Il bismuto è il quinto membro della famiglia pnictogen con una massa molare di 209.9804 u. Concentriamoci su alcuni usi del bismuto in diversi settori.
Il bismuto è utilizzato nella seguente industria:
- Pigmenti
- Cosmetici
- Catalizzatore industriale
- Industria metallurgica
- Leghe e saldature
- Elettronica
- Ricerca e Sviluppo
- Spettroscopia
Il bismuto ha conduttività di tipo n ma ad alte temperature mostra conduttività di tipo p. Ora discuti gli usi industriali del bismuto nella parte successiva dell'articolo.
Pigmenti
- Per produrre lucentezza perlescente nella plastica, è stato utilizzato l'ossicloruro di bismuto cosmetico.
- Il molibdato di bismuto è usato come pigmenti per vernici per auto e scuolabus.
- L'ossinitrato di bismuto è usato come pigmento di colore bianco, noto anche come bianco di bismuto o bianco spagnolo.
- Il vanadato di bismuto è una vernice non reattiva che può essere utilizzata per scopi di disegno.
- L'ossicloruro di bismuto viene utilizzato in sostituzione dei pigmenti di carbonato di piombo per la produzione di bottoni in plastica.
- Il subnitrato di bismuto è un componente di smalti quello produce iridescenza ed è usato come pigmento nella vernice.
Cosmetici
- Nell'antico Egitto l'ossicloruro di bismuto è usato come cosmetico.
- L'ossicloruro di bismuto (BiOCl) è talvolta utilizzato nei cosmetici, come pigmento nella vernice per ombretti, spray per capelli e smalti per unghie
- Questo composto si trova come minerale bismoclite e in forma cristallina contiene strati di atomi (vedi figura sopra) che rifrangono la luce cromaticamente, risultando in un aspetto iridescente simile alla madreperla della perla.
Catalizzatore industriale
- Il molibdato di bismuto viene utilizzato come catalizzatore per la produzione di acrilonitrile, sviluppato per la prima volta dall'Ohio nel 1960.
- Ferro, fosforo e bismuto sono usati come catalizzatore speciale per la produzione di gomma acrilonitrile-butadiene che è un'unità monomerica.
- Il bismuto viene utilizzato per la produzione di materie plastiche butadiene-stirene come catalizzatori.
- Il bismuto agisce come un elettrocatalizzatore nella conversione di CO2 a CO.
- Come catalizzatore per la fluorurazione di esteri di pinacolo arilboronico attraverso un ciclo catalitico Bi(III)/Bi(V), imitando i metalli di transizione nella fluorurazione elettrofila.
Industria metallurgica
- Il bismuto è utilizzato come additivo per migliorare la lavorabilità dell'acciaio.
- Il bismuto è utilizzato come migliore alternativa al tellurio e al piombo per l'acciaio a lavorazione libera grazie al suo punto di fusione più basso e funge da lubrificante.
- Il bismuto viene applicato per la solidificazione dell'acciaio causandone l'infragilimento.
- Per aumentare il punto di fusione dell'acciaio inossidabile viene aggiunto il 3-5% di bismuto.
- Il bismuto viene utilizzato in applicazioni richieste in condizioni sanitarie come i rotori delle pompe per alimenti e bevande.
- Il bismuto viene aggiunto alla ghisa malleabile per prevenirne la fragilità e aumentarne la duttilità.
Leghe e saldature
- La lega bismuto-piombo viene utilizzata come additivo per aumentare la lavorabilità dell'alluminio.
- Il bismuto viene aggiunto alla lega di alluminio-magnesio per prevenire la rottura del metallo durante il processo di laminazione e migliorare anche la resistenza alla corrosione.
- Molte leghe di bismuto hanno bassi punti di fusione e si trovano in applicazioni speciali come saldature.
- Molti sprinkler automatici, fusibili elettrici e dispositivi di sicurezza nei sistemi di rilevamento e soppressione incendi contengono l'eutettico Indio-Cadmio-piombo-stagno-Bismuto, una lega che fonde a 47 °C.
- Le leghe a basso punto di fusione, come la lega Bi-Cd-Pb-Sn che fonde a 70 °C, sono utilizzate anche nell'industria automobilistica e aeronautica come le piastre delle turbine dei motori a reazione o gli aerei militari.
- Il bismuto è usato come legante nella produzione di ferro malleabile e come a termocoppia materiale.
- Il bismuto è usato come lega fusibile che protegge il serbatoio del carburante dei veicoli dall'esplosione.
- Per il sistema antincendio a sprinkler viene utilizzata una lega a base di bismuto per il dispositivo di attivazione.
- Le leghe eutettiche di stagno-bismuto o le leghe di sodio vengono utilizzate per realizzare saldature a bassa temperatura che vengono utilizzate nei dispositivi elettronici.
- Nelle radiazioni le leghe a base di bismuto sono utilizzate come schermi protettivi.
Elettronica
- Il tellururo di bismuto è un semiconduttore e un eccellente termoelettrico Materiale. Bi2Te3 I diodi sono utilizzati nei frigoriferi mobili, nei dispositivi di raffreddamento della CPU e come rivelatori in infrarosso spettrofotometri.
- Le leghe stagno-bismuto sono utilizzate nella formazione di plastica metallizzata che viene utilizzata nelle antenne paraboliche per ricevere i segnali.
Ricerca e Sviluppo
- I composti di bismuto sono testati come ritardanti di fiamma per la plastica.
- Alcune pile a bottone all'ossido d'argento, batterie ricaricabili zinco-nichel e celle argento-litio utilizzano il bismuto come materiale catodico.
- I composti organometallici del bismuto come il trifenil bismuto sono usati come un importante reagente per la produzione di materie plastiche.
Spettroscopia
- Germanato di bismuto è uno scintillatore, ampiamente utilizzato nei rivelatori di raggi X e raggi gamma.
- Il tellurito di bismuto è il principale costituente dei raffreddatori termoelettrici che viene utilizzato per stabilizzare la temperatura dei laser e dei rilevatori a infrarossi.
Usi di ossido di bismuto
L'ossido di bismuto ha valenza +3, quindi l'ossido di bismuto (III) o Bi2O3 ha cinque polimorfi cristallografici. concentriamoci su alcuni usi di Bi2O3.
L'ossido di bismuto è utilizzato nella seguente industria:
- Elettrochimico
- Ceramica
- Raffreddamento radiativo
Elettrochimico
- L'ossido di bismuto, nella sua forma delta, è un elettrolita solido per l'ossigeno. Questa forma normalmente si rompe al di sotto di una soglia di alta temperatura, ma può essere elettrodepositata ben al di sotto di questa temperatura in una soluzione altamente alcalina.
- Il triossido di dibismuto è comunemente usato per produrre il "Uova di drago” effetto in fuochi d'artificio, in sostituzione di piombo rosso.
- L'ossido di bismuto viene aggiunto all'ossido di zinco per produrre varistori che vengono utilizzati come dispositivi di protezione contro l'illuminazione e contro le sovratensioni nelle applicazioni ad alta tensione.
Ceramica
- L'ossido di bismuto viene applicato ai magneti permanenti in ceramica (ferriti) per aumentare il loro campo magnetico e rafforzare la ceramica.
- L'ossido di bismuto può aumentare il peso specifico e l'indice di rifrazione del vetro.
Raffreddamento radiativo
- L'ossido di bismuto è stato utilizzato per sviluppare una superficie colorata scalabile ad alto contenuto riflettanza solare ed emissività termica per raffreddamento radiativo passivo.
- Le principali applicazioni delle nanoparticelle di ossido di bismuto sono applicazioni elettrochimiche, come nell'elettrolita o nel catodo delle celle a combustibile a ossido solido (SOFC).
Conclusione
Il bismuto è il gruppo 15th elemento che ha un carattere metallico e ottima alternativa al piombo metallico. L'ossido di bismuto ha cinque diverse forme cristallografiche che vengono utilizzate in diverse industrie per la loro diversa temperatura di fusione e struttura reticolare.
Ciao……Sono Biswarup Chandra Dey, ho completato il mio Master in Chimica presso l'Università Centrale del Punjab. La mia area di specializzazione è la Chimica Inorganica. La chimica non è solo leggere riga per riga e memorizzare, è un concetto da comprendere in modo semplice e qui condivido con voi il concetto di chimica che imparo perché vale la pena condividere la conoscenza.