Bismuto (Bi): Significado, propiedades y formación
¿Qué es el Bismuto?
El bismuto es un elemento químico que se encuentra en la tabla periódica con el símbolo Bi y el número atómico 83. Es un metal pesado de color blanco plateado que se encuentra en la naturaleza en forma de sulfuro o como mineral de bismuto.
Es un elemento relativamente raro en la corteza terrestre y se encuentra en pequeñas cantidades en minerales de plomo, cobre, oro y plata. Se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluyendo la fabricación de aleaciones con otros metales, la producción de pigmentos y tintes, la producción de vidrios de baja fusión y la medicina (por ejemplo, en algunos medicamentos para tratar la acidez estomacal y la diarrea).
El bismuto también tiene algunas propiedades interesantes, como su baja toxicidad y su capacidad para expandirse ligeramente cuando se enfría, lo que lo hace útil en la fabricación de ciertos tipos de válvulas y tuberías. Además, el bismuto es uno de los pocos materiales que tiene una resistencia eléctrica muy baja a temperaturas extremadamente bajas, lo que lo hace útil en algunos campos de la física y la ingeniería.
→ Para más información sobre los usos del Bismuto hemos creado el siguiente artículo: 8 Usos importantes del Bismuto (Bi) en la actualidad
¿Dónde se encuentra el Bismuto?
El bismuto es un elemento relativamente raro en la corteza terrestre, y se encuentra en la naturaleza principalmente en forma de minerales de sulfuro. Algunos de los principales depósitos de bismuto se encuentran en Bolivia, Perú, México, Canadá, Australia, China y Rusia.
Algunos de los minerales más comunes que contienen bismuto son la bismutina (Bi2S3), la aikinita (LiFeS2), la wolframita ((Fe,Mn)WO4) y la bismutinita (Bi2S3).
Además de los depósitos naturales, el bismuto también se puede encontrar en algunas rocas ígneas, especialmente en aquellas que se formaron a partir de magma rico en plomo y cobre. El bismuto también puede ser recuperado como un subproducto de la producción de plomo y cobre, ya que a menudo se encuentra en pequeñas cantidades en los minerales de estos metales.
Formación del Bismuto (paso a paso)
A continuación veremos un resumen de los principales pasos en la formación del bismuto:
| Paso | Descripción |
|---|---|
| 1 | El bismuto se forma en estrellas masivas que han llegado al final de su vida útil y han explotado en supernovas. Durante la explosión, los núcleos atómicos se fusionan y se forman elementos más pesados, incluyendo el bismuto. |
| 2 | El bismuto se encuentra en la corteza terrestre en forma de minerales de sulfuro, como la bismutina y la bismutinita. Estos minerales se forman a partir de soluciones hidrotermales ricas en metales que se infiltran en las rocas y se enfrían lentamente. |
| 3 | Para extraer el bismuto de los minerales de sulfuro, se lleva a cabo un proceso llamado tostado, en el que se calientan los minerales a alta temperatura en presencia de oxígeno. Durante el tostado, el bismuto se oxida y se convierte en óxido de bismuto. |
| 4 | El óxido de bismuto se reduce mediante la adición de carbono o hierro en un horno de fundición. Durante la reducción, el bismuto se separa del oxígeno y se forma el metal de bismuto puro. |
| 5 | El bismuto refinado se funde y se moldea en lingotes o en otras formas de producción. |
| 6 | El bismuto se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluyendo la fabricación de aleaciones, la producción de pigmentos y tintes, la medicina y otros usos industriales. |
Propiedades del Bismuto
Entre las más importantes encontraremos las siguientes propiedades, tanto físicas como químicas:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Símbolo químico | Bi |
| Número atómico | 83 |
| Peso atómico | 208,98 u |
| Configuración electrónica | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3 |
| Radio atómico | 1,70 Å |
| Radio covalente | 1,46 Å |
| Radio iónico | 1,17 Å (+3) |
| Estados de oxidación | +3, +5 |
| Estructura cristalina | Rómbica |
| Densidad | 9,78 g/cm³ |
| Punto de fusión | 271,4 °C |
| Punto de ebullición | 1.560 °C |
| Calor específico | 0,123 J/g·K |
| Conductividad eléctrica | 0,0785 × 10^6 S/m |
| Conductividad térmica | 7,97 W/m·K |
| Entalpía de fusión | 11,30 kJ/mol |
| Entalpía de vaporización | 160,3 kJ/mol |
| Calor de atomización | 189,5 kJ/mol |
| Presión de vapor | 1 Pa a 927 °C |
| Magnetismo | Diamagnético |
| Apariencia | Sólido cristalino blanco plateado con reflejos rosados o amarillos |
→ Encuentra información adicional sobre este elemento y sus compuestos en el siguiente artículo: El Bismuto (Bi) en la tabla periódica ¿Dónde se encuentra?
Propiedades terapéuticas del Bismuto
El bismuto ha sido utilizado en medicina por sus propiedades terapéuticas. Algunas de ellas son:
- Antiulceroso: el subcitrato de bismuto es un medicamento que se emplea para tratar úlceras estomacales y duodenales. El bismuto actúa como protector de la mucosa gástrica, reduciendo la inflamación y la acidez del estómago.
- Antidiarreico: el subsalicilato de bismuto se usa para tratar la diarrea, ya que actúa como adsorbente y astringente, reduciendo la cantidad de líquidos y electrolitos que se pierden en las heces.
- Antibacteriano: el bismuto tiene propiedades antibacterianas, por lo que se utiliza en algunos medicamentos para tratar infecciones gastrointestinales causadas por bacterias como la Helicobacter pylori.
- Radio protector: el bismuto se ha usado como radio protector en la radioterapia, ya que ayuda a reducir los efectos secundarios de la radiación en los tejidos sanos cercanos a la zona de tratamiento.
- Antifúngico: el bismuto también tiene propiedades antifúngicas y se ha empleado en algunos medicamentos para tratar infecciones causadas por hongos.
Cabe destacar que el uso terapéutico del bismuto debe ser siempre supervisado por un profesional médico, ya que su uso incorrecto o excesivo puede tener efectos secundarios graves.
Compuestos del Bismuto
El bismuto uede formar una variedad de compuestos con otros elementos, y algunos de los compuestos más comunes del bismuto incluyen:
- Óxido de bismuto (Bi2O3): Este compuesto es un óxido de bismuto, también conocido como trióxido de bismuto. Es un polvo amarillo que se utiliza en la fabricación de vidrios especiales y como un pigmento en la industria de la cerámica.
- Carbonato de bismuto (Bi2(CO3)3): El carbonato de bismuto es un compuesto utilizado en la fabricación de productos farmacéuticos y en la industria de la cerámica.
- Nitrato de bismuto (Bi(NO3)3): El nitrato de bismuto es un compuesto soluble en agua y se utiliza en la preparación de otros compuestos de bismuto y en la producción de fuegos artificiales.
- Cloruro de bismuto (BiCl3): El cloruro de bismuto es un compuesto utilizado en la industria química y en síntesis orgánica.
- Sulfuro de bismuto (Bi2S3): El sulfuro de bismuto es un compuesto de color negro utilizado en la industria de la cerámica y en la fabricación de pigmentos.
- Tricloruro de bismuto (BiCl3): Este es otro compuesto de cloruro de bismuto con una fórmula química diferente al mencionado anteriormente. También se utiliza en síntesis química y como reactivo en laboratorios.
Elementos relacionados con el Bismuto
Los elementos relacionados con el bismuto en la tabla periódica son aquellos que comparten el mismo grupo y tienen propiedades químicas y físicas similares. A continuación os dejamos una lista de algunos de los elementos relacionados con el bismuto en el grupo 15:
| Elemento | Símbolo | Número Atómico (Z) | Propiedades Notables |
|---|---|---|---|
| Nitrógeno | N | 7 | Gas diatómico en condiciones estándar, componente esencial de compuestos orgánicos y de la atmósfera terrestre. |
| Fósforo | P | 15 | Existe en varias formas alotrópicas, es un elemento esencial para la vida y se utiliza en la industria química. |
| Arsénico | As | 33 | Sólido metálicooide, venenoso en algunas formas, y se utiliza en productos químicos y semiconductores. |
| Antimonio | Sb | 51 | Metaloide con propiedades metálicas, se utiliza en aleaciones y en la fabricación de productos electrónicos. |
Extracción y yacimientos de Bismuto
La extracción de bismuto se lleva a cabo a partir de yacimientos minerales que contienen bismuto en forma de minerales y minerales asociados. El bismuto rara vez se encuentra en forma pura en la naturaleza, pero se extrae de minerales que contienen bismuto en combinación con otros elementos. Algunos de los minerales de bismuto más comunes son:
- Bismutinita (Bismuthinite): Es un mineral de bismuto que contiene sulfuro de bismuto (Bi2S3). Este mineral es la fuente principal de bismuto en muchas operaciones mineras.
- Bismuto nativo: Aunque raro, el bismuto a veces se encuentra en su forma metálica nativa en ciertos depósitos.
- Bismuto de cobalto (Cobaltite): Algunos minerales de cobalto también pueden contener cantidades significativas de bismuto.
La extracción de bismuto implica una serie de etapas, que incluyen:
- Extracción del mineral: Los minerales que contienen bismuto se extraen de yacimientos minerales mediante la minería a cielo abierto o subterránea.
- Trituración y molienda: El mineral extraído se tritura y muele en partículas más pequeñas para liberar el bismuto.
- Concentración: Se utiliza una serie de procesos de concentración, como la flotación por espuma, para separar el bismuto de otros minerales presentes en la mena.
- Tostado: El concentrado de mineral se somete a un proceso de tostado en el que se calienta en presencia de aire para eliminar el azufre y otros elementos no deseados, dejando el óxido de bismuto.
- Reducción: El óxido de bismuto se reduce utilizando carbono o hidrógeno a alta temperatura para producir bismuto metálico.
- Refinación: El bismuto metálico se somete a procesos de refinación para eliminar impurezas y obtener un producto de alta pureza.
Yacimientos de bismuto se encuentran en varias partes del mundo, aunque no son tan comunes como los yacimientos de algunos otros metales. Algunos de los países con yacimientos de bismuto incluyen:
- China: China es el mayor productor de bismuto en el mundo y tiene importantes yacimientos de bismuto.
- Perú: Perú también es un importante productor de bismuto y alberga yacimientos significativos.
- México: México es otro país con yacimientos de bismuto, aunque su producción es menor en comparación con China y Perú.
- Canadá: Canadá tiene yacimientos de bismuto, principalmente en la región de Ontario.
- Australia: Australia también produce bismuto y tiene depósitos en varias áreas.
La extracción y procesamiento del bismuto requieren un conocimiento especializado de la geología de los yacimientos de bismuto y de la metalurgia necesaria para obtener bismuto de alta pureza.
Efectos del Bismuto sobre la salud
El bismuto puede tener efectos tanto positivos como negativos sobre la salud, dependiendo de la forma en que se emplee o se ingiera. Algunos de los efectos del bismuto sobre la salud son:
-
Efectos positivos
- El bismuto se utiliza en medicamentos para tratar trastornos gastrointestinales como la acidez estomacal, la úlcera péptica y la diarrea.
- También se ha usado en el pasado como tratamiento para infecciones causadas por bacterias como el Helicobacter pylori, que puede ser una de las causas de la úlcera péptica.
- El bismuto se emplea en la industria cosmética para elaborar maquillajes, polvos y cremas con efectos astringentes, antimicrobianos y antiinflamatorios.
-
Efectos negativos
- La inhalación prolongada de vapores de bismuto puede causar irritación de la nariz, la garganta y los pulmones.
- La exposición prolongada al bismuto metálico o a sus compuestos puede causar una enfermedad conocida como bismutismo, que se caracteriza por síntomas como fatiga, debilidad, anorexia, dolor abdominal, dermatitis y cambios en el color de la piel y las mucosas.
- La ingestión de grandes cantidades de bismuto puede causar envenenamiento, con síntomas que incluyen dolor abdominal, diarrea, vómitos, fiebre, debilidad y confusión mental.
Efectos del Bismuto sobre el medio ambiente
El bismuto no se considera un metal tóxico para el medio ambiente y no presenta un riesgo significativo para la salud humana o animal. Sin embargo, su uso excesivo o su eliminación inadecuada pueden tener algunos efectos negativos en el medio ambiente, como los siguientes:
- Acumulación en suelos: debido a que el bismuto se utiliza en diversas aplicaciones, como en la fabricación de aleaciones y cerámicas, puede acumularse en suelos y sedimentaciones cercanas a fuentes de descarga, como plantas industriales y vertederos de residuos.
- Efectos sobre la flora y fauna: en concentraciones elevadas, el bismuto puede ser tóxico para algunas especies de plantas y animales. Por ejemplo, se ha demostrado que puede inhibir el crecimiento de algunas plantas y algas, y afectar la supervivencia y reproducción de ciertos organismos acuáticos.
- Contaminación del agua: en algunos casos, el bismuto puede ser liberado al agua en forma de efluentes industriales, lo que puede causar una acumulación en ríos y lagos cercanos. Si bien el bismuto no es soluble en agua, puede formar compuestos que se disuelven en agua y se pueden absorber en algunos organismos acuáticos.
En general, el bismuto no representa un riesgo significativo para el medio ambiente, siempre y cuando se utilice y elimine adecuadamente.
👉 Video explicativo + índice
Debajo del video encontraréis un índice para los diferentes temas que se tratan sobre el Bismuto. ¡Esperamos que os sea útil!
0:00 Presentación del tema
0:54 ¿Qué es la configuración electrónica?
1:30 Diagrama de Möeller
2:15 Número Atómico Z y Número Másico A del BISMUTO
2:45 Protones, electrones y neutrones del BISMUTO
3:30 Configuración electrónica del BISMUTO
6:00 Grupo y periodo del BISMUTO
7:00 Ubicamos al BISMUTO en la tabla periódica
7:15 Configuración abreviada del BISMUTO
8:00 Diagrama de orbitales del BISMUTO
10:43 Dibujo del átomo de BISMUTO
11:53 Capa de valencia y electrones de valencia del BISMUTO
12:19 Estructuras de LEWIS del BISMUTO
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