બિસ્મથનો પરિચય
બિસ્મથ (પ્રતીક Bi, પરમાણુ ક્રમાંક 83) એક ભારે, ચાંદી-સફેદ ધાતુ છે જેમાં ગુલાબી રંગનો વિશિષ્ટ ઝાંય હોય છે. તે નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ, આર્સેનિક અને એન્ટિમની સાથે આવર્ત કોષ્ટકના જૂથ 15 નો સભ્ય છે. તેના ધાતુ દેખાવ હોવા છતાં, બિસ્મથ કેટલાક અનન્ય ગુણધર્મો ધરાવે છે જે તેને અન્ય ઘણી ભારે ધાતુઓથી અલગ પાડે છે. તે તેના નીચા ગલનબિંદુ અને ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં બને ત્યારે તેના સુંદર મેઘધનુષી ઓક્સાઇડ સ્તર માટે જાણીતું છે.
સામાન્ય ગુણધર્મો
બિસ્મથ ડાયમેગ્નેટિક છે અને જ્યારે તે તેના ઘન સ્વરૂપમાં હોય ત્યારે ઉચ્ચ વિદ્યુત પ્રતિકાર ધરાવે છે. તે થોડા તત્વોમાંનું એક છે જે ઘન બનવા પર વિસ્તરે છે, જે ગુણધર્મ તે પાણી અને સિલિકોન સાથે વહેંચે છે. તે નીચા-ગલનબિંદુ મિશ્રધાતુઓ, સૌંદર્ય પ્રસાધનો અને ફાર્માસ્યુટિકલ્સમાં ઉપયોગમાં જોવા મળે છે. ભારતમાં, બિસ્મથ સંયોજનોનો ઉપયોગ પેટના રોગો માટેની વિવિધ ઓવર-ધ-કાઉન્ટર દવાઓમાં થાય છે.
બિસ્મથની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા
અન્ય ઘણી ધાતુઓની સરખામણીમાં બિસ્મથની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા પ્રમાણમાં ઓછી ગણવામાં આવે છે. તેની પ્રતિક્રિયાશીલતા તાપમાન અને ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોની હાજરીથી પ્રભાવિત થાય છે.
હવા સાથે પ્રતિક્રિયા
બિસ્મથ ધાતુ ઓરડાના તાપમાને સૂકી હવામાં સ્થિર હોય છે, એટલે કે તે આ પરિસ્થિતિઓમાં ઓક્સિજન અથવા નાઇટ્રોજન સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા કરતી નથી. જો કે, સમય જતાં ભેજવાળી હવાના સંપર્કમાં આવે ત્યારે, તેની સપાટી પર બિસ્મથ(III) ઓક્સાઇડ (Bi₂O₃) નું પાતળું, રક્ષણાત્મક સ્તર બને છે, જે તેને નિસ્તેજ દેખાવ આપે છે.
હવા અથવા ઓક્સિજનમાં ગરમ કરવા પર, બિસ્મથ વાદળી જ્યોત સાથે બળે છે, બિસ્મથ(III) ઓક્સાઇડ બનાવે છે: 4 Bi(s) + 3 O₂(g) → 2 Bi₂O₃(s)
પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા
બિસ્મથ ઓરડાના તાપમાને પાણી અથવા વરાળ સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. તે તટસ્થ પાણી દ્વારા કાટ પ્રત્યે પ્રતિરોધક છે. ઊંચા તાપમાને, ખાસ કરીને લાલ ગરમી પર, બિસ્મથ વરાળ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને બિસ્મથ(III) ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે: 2 Bi(s) + 3 H₂O(g) → Bi₂O₃(s) + 3 H₂(g)
એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા
બિસ્મથ ઓરડાના તાપમાને મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ (HCl) અથવા મંદ સલ્ફ્યુરિક એસિડ (H₂SO₄) જેવા નોન-ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ્સ સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. આ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની નીચે તેની સ્થિતિ દર્શાવે છે.
જોકે, બિસ્મથ મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ્સ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તે ગરમ સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને નાઈટ્રિક એસિડમાં ઓગળી જાય છે. સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, તે બિસ્મથ(III) નાઈટ્રેટ બનાવે છે, એસિડની સાંદ્રતા અને તાપમાનના આધારે નાઈટ્રોજન મોનોક્સાઇડ અથવા નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ મુક્ત કરે છે: Bi(s) + 4 HNO₃(conc) → Bi(NO₃)₃(aq) + NO(g) + 2 H₂O(l)
બિસ્મથ આલ્કલીસ (બેઝ) સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી.
સલામતી પ્રોફાઇલ
ઝેરીતા
ઐતિહાસિક રીતે, બિસ્મથ સંયોજનો ઘણીવાર લીડ સંયોજનો સાથે સમાન દેખાવ અને કેટલાક સમાન ઉપયોગોને કારણે ગૂંચવણમાં મુકાતા હતા. જોકે, બિસ્મથ લીડ અને અન્ય ઘણી ભારે ધાતુઓ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું ઝેરી છે. જ્યારે દ્રાવ્ય બિસ્મથ સંયોજનોની મોટી માત્રા ઝેરી હોઈ શકે છે, ત્યારે તત્વીય બિસ્મથ અને તેના ઘણા સંયોજનોનો ઉપયોગ દવા અને સૌંદર્ય પ્રસાધનોમાં સુરક્ષિત રીતે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, બિસ્મથ સબસાલિસિલેટ ભારતમાં વ્યાપકપણે ઉપલબ્ધ કેટલીક સામાન્ય એન્ટાસિડ્સ અને ઝાડા વિરોધી દવાઓમાં સક્રિય ઘટક છે.
કિરણોત્સર્ગીતા
ઘણા દાયકાઓ સુધી, બિસ્મથ-209 ને સૌથી ભારે સ્થિર આઇસોટોપ ગણવામાં આવતું હતું. જોકે, 2003 માં, તે 1.9 \times 10^{19} વર્ષના અત્યંત લાંબા અર્ધ-જીવનકાળ સાથે આલ્ફા ઉત્સર્જક હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. આ અર્ધ-જીવનકાળ બ્રહ્માંડની ઉંમર કરતાં અબજો ગણો લાંબો છે, જે તેને તમામ પાર્થિવ અને રાસાયણિક હેતુઓ માટે વ્યવહારિક રીતે સ્થિર બનાવે છે. તેથી, રસાયણશાસ્ત્ર અને સામાન્ય એપ્લિકેશન્સમાં તમામ વ્યવહારિક વિચારણાઓ માટે, બિસ્મથને સ્થિર, બિન-કિરણોત્સર્ગી તત્વ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
જ્વલનશીલતા
જથ્થાબંધ ધાતુ બિસ્મથ જ્વલનશીલ નથી. તે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં સળગતું નથી કે જ્યોત ટકાવી રાખતું નથી. ઘણી ધાતુઓની જેમ, ઝીણા પાવડરવાળું બિસ્મથ ચોક્કસ, ઉચ્ચ-ઊર્જા ઇગ્નીશન પરિસ્થિતિઓમાં જ્વલનશીલ હોઈ શકે છે, પરંતુ આ ઘન ધાતુ માટે સામાન્ય વર્તન નથી.
નોંધપાત્ર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા
બિસ્મથને લગતી એક નોંધપાત્ર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા એ નાઈટ્રિક એસિડમાં તેનું વિસર્જન કરીને બિસ્મથ(III) નાઈટ્રેટ બનાવવું છે. આ પ્રતિક્રિયા મૂળભૂત છે કારણ કે બિસ્મથ(III) નાઈટ્રેટ ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, પિગમેન્ટ્સ અને ઉત્પ્રેરક સહિતના અન્ય બિસ્મથ સંયોજનોની વિશાળ શ્રેણીના સંશ્લેષણ માટે મુખ્ય પૂર્વગામી છે.
Bi(s) + 4 HNO₃(conc) → Bi(NO₃)₃(aq) + NO(g) + 2 H₂O(l)
આ પ્રતિક્રિયા મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટના સંપર્કમાં આવે ત્યારે બિસ્મથના ધાતુના પાત્રને દર્શાવે છે, જે દ્રાવ્ય ક્ષારની રચના તરફ દોરી જાય છે.