Bismuto: caratteristiche, produzione e utilizzi
Il bismuto è un metallo di colore bianco-argenteo con un peso atomico di 208.98 u e numero atomico 83. Le sue caratteristiche chimiche sono simili a quelle dell’arsenico e dell’antimonio che si trovano anch’essi nel gruppo 15 della Tavola Periodica. Insieme al gallio e all’antimonio, ha un minor volume allo stato liquido rispetto allo stato solido. Nel passato veniva spesso confuso con lo stagno e il piombo, ma solo nel 1753 Claude Geoffry Junine dimostrò che si trattava di un elemento a sé. Il bismuto è noto per la sua alta resistenza elettrica ed è il più diamagnetico tra tutti i metalli, con una conduttività elettrica più bassa di tutti i metalli ad eccezione del mercurio.
Proprietà del Bismuto
Il bismuto ha una forma romboedrica stabile e un comportamento non usuale, poiché la sua conduttività, sebbene non elevata, cresce con la temperatura e allo stato liquido è maggiore a quella dello stato solido. È considerato un metallo piuttosto nobile, stabile all’aria e non attaccato da acidi non ossidanti. Tuttavia, si scioglie in acido nitrico concentrato. Gli acidi ossidanti lo dissolvono dando sali di Bi(III), mentre è attaccato dal cloro, formando BiCl3. I sali del bismuto sono scarsamente solubili in acqua.
Il principale minerale del bismuto è la bismutite, in cui l’elemento si trova sotto forma di solfuro Bi2S3. Il bismuto si trova anche come ossido Bi2O3 e carbonato basico (BiO)2CO3.
Metodi di Produzione del Bismuto
Il metallo si ottiene arrostendo il solfuro e riducendo l’ossido formatosi con ferro o carbone. Può anche essere ottenuto come sottoprodotto della preparazione di altri metalli come piombo, rame e argento e può essere purificato per via elettrolitica.
Composti del Bismuto
L’idruro o bismutina BiH3 è il più instabile della famiglia ed è stato ottenuto solo in tracce. L’unico ossido importante è Bi2O3 che si ottiene per combustione dell’elemento; è una polvere gialla con caratteristiche di ossido basico. Trattando con basi le soluzioni di sali di bismuto precipita l’idrossido Bi(OH)3 solubile in acidi. I sali come BiCl3, Bi(NO3)3 e Bi2(SO4)3 si idrolizzano in acqua dando luogo alla precipitazione di sali basici contenenti il catione bismutile BiO+. Lo stato di ossidazione V è molto instabile.
Dal bismuto si possono ottenere vari composti, come il solfuro scuro Bi2S3 insolubile in acido cloridrico e in solfuro di sodio, ma solubile in acido nitrico, e il fluoro e il cloruro che sono composti di importanza particolare. Il Bi2S3 può precipitare con solfuro di idrogeno. Il bismuto è largamente utilizzato in campo medico, cosmetico, nella produzione di leghe a bassa temperatura di fusione, nei proiettili in lega con lo stagno e nelle coppie termoelettriche.
Il bismuto, un elemento con un’ampia gamma di proprietà e applicazioni, rappresenta un interessante soggetto di studio e di sfruttamento in diversi campi tecnologici ed industriali.