बिस्मथची ओळख
बिस्मथ (चिन्ह Bi, अणुक्रमांक 83) हे एक जड, चांदी-पांढरे धातू आहे, ज्याला गुलाबी छटा असते. नायट्रोजन, फॉस्फरस, आर्सेनिक आणि अँटिमनी सोबत ते आवर्त सारणीच्या गट 15 मध्ये येते. त्याच्या धातूसारख्या दिसण्याव्यतिरिक्त, बिस्मथमध्ये काही अद्वितीय गुणधर्म आहेत जे त्याला इतर अनेक जड धातूंपासून वेगळे करतात. ते कमी द्रवणांक आणि विशिष्ट परिस्थितीत तयार झाल्यावर त्याच्या सुंदर इंद्रधनुषी ऑक्साईड स्तरासाठी ओळखले जाते.
सामान्य गुणधर्म
बिस्मथ डायमॅग्नेटिक आहे आणि त्याच्या घन अवस्थेत असताना उच्च विद्युत प्रतिरोधक क्षमता असते. घन झाल्यानंतर ते प्रसरण पावणाऱ्या काही घटकांपैकी एक आहे, हा गुणधर्म ते पाणी आणि सिलिकॉनसोबत सामायिक करते. ते कमी द्रवणांकाच्या मिश्रधातू, सौंदर्यप्रसाधने आणि फार्मास्युटिकल्समध्ये वापरले जाते. भारतात, बिस्मथ संयुगे पोटाच्या आजारांसाठी विविध ओव्हर-द-काउंटर औषधांमध्ये वापरली जातात.
बिस्मथची रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता
इतर अनेक धातूंच्या तुलनेत बिस्मथची रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता तुलनेने कमी मानली जाते. त्याची प्रतिक्रियाशीलता तापमान आणि ऑक्सिडायझिंग एजंटच्या उपस्थितीवर अवलंबून असते.
हवेसोबतची प्रतिक्रिया
बिस्मथ धातू खोलीच्या तपमानावर कोरड्या हवेत स्थिर असतो, म्हणजेच या परिस्थितीत ते ऑक्सिजन किंवा नायट्रोजनशी सहज प्रतिक्रिया देत नाही. तथापि, जेव्हा ते ओल्या हवेच्या संपर्कात येते, तेव्हा त्याच्या पृष्ठभागावर बिस्मथ(III) ऑक्साईड (Bi₂O₃) चा पातळ, संरक्षक थर तयार होतो, ज्यामुळे ते अधिक निस्तेज दिसते.
हवेत किंवा ऑक्सिजनमध्ये गरम केल्यावर, बिस्मथ निळ्या ज्योतीने जळते आणि बिस्मथ(III) ऑक्साईड तयार होते: 4 Bi(s) + 3 O₂(g) → 2 Bi₂O₃(s)
पाण्यासोबतची प्रतिक्रिया
बिस्मथ खोलीच्या तपमानावर पाणी किंवा वाफेसोबत प्रतिक्रिया देत नाही. ते तटस्थ पाण्यामुळे होणाऱ्या गंजला प्रतिरोधक आहे. उच्च तापमानावर, विशेषतः लाल उष्णतेवर, बिस्मथ वाफेशी प्रतिक्रिया देऊन बिस्मथ(III) ऑक्साईड आणि हायड्रोजन वायू तयार करते: 2 Bi(s) + 3 H₂O(g) → Bi₂O₃(s) + 3 H₂(g)
आम्लासोबतची प्रतिक्रिया
बिस्मथ खोलीच्या तपमानावर सौम्य हायड्रोक्लोरिक ऍसिड (HCl) किंवा सौम्य सल्फ्यूरिक ऍसिड (H₂SO₄) सारख्या नॉन-ऑक्सिडायझिंग आम्लांशी प्रतिक्रिया देत नाही. हे इलेक्ट्रोकेमिकल मालिकेत हायड्रोजनच्या खाली त्याची स्थिती दर्शवते.
तथापि, बिस्मथ तीव्र ऑक्सिडायझिंग आम्लांशी प्रतिक्रिया देते. उदाहरणार्थ, ते गरम तीव्र सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि नायट्रिक ऍसिडमध्ये विरघळते. जेव्हा ते तीव्र नायट्रिक ऍसिडशी प्रतिक्रिया देते, तेव्हा ते बिस्मथ(III) नायट्रेट तयार करते, आणि आम्लाची एकाग्रता आणि तापमानानुसार नायट्रोजन मोनोक्साईड किंवा नायट्रोजन डायऑक्साइड बाहेर टाकते: Bi(s) + 4 HNO₃(conc) → Bi(NO₃)₃(aq) + NO(g) + 2 H₂O(l)
बिस्मथ अल्कली (बेस) सोबत प्रतिक्रिया देत नाही.
सुरक्षितता प्रोफाइल
विषारीपणा
ऐतिहासिकदृष्ट्या, बिस्मथ संयुगे अनेकदा शिसे संयुगांशी त्यांच्या समान दिसण्यामुळे आणि काही समान वापरामुळे गोंधळल्या जात होत्या. तथापि, बिस्मथ शिसे आणि इतर अनेक जड धातूंपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी विषारी आहे. जरी विरघळणाऱ्या बिस्मथ संयुगांचे मोठ्या डोस विषारी असू शकतात, तरी मूलद्रव्य बिस्मथ आणि त्याची अनेक संयुगे औषध आणि सौंदर्यप्रसाधनांमध्ये सुरक्षितपणे वापरली जातात. उदाहरणार्थ, बिस्मथ सब्सॅलिसिलेट हे भारतात मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध असलेल्या काही सामान्य अँटासिड्स आणि अतिसारावरील औषधांमध्ये एक सक्रिय घटक आहे.
किरणोत्सर्गीपणा
अनेक दशकांपासून, बिस्मथ-209 हे सर्वात जड स्थिर समस्थानिक मानले जात होते. तथापि, 2003 मध्ये, ते 1.9 × 10¹⁹ वर्षांच्या अत्यंत लांब अर्धायुष्य असलेले अल्फा उत्सर्जक असल्याचे दिसून आले. हे अर्धायुष्य ब्रह्मांडाच्या वयापेक्षा अब्जावधी पटीने जास्त आहे, ज्यामुळे ते सर्व पार्थिव आणि रासायनिक हेतूंसाठी व्यावहारिकदृष्ट्या स्थिर बनते. त्यामुळे, रसायनशास्त्र आणि सामान्य अनुप्रयोगांमधील सर्व व्यावहारिक विचारांसाठी, बिस्मथला एक स्थिर, गैर-किरणोत्सर्गी घटक मानले जाते.
ज्वलनशीलता
मोठे धातूचे बिस्मथ ज्वलनशील नाही. ते सामान्य परिस्थितीत पेट घेत नाही किंवा ज्योत टिकवून ठेवत नाही. अनेक धातूंप्रमाणे, बारीक पावडर केलेले बिस्मथ विशिष्ट, उच्च-ऊर्जा प्रज्वलन परिस्थितीत ज्वलनशील असू शकते, परंतु घन धातूसाठी हे सामान्य वर्तन नाही.
उल्लेखनीय रासायनिक प्रतिक्रिया
बिस्मथची एक महत्त्वपूर्ण रासायनिक प्रतिक्रिया म्हणजे नायट्रिक ऍसिडमध्ये विरघळून बिस्मथ(III) नायट्रेट तयार करणे. ही प्रतिक्रिया मूलभूत आहे कारण बिस्मथ(III) नायट्रेट हे फार्मास्युटिकल्स, रंगद्रव्ये आणि उत्प्रेरक यांसारख्या इतर बिस्मथ संयुगे तयार करण्यासाठी एक महत्त्वाचे पूर्वगामी आहे.
Bi(s) + 4 HNO₃(conc) → Bi(NO₃)₃(aq) + NO(g) + 2 H₂O(l)
ही प्रतिक्रिया तीव्र ऑक्सिडायझिंग एजंटच्या संपर्कात आल्यावर बिस्मथचे धातूसारखे वैशिष्ट्य दर्शवते, ज्यामुळे विरघळणारे मीठ तयार होते.