Bismuto

Elemento chimico di numero atomico 83, simbolo Bi, peso atomico 209,00 appartenente al 5° gruppo del sistema periodico (sottogruppo dell’azoto, fosforo, antimonio, arsenico).

Caratteristiche

In natura si trova (specialmente in Sassonia e Boemia) allo stato nativo, di colore bianco argenteo, romboedrico, raramente in cristalli, di solito massiccio, granulare, foliaceo o arborescente; quasi sempre contiene altri elementi (arsenico, zolfo, tellurio ecc.). È contenuto, inoltre, in numerosi minerali (bismutinite, bismutite ecc.) e anche, come costituente minore, in minerali di rame, piombo e stagno.

Ha un aspetto simile a quello dell’antimonio: è fragile e presenta una densità di 9,78 g/cm³ (il liquido ha densità maggiore, 10,07 g/cm³), fonde a 271 °C, bolle a 1560 °C; si ossida superficialmente all’aria umida già a temperatura ambiente, riscaldato, si ricopre di un velo di ossido. Reagisce con gli alogeni, con lo zolfo; è poco attaccato dall’acido cloridrico e solforico a freddo (a caldo con l’acido solforico dà il solfato di b.), mentre l’acido nitrico lo scioglie facilmente. Nei suoi composti il b. si comporta come tri- e pentavalente.

Preparazione e impiego

Il b. si prepara per riduzione degli ossidi (i solfuri si trasformano prima in ossidi per arrostimento); gran parte del metallo del commercio si ottiene come sottoprodotto nella metallurgia del piombo, rame, stagno. Così si può separare dal piombo per cristallizzazione frazionata in quanto forma con esso un eutettico ricco in b., con punto di solidificazione di circa 200 °C inferiore a quello del piombo, o per via elettrolitica, dallo stagno, per solubilizza­zione in acido cloridrico e riprecipitazione sotto forma di ossicloruro per semplice diluizione.

Il b., per le sue scadenti proprietà meccaniche, non è usato come tale; trova invece largo impiego nella preparazione di leghe facilmente fusibili.

Composti e leghe

Il triossido, Bi₂O₃, è l’unico ben definito, si prepara riscaldando il nitrato o il carbonato o l’idrato; polvere gialla, pesante, che presenta proprietà basiche (è insolubile negli alcali, solubile negli acidi). Il pentossido, Bi₂O₅, si ottiene per energica ossidazione (con cloro o elettrolitica) del triossido; polvere di color rosso mattone che perde facilmente ossigeno. Non si conosce il carbonato neutro mentre è noto il carbonato basico ottenuto trattando la soluzione di un sale di b. con eccesso di carbonato alcalino; a seconda delle condizioni di preparazione, il prodotto ha composizione differente; a quello comunemente usato corrisponde la formula (BiO)₂CO₃•H₂O: è una polvere amorfa bianca o giallastra, inodore, insapore, pesante, insolubile. È usato in medicina, in molti casi al posto del nitrato basico, come anti-acido, assorbente, astringente e, in passato, come opacizzante nella radiologia del tubo digerente (è ora sostituito dal solfato di bario, non tossico) e anche in cosmetica.

Il b. è costituente di molte leghe, eutettiche e non eutettiche, a basso punto di fusione, in genere inferiore a 200 °C. Le leghe che contengono meno del 48% di b., per lo più presentano ritiro durante la solidificazione; si dilatano invece quelle che ne contengono più del 55%; quelle con tenore intermedio non presentano variazioni di volume. Tali leghe, che hanno tutte bassi valori della durezza e forte allungamento, hanno assunto grande importanza, come elementi fusibili, nell’allestimento di dispositivi di sicurezza nei cilindri per gas compressi, in porte antincendio, per indicatori automatici di pericolosi aumenti di temperatura ecc.; in fonderia sono usate per modelli di parti di precisione e in aggiunta ad altri metalli per aumentare la velocità di lavorazione nella colata e nella fucinatura. Leghe di b. sono anche impiegate per saldature speciali e per caratteri da stampa, e come bagni a temperatura costante per autoclavi o per trattamenti termici.

Aspetti medici

Il b. è un metallo di elevata tossicità i cui composti solubili o solubilizzabili possono venire assorbiti dal canale enterico o dalla mucosa rettale. Il metallo si rinviene nel fegato, nel polmone, nel rene, nelle ghiandole salivari e anche nel sistema nervoso. Inoltre attraversa la placenta e si ritrova anche nei tessuti del feto, specialmente nelle ossa. Le intossicazioni da b. si manifestano con violenta gastroenterite, gravi lesioni renali, estese ulcerazioni intestinali, violente convulsioni seguite da morte.