Apakah itu unsur Bismut dan sifat-nya? Artikel ini akan membincangkan sifat, sejarah penghasilan Bismut dan kegunaannnya dalam kehidupan seharian kita
Pengenalan
Bismut adalah unsur logam berwarna putih dengan sedikit campuran merah jambu, rapuh dengan bentuk kristal serta mempunyai ketumpatan yang tinggi berada dalam kumpulan 15 jadual berkala. Bismut boleh ditemui secara semulajadi tetapi ia lebih banyak diperolehi bersama sebatian lain seperti sulfida dan oksida.
Menurut makmal Nasional Los Alamos, ia dipanggil sebagai logam pasca peralihan kerana logam ini lebih lembut, mempunyai kekuatan mekanikal dan konduktiviti elektrik yang sangat lemah namun ia mengalir arus lebih baik dalam keadaan cecair berbanding keadaan padat serta mempunyai titik lebur yang lebih rendah berbanding logam peralihan seperti zink, tembaga, emas atau besi yang lebih keras dan mempunyai titik lebur dan titik didih yang tinggi.
Bismut adalah unsur yang paling diagmatik yang bermaksud ia menolak jika ditarik ke medan magnet di antara kesemua unsur yang ada serta dikategorikan sebagai unsur yang paling berat dengan nukleus yang stabil.
Sifat utama Bismut
- Nombor atom: 93
- Berat atom: 208.98
- Takat lebur: 271.406°C
- Takat Didih: 1564°C
- Ketumpatan (g cm−3): 9.79
Sejarah
Bismut adalah 10 unsur logam pertama yang pernah ditemui sejak zaman kuno lagi. Meskipun bismut telah ditemui sejak lebih 1400 tahun yang lalu namun ia sering dikelirukan dengan unsur timah dan plumbum kerana unsur ini juga mempunyai takat lebur yang rendah dan logam yang berat.
Pada tahun 1753, menurut Royal Society of Chemistry, seorang ahli kimia Perancis bernama Claude Geoffroy the Younger adalah orang pertama yang berjaya membuktikan bahawa bismut adalah unsur yang berbeza daripada plumbum atau timah.
Deposit bismut yang terbesar didapati di negara Bolivia meskipun hanya diperolehi sebagai produk sampingan dari perlombongan dan penapisan daripada plumbum, tembaga, timah, perak dan emas. Menurut Chemicool, nama bismut telah diterjemahkan ke bahasa Latin yang diolah dari bahasa Jerman iaitu ‘weissmuth’ yang bermaksud bahan berwarna putih yang merujuk kepada unsur itu sendiri yang mengoksida kepada warna putih.
Cara penghasilan
Pada peringkat awal, unsur bismut diasingkan daripada plumbum dengan menggunakan proses Betterton-Kroll yang melibatkan pembentukan takat lebur yang tinggi daripada bijih bismut yang mengandungi kalsium dan magnesium kemudian mendapan tersebut melalui proses klorinasi sebelum dirawat menggunakan natrium hidroksida untuk mendapatkan bismut yang asli.
Kaedah alternatif lain adalah menggunakan proses pengasingan yang dipanggil Betts yang menggunakan kaedah penyulingan elektrolit daripada bijih plumbum yang mengandungi bismuth. Bismut juga boleh diasingkan dari oksida atau bijih karbonat menggunakan hidroklorik asid yang pekat kemudian larutan dimendapkan dengan oxiklorida, BiOCl kemudian dipanaskannya menggunakan limau atau arang untuk menghasilkan logam bismut.
Sifat kereaktifan
Bismut stabil pada udara kering atau lembap pada suhu yang biasa. Bismut membentuk lapisan oksida berwarna kuning apabila dipanaskan pada suhu yang tinggi sehingga 1560 °C. Ia boleh bergabung dengan sulfur dan halogen seperti florin, klorin, bromin dan iodin. Unsur bismut tidak bertindak balas dengan asid yang mempunyai kepekatan yang tinggi seperti asid hidroklorik sebaliknya ia mesti dicampur terlebih dahulu dengan oksigen. Reaksi kimia adalah seperti berikut:
4 Bi + 3 O2 + 12 HCl → 4 BiCl3 + 6 H2O.
Bismut juga bertindak secara perlahan dengan asid sulfurik lalu menjadikan bismut (III) sulfat dan sulfur dioksida dengan persamaan kimia berikut:
6 H2SO4 + 2 Bi → 6 H2O + Bi2 (SO4) 3 + 3 SO2.
Meskipun begitu, bismut juga mudah larut dalam asid nitrat cair atau pekat. Dalam keadaan merah panas, bismut bertindak balas dengan air untuk membentuk bismut oksida dengan persamaan kimia berikut:
2 Bi + 3 H2O → Bi2O3 + 3 H2.
Kegunaan dan aplikasi harian
Bismut biasanya dicampurkan dengan logam lain seperti timbaga, timah, besi atau kadmium untuk membentuk aloi dengan takat lebur rendah digunakan untuk membuat pemercik api automatik, alat mengesan kebakaran dan fius elektrik.
Bismut oksida dijadikan sebagai pigmen berwarna kuning untuk membuat kosmetik dan cat manakala bismut (III) klorida oksida (BiClO) menghasilkan kesan bersinar yang digunakan dalam produk kosmetik seperti highlighter. Bismut karbonat dijadikan sebagai asas dalam pembuatan ubat tablet atau cecair untuk merawat masalah percernaan seperti cirit-birit dan gastrik ulser.
Sebatian bismut digunakan sebagai pemangkin dalam proses pembuatan untuk menghasilkan fiber sintetik dan getah. Selain itu, bismanol iaitu campuran aloi bismut dan mangan adalah magnet kekal dengan daya paksaan yang tinggi (ukuran untuk medan magnet) pernah dihasilkan di Makmal Ordinan Angkatan Laut A.S di White Oak, MD yang digunakan pada motor kecil. Bismut juga digunakan dalam reaktor nuklear untuk membuat unsur transuranium menggunakan proses yang disebut sebagai fius penyejukan.
Unsur yang lain
Rujukan: