Struktur
Kein Diagramm aus Punkten auf Schalen – eine Monte-Carlo-Stichprobe der tatsächlichen Wahrscheinlichkeitsdichte |ψ|² für jede besetzte Unterschale. Ziehen Sie, um zu drehen. Blau und Violett kennzeichnen entgegengesetzte Vorzeichen der Wellenfunktion, wodurch Bindungen möglich werden.
Gemessene Werte
Jeder Balken zeigt, wo bismut bei dieser Eigenschaft unter allen 118 Elementen steht.
Quellen: IUPAC 2021 Standard-Atomgewichte · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Mit ~ gekennzeichnete Werte sind vorhergesagt und nicht gemessen.
Größe, maßstabsgetreu
Radius 149 pm — that is 0.149 nm, so about 3356 million of them side by side would span a millimetre.
Temperaturbereich
Bismut is liquid over a 1292 K window, from 545 K to 1837 K.
Die Geschichte
The heaviest element that is very nearly stable, and the one that grows spectacular rainbow crystals.
Die Entdeckungsgeschichte des Bismuts ist eine Geschichte allmählicher Erkenntnis und kein einzelner Heureka-Moment. Antike Zivilisationen stießen über Tausende von Jahren auf Bismut, verwechselten es jedoch aufgrund seines ähnlichen Aussehens und niedrigen Schmelzpunkts immer wieder mit Blei oder Zinn.
Archäologische Belege deuten darauf hin, dass Inka und andere südamerikanische Zivilisationen bereits um 1400 n. Chr. mit natürlich vorkommendem Bismut arbeiteten und es für dekorative Gegenstände und Werkzeuge verwendeten. Sie erkannten es jedoch nicht als eigenständiges Metall und bezeichneten es mit Namen, die „weißes Blei“ oder „weiches Zinn“ bedeuteten.
Mittelalterliche europäische Bergleute in Deutschland und Böhmen (heute Tschechische Republik) stießen in Silber- und Bleibergwerken häufig auf Bismut, taten es jedoch als minderwertige, schwer zu bearbeitende Form von Blei ab. Sie nannten es „wismut“ oder „wissmuth“, was im Altdeutschen möglicherweise „weiße Masse“ bedeutete.
Die erste Person, die Bismut systematisch als möglicherweise eigenständiges Metall untersuchte, war um 1450 Basil Valentine, ein deutscher Alchemist. In seinen alchemistischen Schriften beschrieb er ein Metall, das „wie Blei, aber nicht Blei“ sei, und bemerkte seine ungewöhnlichen Eigenschaften, darunter seine Sprödigkeit im Vergleich zur Verformbarkeit von Blei.
Die eindeutige Anerkennung des Bismuts als einzigartiges Element erfolgte jedoch erst viel später durch die Arbeiten von Claude François Geoffroy im Jahr 1753. Dieser französische Chemiker führte sorgfältige Experimente durch, in denen er Bismut mit Blei und Zinn verglich, und wies schlüssig nach, dass Bismut ein eigenständiges Metall mit eigenen charakteristischen Eigenschaften war.
Zu Geoffroys wichtigsten Beobachtungen gehörten:
Der Name „Bismut“ hat unklare Ursprünge, die die Verwirrung um seine Identität widerspiegeln. Der Begriff der deutschen Bergleute, „wismut“, entwickelte sich schließlich zum lateinischen „bismuthum“, das von frühen Chemikern und Alchemisten verwendet wurde.
Alternative Theorien besagen, dass der Name vom Arabischen „bi ismid“ abstammt, was „mit den Eigenschaften von Antimon“ bedeutet und die frühe Verwechslung von Bismut- und Antimonverbindungen widerspiegelt. Beide Elemente bilden ähnlich aussehende weiße Oxide und wurden häufig gemeinsam in Mineralvorkommen gefunden.
Carl Linnaeus, der berühmte Botaniker, der auch zur chemischen Nomenklatur beitrug, half dabei, den Namen „Bismut“ in seiner systematischen Klassifikation natürlicher Stoffe Mitte des 18. Jahrhunderts zu vereinheitlichen.
Das späte 18. Jahrhundert brachte systematische chemische Untersuchungen des Bismuts. Antoine Lavoisier nahm Bismut in seine revolutionäre Liste der chemischen Elemente von 1789 auf und etablierte es damit endgültig als Grundstoff, der nicht weiter zerlegt werden konnte.
Torbern Bergman, ein schwedischer Chemiker, leistete in den 1770er-Jahren bedeutende Beiträge zum Verständnis der Bismutchemie. Er entdeckte mehrere Bismutverbindungen und stellte fest, dass sich das Element ungewöhnlich verhielt – manchmal wie ein Metall, zu anderen Zeiten mit Eigenschaften, die eher Halbmetallen ähnelten.
Martin Heinrich Klaproth, der Uran und Zirconium entdeckte, arbeitete in den 1790er-Jahren ebenfalls intensiv mit Bismut. Seine präzisen analytischen Arbeiten bestimmten die Atommasse des Bismuts und bestätigten seinen Status als eigenständiges Element.
Im 19. Jahrhundert nahm das praktische Interesse an Bismut zu. Der deutsche Apotheker Valentin Rose entwickelte 1786 Bismutsubnitrat als Arzneistoff und markierte damit den Beginn der pharmazeutischen Anwendungen von Bismut.
Die Entdeckung der ungewöhnlichen Ausdehnung beim Gefrieren von Bismut gelang mehreren Forschern im frühen 19. Jahrhundert und führte zu seiner Verwendung in Letternmetall für den Druck. Diese Eigenschaft, die nur wenige andere Stoffe wie Wasser besitzen, machte Bismut für die Herstellung scharfer, detailreicher Gussformen wertvoll.
Percy Williams Bridgman, der den Nobelpreis für Hochdruckphysik erhielt, untersuchte im frühen 20. Jahrhundert ausführlich die Eigenschaften von Bismut unter extremen Bedingungen. Dabei enthüllte er sein komplexes Verhalten in verschiedenen Aggregatzuständen und trug zur modernen Festkörperphysik bei.
Das 20. Jahrhundert brachte ein revolutionäres Verständnis der Eigenschaften von Bismut. Die Entdeckung seiner thermoelektrischen Eigenschaften in den 1920er-Jahren führte zu Anwendungen bei der Temperaturmessung und in Festkörperkühlgeräten.
Vielleicht am überraschendsten war die Entdeckung französischer Wissenschaftler am Institut Laue-Langevin im Jahr 2003, dass Bismut tatsächlich schwach radioaktiv ist und eine unglaublich lange Halbwertszeit von 1,9 × 10¹⁹ Jahren besitzt – eine Milliarde Mal länger als das Alter des Universums. Damit ist Bismut für alle praktischen Zwecke das schwerste stabile Element, obwohl es technisch gesehen das langlebigste radioaktive Element ist.
Neuere Forschungen haben das Potenzial von Bismut für Anwendungen in der Quantenphysik aufgezeigt, insbesondere als topologischer Isolator. Diese Entdeckungen zeigen, dass selbst „antike“ Elemente uns mit neuen Eigenschaften und Anwendungen überraschen können.
Die Entdeckungsgeschichte des Bismuts spiegelt die allmähliche Entwicklung der Chemie von der Alchemie zur modernen Wissenschaft wider. Was mit einer Verwechslung mit anderen Metallen begann, führte schließlich zur Anerkennung als einzigartiges Element mit außergewöhnlichen Eigenschaften, die Wissenschaftler bis heute überraschen.
Vom „falschen Blei“ der mittelalterlichen Bergleute bis zu modernen Quantenmaterialien zeigt Bismut beispielhaft, wie sich das wissenschaftliche Verständnis durch jahrhundertelange Forschung vertieft.
Anwendungen
Bismutsubsalicylat (Pepto-Bismol) ist die bekannteste Bismutverbindung und wird weltweit zur Behandlung von Verdauungsstörungen wie Durchfall, Übelkeit und Magenbeschwerden eingesetzt. Die rosafarbene Flüssigkeit enthält Bismut in einer Form, die die Magenschleimhaut überzieht und milde antibakterielle Eigenschaften besitzt.
Behandlung von Helicobacter pylori verwendet Bismutverbindungen als Teil einer Vierfachtherapie, um die Bakterien zu beseitigen, die Magengeschwüre verursachen. Bismutkaliumcitrat und kolloidales Bismutsubcitrat sind verschreibungspflichtige Medikamente, die synergistisch mit Antibiotika wirken.
Wundversorgungsprodukte enthalten Verbindungen auf Bismutbasis aufgrund ihrer antiseptischen Eigenschaften. Medizinische Verbände mit Bismut helfen, Infektionen zu verhindern und fördern gleichzeitig die Heilung, insbesondere bei Verbrennungen und chronischen Wunden.
Zahnmedizinische Anwendungen nutzen Bismutoxid in Wurzelkanalfüllungen und Materialien für provisorische Füllungen. Die Röntgenopazität von Bismut macht es für dentale Röntgenaufnahmen wertvoll, da Zahnärzte dadurch die korrekte Platzierung von Füllungen und Behandlungen überprüfen können.
Feuerlöschanlagen nutzen niedrig schmelzende Legierungen auf Bismutbasis für temperaturempfindliche Auslöser. Diese Legierungen schmelzen bei genau kontrollierten Temperaturen (typischerweise 57-79°C) und geben Wasser frei, wenn Brände gefährliche Ausmaße erreichen.
Schmelzlotverbindungen in Brandschutztüren und Lüftungssystemen verwenden Bismutlegierungen, die schmelzen, um im Notfall Brandschutzbarrieren automatisch zu schließen oder den Luftstrom umzuleiten. Der vorhersehbare Schmelzpunkt gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb unter Brandbedingungen.
Brandmeldegeräte enthalten Bismutlegierungen in wärmeempfindlichen Elementen, die Alarm auslösen, wenn die Umgebungstemperatur sichere Grenzwerte überschreitet. Diese Systeme ermöglichen eine frühzeitige Warnung in Industrieanlagen und Bereichen mit hohem Risiko.
Bleifreies Löten verwendet zunehmend bismuthaltige Legierungen als umweltfreundlichere Alternativen zu herkömmlichen Blei-Zinn-Loten. Bismut-Zinn- und Bismut-Silber-Kupfer-Legierungen bieten eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit für die Elektronikfertigung.
Zerspanbare Legierungen enthalten Bismut, um die Schneideigenschaften von Stahl und anderen Metallen zu verbessern. Bismut bildet spröde Einschlüsse, die während der Bearbeitung abbrechen, wodurch eine bessere Oberflächenqualität und eine längere Werkzeuglebensdauer erzielt werden.
Gusslegierungen nutzen die ungewöhnliche Eigenschaft von Bismut, sich beim Erstarren auszudehnen. Diese Ausdehnung hilft, Formhohlräume vollständig auszufüllen, und erzeugt Gussstücke mit scharfen Details und minimalen Schwindungsfehlern bei dekorativen und präzisen Anwendungen.
Thermostatmetalle in Bimetallstreifen nutzen Bismutlegierungen für temperaturabhängige Schaltvorgänge in Heiz- und Kühlsystemen. Die unterschiedliche Ausdehnung erzeugt eine mechanische Bewegung zur Temperaturregelung.
Perlenessenz und Bismutoxychlorid erzeugen die schimmernden, irisierenden Effekte in Kosmetikprodukten wie Lidschatten, Lippenstiften und Nagellacken. Die Kristallstruktur von Bismut erzeugt einzigartige optische Eigenschaften, die Licht auf besondere Weise streuen.
Make-up-Grundierungen und Concealer verwenden Bismutoxychlorid wegen seiner lichtreflektierenden Eigenschaften, die dazu beitragen, Hautunreinheiten weniger sichtbar zu machen. Die Verbindung bietet Deckkraft und bewahrt gleichzeitig ein natürliches Erscheinungsbild.
Spezialpigmente mit Bismut erzeugen einzigartige Farben und Effekte in Autolacken, Künstlerbedarf und dekorativen Beschichtungen. Diese Pigmente werden wegen ihrer Stabilität und ihrer ungiftigen Eigenschaften im Vergleich zu Alternativen mit Schwermetallen geschätzt.
Neutronendetektion nutzt die nuklearen Eigenschaften von Bismut in speziellen Strahlungsdetektoren für Forschungsreaktoren und Teilchenbeschleuniger. Mit Bismut beladene Kunststoffszintillatoren können zwischen Neutronen und Gammastrahlung unterscheiden.
Thermoelektrische Geräte verwenden Bismuttellurid (Bi₂Te₃) als eines der effizientesten verfügbaren thermoelektrischen Materialien. Diese Geräte wandeln Wärme direkt in Elektrizität um oder ermöglichen eine Festkörperkühlung ohne bewegliche Teile.
Die Supraleiterforschung untersucht bismutbasierte Kupratverbindungen, die Hochtemperatur-Supraleitung zeigen. Materialien der BSCCO-Familie (Bismut-Strontium-Calcium-Kupfer-Oxid) sind wichtig für das Verständnis der Mechanismen der Supraleitung.
Topologische Isolatoren auf Basis von Bismutverbindungen gehören zur Spitzenforschung auf dem Gebiet der Quantenmaterialien. Diese Materialien leiten Elektrizität an ihrer Oberfläche, bleiben in ihrem Inneren jedoch isolierend, und bieten potenzielle Anwendungen im Quantencomputing.
Katalysatoranwendungen nutzen Bismutverbindungen in der organischen Synthese, insbesondere für Oxidationsreaktionen und Polymerisationsprozesse. Bismutkatalysatoren sind häufig umweltfreundlicher als herkömmliche Katalysatoren mit Schwermetallen.
Die Glasherstellung verwendet Bismutoxid, um optische Gläser mit hohem Brechungsindex und einzigartigen Eigenschaften für spezielle Linsen und Prismen herzustellen. Diese Gläser werden in hochwertigen optischen Instrumenten eingesetzt.
Nukleare Anwendungen nutzen Bismut als Targetmaterial zur Herstellung von Polonium-210 und anderen Radioisotopen. Die nuklearen Eigenschaften von Bismut machen es für bestimmte Forschungszwecke und die industrielle Herstellung von Radioisotopen geeignet.
Pepto-Bismol und ähnliche Produkte sind die häufigste Art, wie Menschen mit Bismut in Kontakt kommen. Die bekannte rosafarbene Flüssigkeit enthält Wismutsubsalicylat, das bei Folgendem hilft:
Anders als viele Magenmedikamente können bismuthaltige Produkte von den meisten Menschen sicher ohne Rezept verwendet werden, obwohl sie Zunge und Stuhl vorübergehend dunkel verfärben können.
Make-up-Produkte verwenden Bismutoxychlorid, um schimmernde, perlmuttartige Effekte zu erzeugen. Bismut findet sich in:
Bismuthaltige Kosmetik gilt als sicherere Alternative zu Produkten, die Blei oder quecksilberhaltige Inhaltsstoffe enthalten.
Feuerlöschanlagen in Wohnhäusern und Gebäuden verwenden Bismutlegierungen in ihren Auslösemechanismen. Diese Systeme werden automatisch aktiviert, wenn die Temperatur etwa 155°F (68°C) erreicht, wobei die Bismutlegierung schmilzt und den Sprinklerkopf freigibt.
Thermosicherungen in Haushaltsgeräten enthalten häufig Bismutlegierungen, die bei Überhitzung schmelzen und Stromkreise unterbrechen. Dadurch werden Brände in Kaffeemaschinen, Haartrocknern und Heizlüftern verhindert.
Bleifreie Angelgewichte verwenden zunehmend Bismutlegierungen als umweltverträglichere Alternative. Diese Gewichte haben eine ähnliche Dichte wie Blei, sind jedoch für Wildtiere und Fische ungiftig. Bismut-Angelgewichte sind besonders in Gebieten beliebt, in denen Bleiausrüstung eingeschränkt ist.
Bleifreies Lötmittel mit Bismut wird bei der Montage elektronischer Geräte zunehmend eingesetzt, da Umweltvorschriften bleihaltige Lote schrittweise abschaffen. Bismut-Zinn-Legierungen bieten:
Verschreibungspflichtige Medikamente zur Behandlung von H.-pylori-Infektionen (Bakterien, die Magengeschwüre verursachen) enthalten häufig Bismutverbindungen. Diese wirken zusammen mit Antibiotika, um die Bakterien wirksamer zu beseitigen als Antibiotika allein.
Zahnmedizinische Verfahren verwenden bismuthaltige Materialien für provisorische Füllungen und Wurzelkanalbehandlungen, da Bismut auf Röntgenaufnahmen deutlich sichtbar ist und Zahnärzten hilft, die korrekte Platzierung zu überprüfen.
Metallguss durch Künstler und Hobbyisten verwendet häufig Bismutlegierungen, weil sie sich beim Abkühlen leicht ausdehnen und dadurch Formdetails perfekt ausfüllen. Bismut bildet beim langsamen Abkühlen wunderschöne kristalline Strukturen und ist daher für dekorative Gussarbeiten beliebt.
Effektfarben mit Bismutverbindungen erzeugen einzigartige Farbwechsel- und Irisationseffekte bei der Fahrzeuglackierung, in Kunstprojekten und bei dekorativen Anwendungen.
Einer der größten Vorteile von Bismut ist seine relative Sicherheit im Vergleich zu anderen Schwermetallen. Anders als Blei, Quecksilber oder Cadmium weist Bismut eine sehr geringe Toxizität auf und wird sogar medizinisch verwendet. Dadurch ist es eine ausgezeichnete umweltfreundliche Alternative für viele Anwendungen, in denen zuvor giftige Metalle eingesetzt wurden.
Zu den wichtigsten Sicherheitsvorteilen gehören:
Bismut besitzt einige faszinierende Eigenschaften, die es auf unerwartete Weise nützlich machen:
Woher es stammt
0.0085 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 38% of elements
Bismut ist eines der seltensten natürlich vorkommenden Elemente mit einer durchschnittlichen Häufigkeit in der Erdkruste von nur 0,009 Teilen pro Million (9 Teilen pro Milliarde). Dadurch ist es ungefähr 20.000-mal seltener als Blei und in ähnlicher Häufigkeit wie Edelmetalle wie Silber und Gold vorhanden.
Trotz seiner Seltenheit ist Bismut in Spurenmengen weit über die Erdkruste verteilt. Es zeigt eine leichte Vorliebe für granitische Gesteine gegenüber mafischen Gesteinen, was sein lithophiles (gesteinsliebendes) Verhalten während magmatischer Differentiationsprozesse widerspiegelt.
Die extreme Seltenheit bedeutet, dass wirtschaftlich nutzbare Bismutvorkommen ungewöhnlich sind und typischerweise mit anderen metallischen Erzlagerstätten in Verbindung stehen, insbesondere mit solchen, die Blei, Kupfer, Zinn oder Wolfram enthalten.
Gediegenes Bismutmetall ist im Vergleich zu anderen Metallen in der Natur überraschend häufig und kommt als kleine silbrige Massen und Kristalle in hydrothermalen Gängen vor. Die größten Exemplare gediegenen Bismuts stammen aus Bolivien, Kanada und Deutschland; einige wiegen mehrere Pfund.
Zu den wichtigsten Bismutmineralen gehören:
Viele Bismutminerale bilden spektakuläre Kristallstufen, die bei Sammlern geschätzt werden, insbesondere die geometrischen Kristalle gediegenen Bismuts mit ihren charakteristischen treppenförmigen Hohlkristallformen.
China dominiert die weltweite Bismutproduktion mit etwa 80 % des globalen Angebots, hauptsächlich aus den Provinzen Hunan, Guangxi und Yunnan. Der größte Teil des chinesischen Bismuts fällt als Nebenprodukt des Blei-Zink-Bergbaus und der Wolframgewinnung an.
Bolivien beherbergt einige der reichsten Bismutvorkommen der Welt in der Ostkordillere, insbesondere in der Umgebung von Tasna und Chorolque. Diese hoch gelegenen Lagerstätten (über 4.000 m Höhe) enthalten gediegenes Bismut, das mit Zinn-, Wolfram- und Silbermineralisation vergesellschaftet ist.
Australien gewinnt Bismut hauptsächlich aus der Kingsgate-Mine in New South Wales sowie als Nebenprodukt der Kupfer-Uran-Aktivitäten von Olympic Dam. Das Land verfügt über bedeutende Reserven, aber nur über eine begrenzte aktive Produktion.
Kanada besitzt historisch bedeutende Bismutminen im Yukon-Territorium (insbesondere in der Umgebung von Mayo) und in British Columbia, obwohl die meisten derzeit stillgelegt sind. Kanada gewinnt Bismut außerdem aus Kupferschmelzbetrieben zurück.
Peru und Mexiko produzieren kleinere Mengen, hauptsächlich als Nebenprodukte des Abbaus unedler Metalle, insbesondere aus Silber-Blei-Lagerstätten in ihren Gebirgsregionen.
Hydrothermale Lagerstätten sind die wichtigste Quelle wirtschaftlich bedeutender Bismutkonzentrationen. Sie entstehen, wenn metallreiche Flüssigkeiten, typischerweise bei Temperaturen von 200–500°C, Bismutminerale in Gängen, Verdrängungszonen und kontaktmetamorphen Zonen ablagern.
Pegmatitlagerstätten enthalten manchmal Bismutminerale, die während der letzten Phasen der Granitkristallisation entstehen, wenn sich seltene Elemente in Restflüssigkeiten anreichern. Diese Lagerstätten enthalten häufig neben Bismut auch andere seltene Metalle.
Kontaktmetamorphe Lagerstätten (Skarnlagerstätten) bilden sich dort, wo intrusive magmatische Gesteine mit Kalkstein oder anderen Karbonatgesteinen in Kontakt kommen. Dabei entstehen Hochtemperatur-Reaktionszonen, in denen Bismut zusammen mit anderen chalkophilen Elementen ausfallen kann.
Greisenlagerstätten, die mit stark entwickelten Graniten verbunden sind, können Bismut enthalten, insbesondere in Wolfram-Zinn-führenden Systemen, in denen Bismut andere Metalle in Sulfidmineralen ersetzt.
Der größte Teil des Bismuts wird tatsächlich als Nebenprodukt bei der Raffination anderer Metalle gewonnen, insbesondere von Blei, Kupfer und Zinn. Das Bismut reichert sich in Schlämmen, Krätzen und anderen Verarbeitungsrückständen an, die anschließend zur Gewinnung des Bismuts behandelt werden.
Böden enthalten typischerweise 0,01–0,3 ppm Bismut, wobei die Konzentrationen in der Nähe mineralisierter Gebiete oder industrieller Aktivitäten höher sind. Bismut wird aufgrund seiner geringen Löslichkeit in den meisten natürlichen Gewässern nicht leicht aus Böden ausgewaschen.
Meerwasser enthält extrem geringe Bismutkonzentrationen (etwa 0,02 Teile pro Milliarde), wodurch Bismut zu den Elementen mit der geringsten Häufigkeit in Meeresumgebungen gehört. Die geringe Konzentration spiegelt die Tendenz von Bismut wider, unlösliche Verbindungen zu bilden.
Süßwassersysteme enthalten im Allgemeinen noch geringere Bismutkonzentrationen als Meerwasser, typischerweise weniger als 0,01 ppb. Bergbauaktivitäten und industrielle Verarbeitung können die Bismutkonzentrationen in Wasser und Sedimenten jedoch lokal erhöhen.
Atmosphärisches Bismut ist unter natürlichen Bedingungen äußerst gering konzentriert, kann aber in der Nähe von Schmelzhütten und anderen industriellen Quellen erhöht sein. Bismutpartikel in der Luft setzen sich aufgrund der hohen Dichte des Elements typischerweise schnell ab.
Die weltweite Bismutproduktion beträgt nur etwa 8.000–12.000 Tonnen jährlich, wodurch Bismut zu den Metallen mit der geringsten kommerziell verfügbaren Produktion gehört. Die geringe Marktgröße bedeutet, dass Bismutpreise recht volatil und empfindlich gegenüber Angebotsunterbrechungen sein können.
Die weltweiten Reserven werden auf etwa 320.000 Tonnen geschätzt, wobei China die größten Reserven besitzt, gefolgt von Australien und Bolivien. Die Schätzungen der Reserven sind jedoch aufgrund des Status von Bismut als hauptsächlich anfallendes Nebenproduktmetall unsicher.
Die strategische Bedeutung von Bismut wächst aufgrund seiner Verwendung in grünen Technologien und als Ersatz für giftige Metalle, wodurch die Nachfrage trotz der begrenzten Versorgungsbasis möglicherweise steigt.
Handhabung
Bismut gehört zu den sichersten Schwermetallen, weist eine sehr geringe Toxizität auf und wird umfassend in der Medizin sowie in Verbraucherprodukten eingesetzt.
Von der FDA für die medizinische Anwendung zugelassen: Bismutverbindungen wie Bismutsubsalicylat (Pepto-Bismol) werden seit über 100 Jahren umfassend als rezeptfreie Arzneimittel mit einer ausgezeichneten Sicherheitsbilanz eingesetzt.
Geringe Aufnahme: Bismutverbindungen werden aus dem Magen-Darm-Trakt nur schlecht aufgenommen; weniger als 1 % des aufgenommenen Bismuts gelangt in den Blutkreislauf. Der größte Teil passiert den Körper unverändert.
Therapeutische Dosen: Die üblichen medizinischen Dosen (525 mg Bismutsubsalicylat alle 30–60 Minuten) werden von den meisten Erwachsenen und Kindern über 12 Jahren gut vertragen.
Ausscheidung: Aufgenommenes Bismut wird schnell über Urin und Fäzes ausgeschieden, mit einer biologischen Halbwertszeit von nur 3–5 Tagen in den meisten Geweben.
Unbedenkliche Verfärbung: Die häufigste „Nebenwirkung“ ist eine vorübergehende Dunkelfärbung der Zunge und des Stuhls, verursacht durch die Bildung von Bismutsulfid. Dies ist völlig unbedenklich und reversibel.
Auswirkungen auf den Magen-Darm-Trakt: Große Dosen können Verstopfung, Übelkeit oder Magenbeschwerden verursachen. Diese Auswirkungen sind im Allgemeinen mild und verschwinden, sobald die Einnahme beendet wird.
Allergische Reaktionen: Seltene allergische Reaktionen auf Bismutverbindungen können auftreten und sich typischerweise als Hautausschlag oder Verdauungsbeschwerden äußern.
Empfindlichkeit gegenüber Salicylaten: Personen mit einer Aspirinallergie sollten Bismutsubsalicylat aufgrund des Salicylatbestandteils meiden, nicht wegen des Bismuts selbst.
Industrieller Umgang: Bismutmetall und die meisten Verbindungen bergen bei normalem industriellem Umgang nur minimale Gesundheitsrisiken. Übliche Vorsichtsmaßnahmen bei der Metallbearbeitung sind in der Regel ausreichend.
Einatmen von Staub: Längeres Einatmen von Bismutstaub sollte vermieden werden. Verwenden Sie in staubigen Umgebungen einen geeigneten Atemschutz und sorgen Sie für ausreichende Belüftung.
Hautkontakt: Bismutmetall und die meisten Verbindungen wirken nicht hautsensibilisierend oder reizend. Übliche Hygienemaßnahmen (Händewaschen nach dem Umgang) sind ausreichend.
Augenschutz: Wie bei jedem feinen Pulver oder Metallstaub verhindert ein Augenschutz mechanische Reizungen durch Bismutpartikel.
Chemische Reaktivität: Bismutmetall ist unter normalen Bedingungen relativ unreaktiv. Es oxidiert langsam an der Luft und reagiert bei Raumtemperatur nicht mit Wasser.
Säurereaktionen: Bismut löst sich in konzentrierter Salpetersäure und heißer Schwefelsäure und erzeugt dabei Stickoxide beziehungsweise Schwefeldioxid. Verwenden Sie eine geeignete Absaugung.
Brandschutz: Bismutmetall ist nicht entzündlich, feine Pulver können jedoch wie andere Metallpulver ein Verbrennungsrisiko darstellen. Bismutverbindungen sind im Allgemeinen nicht brennbar.
Lagerung: Lagern Sie Bismut und seine Verbindungen unter kühlen, trockenen Bedingungen. Über die üblichen Praktiken zur Lagerung von Chemikalien hinaus bestehen keine besonderen Anforderungen an die Aufbewahrung.
Geringe Umweltbelastung: Bismut gilt im Vergleich zu anderen Schwermetallen als umweltverträglich. Es reichert sich in Nahrungsketten nicht wesentlich an.
Wasserlöslichkeit: Die meisten Bismutverbindungen weisen eine sehr geringe Wasserlöslichkeit auf, wodurch ihre Umweltmobilität und Aufnahme durch Organismen begrenzt werden.
Wechselwirkungen mit dem Boden: Bismut bindet stark an Bodenpartikel und organische Substanzen und verhindert dadurch das Auswaschen in das Grundwasser.
Biologischer Abbau: Bismut wird zwar nicht biologisch abgebaut (da es ein Element ist), greift jedoch auch nicht wesentlich in biologische Prozesse in der Umwelt ein.
Schwangerschaft und Stillzeit: Bismutverbindungen sollten während der Schwangerschaft nur angewendet werden, wenn dies eindeutig erforderlich ist. Konsultieren Sie vor der Anwendung medizinisches Fachpersonal.
Kinder: Bismutsubsalicylat wird für Kinder unter 12 Jahren aufgrund des Salicylatgehalts, nicht wegen der Bismuttoxizität, nicht empfohlen. Reine Bismutverbindungen sind für Kinder im Allgemeinen sicher.
Ältere Patientinnen und Patienten: Für die Anwendung von Bismut bei älteren Menschen sind über die normale ärztliche Überwachung hinaus keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.
Nierenerkrankungen: Obwohl Bismut schnell über die Nieren ausgeschieden wird, sollten Patientinnen und Patienten mit schweren Nierenerkrankungen Bismutverbindungen unter ärztlicher Aufsicht anwenden.
Das ausgezeichnete Sicherheitsprofil von Bismut macht es in vielen Anwendungsbereichen zu einer idealen umweltfreundlichen Alternative zu giftigen Schwermetallen:
Schnelle Antworten
Bismut (symbol Bi) is element 83 on the periodic table, a nachübergangsmetall in period 6, group 15. The heaviest element that is very nearly stable, and the one that grows spectacular rainbow crystals. At room temperature it is a solid.
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³, giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 18, 5 electrons respectively. Its outer shell holds 5 electrons, which is what sets its bonding behaviour.Bismut melts at 544.7 K (271.6 °C) and boils at 1837 K (1563.9 °C).
The standard atomic weight of Bismut is 208.98 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Bismut has a density of 9.78 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of bismut is about 9.8× heavier.
Bismut has a Pauling electronegativity of 2.02. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.
Bismut was discovered in 1753 by Claude Francois Geoffroy. It is named after german weisse Masse, "white mass".
Bismut makes up about 0.0085 mg/kg of the Earth's crust — genuinely rare, which is why it is expensive.
Technically yes, but only just. Bismut-209 was shown in 2003 to undergo alpha decay with a half-life around 2×10¹⁹ years — about a billion times the age of the universe. For every practical purpose it behaves as a stable element, and it is routinely used as a non-toxic substitute for lead.