رسوبی سیاه رنگ در لایه خارجی لثه می شود که به آن «خط بیسموت» می گویند.تأثیرات زیست محیطی بیسموت هنوز به خوبی روشن نشده اند. عقیده کارشناس ها این است که تأثیر منفی کمی در محیط زیست دارد، چون ترکیبات آن انحلال پذیری کمی دارند. با این حال، اطلاعات محدود و موجود ایجاب می کنند که اثرات زیان بار احتمالی آن در محیط زیست نادیده گرفته نشوند.