BISMUTO

Bismuto

El bismuto es un elemento que pertenece al grupo Va de la tabla periódica, su símbolo es Bi, y es el elemento más metálico del grupo tanto en propiedades físicas como químicas. Tiene como vecinos, en la parte superior, al antimonio y, en la inferior, al ununpentium (átomo que no existe en la naturaleza y que aún no se logra sintetizar), a la izquierda se encuentra el plomo y a la derecha el polonio (elemento radiactivo).

El bismuto es un metal pesado, blanco-rojizo, brilloso y quebradizo que cristaliza en forma romboédrica. Es uno de los pocos metales que se expanden al solidificarse y su conductividad térmica es menor que la de los demás metales, con excepción del mercurio.

Su número atómico es 83, en la naturaleza se halla un único isótopo de bismuto ya que es el único estable, los demás son radiactivos, y su masa atómica es 208.9804g/mol; su configuración electrónica es [Xe]4f145d106s26p3, por lo tanto sus valencias son III y V; su densidad es 9.8g/cm3, tiene un punto de fusión de 271.3ºC y uno de ebullición de 1560±5º C, y su conductividad eléctrica a 20ºC es 25 Sm/mm2.

El Bi es estable al aire seco a temperatura ambiente, pero si el aire es húmedo se oxida en la superficie. Si se calienta al rojo vivo forma óxido de bismuto III, Bi2O3, y su color cambia a amarillo. Se disuelve para formar sales Bi3+ con ácido nítrico concentrado o con ácido sulfúrico conc. caliente. Reacciona con halógenos para formar halogenuros de bismuto III, BiX3 (X=F,Cl,Br,I), y con azufre para formar sulfuro de bismuto III, Bi2S3. Forma aleaciones con varios metales, y algunas de éstas tienen muy bajos puntos de fusión. Como se ha evidenciado, su estado de oxidación preferido es +3, sin embargo, también forma compuestos como bismuto V, los cuales son agentes oxidantes muy fuertes (bismutato de sodio, Na5Bi).

Se considera un elemento muy raro y tan sólo forma parte del 10-5 % de la corteza terrestre. Es ocasionalmente encontrado en su estado elemental, pero es más común encontrarlo como sulfuro, sulfato u óxido de bismuto. Los principales depósitos minerales se encuentran en Sudamérica, pero también se obtiene como subproducto de los procesos de refinado de los minerales de plomo y cobre en países como Estados Unidos, por ejemplo.

Historia

Este metal natural fue confundido, durante mucho tiempo, con el estaño y el plomo, Geoffroy “el Joven” lo diferenció de este último en 1753; sin embargo, se cree que el bismuto fue descubierto por los mineros de Saxon, mucho tiempo antes.

Para darnos una idea de la antigüedad del conocimiento de dicho metal, se puede utilizar como referencia que fue mencionado por T. Paracelsus (1493-1541) y que ya había sido discutida a fondo por G. Agricola (1490-1555).

Algunas fuentes le atribuyen el descubrimiento del bismuto a Geoffroy pero otras se refieren a los antiguos como sus descubridores originales.

Obtención y purificación

Un método muy utilizado para la obtención de Bi es como subproducto de la refinación del plomo por el método de Betts, ya que los lodos derivados de este proceso son ricos en bismuto. El procedimiento se explica a continuación:

Los lodos se lavan, secan y funden en una atmósfera oxidante con Na2CO3 y NaOH para producir escorias alcalinas que arrastran el arsénico y el antimonio en forma de compuestos de sodio y el cobre en forma de óxido. El residuo es bismuto bruto que contiene como impurezas principales plata y plomo. Este bismuto bruto se refina electrolíticamente con una solución ácida de BiCl3 que contiene algo más de 100g de HCl por litro y de 3 a 4g de bismuto en una célula Thum, a una temperatura entre los 50 y 60º C. El plomo del ánodo de bismuto bruto pasa a la solución en forma de PbCl2, pero no se deposita con el bismuto. Se concentra el electrólito, del cual se sacan periódicamente porciones y se hace cristalizar el PbCl2.

Aplicaciones

La mayor parte del bismuto es usada para formar aleaciones, principalmente con aluminio y plomo. Como sus puntos de fusión son muy bajos se emplean en soldaduras especiales, partes fundibles de rociadoras automáticas, sellos de seguridad para cilindros de gas comprimido, y en apagadores automáticos de calentadores de agua eléctricos y de gas.

Se ha comenzado a utilizar como reemplazo del plomo en determinadas aleaciones, ya que el plomo es altamente tóxico.

También se usa en la manufactura de compuestos farmacéuticos y cosméticos. En la industria farmacéutica el Bi está presente en astringentes, antisépticos y remedios para males intestinales; el oxicloruro de bismuto (BiOCl) es de uso muy común en cosméticos.

Debido a lo anteriormente mencionado, el bismuto ha tenido una creciente importancia comercial.

Toxicidad

El bismuto y sus sales, consumidos en cantidades no moderadas, pueden causar daños en el hígado, aunque el grado de dicho daño normalmente no es grave. Industrialmente es considerado como uno de los metales pesados menos tóxicos; sin embargo, en grandes dosis, puede llegar a ser mortal.

El bismuto metálico no se considera tóxico y presenta una amenaza mínima para el medio ambiente. Los compuestos del bismuto son generalmente muy poco solubles en agua pero se deben manejar con cuidado, ya que solo se dispone de información limitada de sus efectos y destino en el medio ambiente.


Bibliografía

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