Il bismuto è un metallo fragile, cristallino, bianco con una leggera sfumatura rosa. Ha una varietà di usi, tra cui cosmetici, leghe, estintori e munizioni. È probabilmente più conosciuto come l’ingrediente principale dei rimedi per il mal di stomaco come il Pepto-Bismol.
Il bismuto, elemento 83 sulla tavola periodica degli elementi, è un metallo post-transizione, secondo il Los Alamos National Laboratory. (Diverse versioni della tavola periodica lo rappresentano come un metallo di transizione). I metalli di transizione – il più grande gruppo di elementi, che comprende rame, piombo, ferro, zinco e oro – sono molto duri, con alti punti di fusione e di ebollizione. I metalli di post-transizione condividono alcune caratteristiche dei metalli di transizione, ma sono più morbidi e conducono più male. Infatti, la conducibilità elettrica e termica del bismuto è insolitamente bassa per un metallo. Ha anche un punto di fusione particolarmente basso, che gli permette di formare leghe che possono essere usate per stampi, rivelatori di fuoco ed estintori.
Fino a poco tempo fa, il bismuto era considerato l’elemento più pesante che avesse ancora un nucleo stabile. Tuttavia, nel 2003, i ricercatori dell’Institut d’Astrophysique Spatiale di Orsay, Francia, hanno scoperto che il bismuto decade in tallio, ma ha un’emivita estremamente lunga: circa 20 miliardi di miliardi di anni (20 seguito da 18 zeri). In altre parole, se 100 grammi di bismuto-209 (l’isotopo naturale) fossero stati presenti all’inizio dell’universo più di 14 miliardi di anni fa, circa 99,9999999 grammi di esso sarebbero ancora in giro oggi, secondo Chemicool. (Il piombo è ora l’elemento stabile più pesante, secondo la rivista Science.)
Solo i fatti
- Numero atomico (numero di protoni nel nucleo): 83
- Simbolo atomico (sulla tavola periodica degli elementi): Bi
- Peso atomico (massa media dell’atomo): 208,98040
- Densità: 9,79 grammi per centimetro cubo (5,6 once per pollice cubo)
- Fase a temperatura ambiente: solido
- Punto di fusione: 520.53 gradi Fahrenheit (271,4 gradi Celsius)
- Punto di ebollizione: 1.564 F (2.847 C)
- Numero di isotopi naturali (atomi dello stesso elemento con un diverso numero di neutroni): 1
- Isotopo più comune: Bi-209
Scoperta del bismuto
Anche se il bismuto era conosciuto fin dal 1400, era spesso confuso con il piombo perché era un metallo pesante con un basso punto di fusione, secondo la Royal Society of Chemistry. Il chimico francese Claude Geoffroy il Giovane fu il primo a dimostrare che il bismuto era distinto dal piombo nel 1753.
La parola “bismuto” è una versione latinizzata di una parola tedesca antica, “weissmuth” o “sostanza bianca”, forse chiamata così per l’ossido bianco dell’elemento, secondo Chemicool.
Fonti del bismuto
Il bismuto naturale si trova in piccole quantità nella crosta terrestre sia come metallo puro che combinato con altri elementi in vari composti. La più grande fonte di bismuto si trova nel minerale bismuthinite, o solfuro di bismuto (Bi2S3), secondo John Emsley nel suo libro, “Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements” (Oxford University Press, 1999). Il bismuto è tipicamente ottenuto come sottoprodotto nella raffinazione dei minerali di piombo, rame, stagno, argento e oro che si trovano in Bolivia, Perù, Giappone, Messico e Canada.
Proprietà del bismuto
Rispetto agli altri metalli, il bismuto è il più diamagnetico; cioè, resiste ad essere magnetizzato e viene respinto da un campo magnetico, secondo Chemicool. Ha anche una bassa conduttività elettrica e la più grande resistenza elettrica quando si trova in un campo magnetico, una caratteristica chiamata effetto Hall.
Ha una conducibilità termica molto bassa – più bassa di qualsiasi altro metallo tranne il mercurio, secondo Chemicool. Ha anche un punto di fusione relativamente basso, specialmente quando è in lega con stagno e piombo. Il bismuto brucia con una fiamma blu e nuvole di ossido giallo quando viene riscaldato in aria, secondo Robert E. Krebs nel suo libro “The History and Use of Our Earth’s Chemical Elements: A Reference Guide” (Greenwood Publishing Group, 2006).
Quando il bismuto liquido congela, si espande piuttosto che contrarsi perché forma una struttura cristallina simile all’acqua. Altri quattro elementi si espandono quando si congelano: silicio, gallio, antimonio e germanio, secondo Chemicool. I cristalli di bismuto sono facili da fare a casa. Ci sono diverse guide online, tra cui questa su ScienceAlert e questa su ThoughCo.
Il bismuto nel tuo armadietto dei medicinali
Il subsalicilato di bismuto (C7H5BiO4), venduto con i nomi di marca Pepto-Bismol e Kaopectate, è un noto rimedio per il mal di stomaco e la diarrea. Funziona diminuendo il flusso di fluidi ed elettroliti nell’intestino, riduce l’infiammazione nell’intestino e può uccidere gli organismi che possono causare la diarrea, secondo la U.S. National Library of Medicine.
Molti cosmetici tra cui rossetti, ombretti e smalti contengono ossicloruro di bismuto (BiOCl), una polvere perlacea che fa brillare i prodotti, secondo Emsley.
Usi industriali e militari del bismuto
Secondo Los Alamos:
- I composti di bismuto sono usati come catalizzatori nel processo di produzione di fibre sintetiche e gomma.
- Quando il bismuto è combinato con altri metalli come piombo, stagno, ferro e cadmio, forma leghe con bassi punti di fusione che possono essere usate nei rivelatori di fuoco e negli estintori.
- Le leghe di bismuto sono anche usate per fare fusioni taglienti di oggetti soggetti a danni da alte temperature perché il metallo liquido si espande del 3. 32 per cento quando diventa solido.
- Il bismuto è un materiale che viene usato come catalizzatore nel processo di produzione di fibre sintetiche e gomma.32 per cento quando diventa solido.
- Bismanolo, una lega di bismuto e manganese, è un magnete permanente di alta forza coercitiva (una misura della magnetizzazione) sviluppato nel 1950 dal U.S. Naval Ordinance Laboratory a White Oak, Md. È stato usato in piccoli motori.
- Il metallo bismuto è usato come sostituto del piombo in pallini e proiettili.
- Il bismuto può anche essere usato nei reattori nucleari e per fare elementi transuranici usando un processo chiamato fusione fredda.