Bismut er et kemisk grundstof med atomnummer 83 og kemisk symbol Bi. Det står i gruppe 15 i det periodiske system og har en atommasse på cirka 209 u (atommasse). Bismut er et tungt, sprødt metal med en karakteristisk svagt rødlig-hvid glans. Det betragtes som kun svagt radioaktivt: den eneste naturligt forekommende isotop er ^209Bi, som længe blev anset for stabil, men som faktisk udviser alfa‑henfald med en ekstremt lang halveringstid (omtrent 1,9×10^19 år). Derfor opfattes bismut i praksis som ikke-radioaktivt. Isotoper af bismut anvendes dog i forskning og medicin.

Fysiske og kemiske egenskaber

Bismut er et tungt metal med tæthed omkring 9,78 g/cm³. Smeltepunktet ligger ved ca. 271,5 °C og kogepunktet omkring 1564 °C. Atomets elektronkonfiguration er [Xe]4f14 5d10 6s2 6p3. På grund af den såkaldte inertpar-effekt forekommer oxidationstilstanden +3 hyppigst i kemiske forbindelser; +5 er også mulig, men mindre stabil. Bismut viser lav termisk ledningsevne, er diamagnetisk og krystalliserer i en rhomboedrisk struktur (samme strukturtype som arsen og antimon).

Isotoper og radioaktivitet

Naturligt bismut består næsten udelukkende af isotopen ^209Bi. Denne isotop har en så lang halveringstid, at den for alle praktiske formål er stabil, men den er blevet vist at gennemgå alfahenfald med en ekstremt lav henfaldsfrekvens. Ud over ^209Bi findes en række radioaktive bismutisotoper fremstillet kunstigt eller som mellemliggende led i nedbrydningsserier (fx ^210Bi i bly‑210 nedbrydningen). Isotopen ^213Bi (et alfa‑emitter) er særlig interessant i nuklearmedicin og anvendes til behandling i form af målrettet alfa‑terapi.

Forekomst og fremstilling

Bismut findes sjældent i høje koncentrationer, men forekommer i mineraler som bismuthinit (Bi2S3) og bismite (Bi2O3) og kan også findes som natvielegeringer. Meget af det kommercielle bismut udvindes som et biprodukt ved forarbejdning af bly, kobber, tin og andre metaller. Rensning foregår typisk ved smeltning og elektrokemiske eller kemiske seperationsprocesser.

Anvendelser

  • Medicin: Bismuthforbindelser anvendes mod maveproblemer (fx bismuthsubsalicylat i produkter som Pepto‑Bismol) og historisk i forskellige antiseptika.
  • Legeringer: Bismut indgår i lavsmeltende legeringer (fx Wood’s metal) og i blyfri loddemidler samt i legeringer, der erstatter bly i kugler og synkroniseringsdele.
  • Materialer og elektronik: Bismuttellurid (Bi2Te3) er et vigtigt termolektrisk materiale til køling og power‑generering. Bismuthoxid og andre forbindelser bruges i keramik, katalysatorer og ferroelectric‑materialer (fx BiFeO3).
  • Pigmenter og kosmetik: Bismuthoxychlorid og bismuthvanadat anvendes i kosmetik og som holdbare pigmenter med god farvestabilitet.
  • Nuklear teknologi: Bly‑bismut eutektiske smelter undersøges og anvendes som varmeoverførende væske i nogle hurtige reaktorer og forskningskedler.

Sikkerhed og miljø

Bismut er generelt mindre toksisk end tungmetaller som bly, kviksølv og cadmium, og det betragtes ofte som et relativt harmløst alternativ i visse anvendelser. Alligevel kan opløselige bismuthsalte ved høje doser give forgiftningssymptomer og nyrepåvirkning. Som ved alle tungmetaller er korrekt håndtering, affaldshåndtering og kontrol med indånding/indtag vigtigt i industriel sammenhæng.

Historie og bemærkninger

Bismut er kendt og brugt siden middelalderen i Europa og tidligere i Kina og Mellemøsten. Før det blev skilt tydeligt fra tin og bly, var det et metal med forvekslinger i traditionel metalbearbejdning. I moderne tid har bismut fået øget opmærksomhed som et mindre giftigt alternativ til bly i en række produkter og har derudover fået ny betydning inden for avancerede materialer og medicinske anvendelser.

Samlet set er bismut et alsidigt grundstof med unikke fysiske og kemiske egenskaber, begrænset naturlig radioaktivitet og vigtige industrielle og medicinske anvendelser.