» » Свойства и области применения чистого висмута
22.09.2015

Свойства висмута

Висмут — элемент V группы периодической системы Д.И. Менделеева. Ниже приведены важнейшие свойства висмута.
Свойства и области применения чистого висмута

Из приведенных данных следует, что висмут имеет относительно низкую температуру плавления и высокую температуру кипения. Теплопроводность твердого висмута ниже, чем теплопроводность других металлов, за исключением ртути и теллура. Электросопротивление висмута в твердом состоянии выше, чем в расплавленном, аналогично галлию и сурьме. Из всех металлов висмут наиболее диамагнитен.
При комнатной температуре технический висмут — хрупкий металл, легко измельчается в порошок. Из него можно приготовить проволоку только прессованием. Такая проволока вначале легко подвергается изгибу, но вскоре она становится хрупкой, прочность ее на разрыв около 0,4 кГ/см2 (при диаметре 0,35 мм), твердость по Бринелю 9,3 кГ/мм2; модуль упругости 2500 кГ/см2, в то время как литого стержня 3250 кГ/мм2. При 225° С висмут становится пластичным и его можно выдавливать в форме проволоки и пластин.
При давлении ~ 200000 кГ/см2 и выше обнаружены другие модификации висмута. В соединениях висмут проявляет переменную валентность от -3 до +5, чаще всего +3. Все соли трехвалентного висмута легко гидролизуются с образованием основных солей. Соли пятивалентного висмута — сильные окислители.
В сухом воздухе висмут устойчив, а во влажном покрывается тончайшим слоем окиси; при нагревании на воздухе выше температуры плавления легко превращается в трехокись. В соляной и разбавленной серной кислотах висмут не растворяется; в азотной кислоте и в царской водке растворяется с выделением окислов азота.
Висмут взаимодействует с галогенами и серой. При комнатной температуре с хлором он образует BiCl2, а при нагревании BiCl3, При сплавлении висмута с серой, а также при действии сероводорода на раствор солей висмута образуется сульфид Bi2S3. При действии HCl на сплав висмута с магнием образуется висмутистый водород BiH3 — ядовитый газ, неустойчивое соединение даже при комнатной температуре.
Применение чистого висмута

Чистый висмут применяется в приборах для измерения напряженности магнитного поля. Благодаря сочетанию таких свойств, как низкая температура плавления, высокая теплопроводность по сравнению с неметаллическими теплоносителями, химическая стойкость и малое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов, эвтектический сплав Pb—Bi нашел применение в ядерных реакторах в качестве теплоносителя. В ядерной технике висмут применяется также для получения полония по реакции
83Bi209(n, γ) → 83Bi210 → β84Po210.

Получаемый полоний используется как мощный источник α-излучения.
Легкоплавкие соединения Bi—Sn и Bi—Cd наносят распределением на селен с целью образования запирающего слоя в селеновых выпрямителях.
В соединении с некоторыми элементами висмут проявляет высокий термоэлектрический эффект. В частности, соединения Bi2Te3 и Bi2Se3 применяют как основу для изготовления низкотемпературных термоэлектрических преобразователей, которые характеризуются значительной анизотропией свойств, что повышает общую эффективность изделий из них. Висмут применяется в сплавах с щелочными металлами (Li3Bi, Na3Bi, K3Bi), используемых как припои, особенно для спайки стекла с металлом.