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Elemento Químico - Bismuto - Conselho Regional de Química - IV Região

Elemento Químico - Bismuto 

 


Bismuto


Um metal pesado de rara beleza, estável e bom para o estômago. Este é o bismuto!
 

Andrew Silver, Brigham Young University Geology Department

Amostra de bismuto 


O bismuto tem número atômico 83 e pertence ao Grupo 15 da tabela periódica. Ele é um metal de alta densidade (9,79 g.cm-3), prateado e com matizes rosa. [1]

Cristais de bismuto metálico podem apresentar uma bela coloração iridescente, devido à formação de uma fina camada de oxidação na sua superfície.

Ao lado do bismuto na tabela periódica está o chumbo, de número atômico 82, tão tóxico que é um elemento excluído da composição dos brinquedos, e do outro lado está o polônio, de número atômico 84, um veneno mortalmente radioativo. Apesar de estar entre dois metais altamente perigosos, o bismuto é um metal atóxico. [2,3]

Até recentemente o bismuto era considerado o elemento mais pesado que possuía um núcleo estável. No entanto, em 2003, pesquisadores do Instituto d'Astrophysique Spatiale em Orsay, na França, descobriram que o bismuto decai como o tálio, mas ele tem uma meia-vida extremamente longa: cerca de 20 bilhões de bilhões de anos, o que é escrito como o número 20 seguido de 18 zeros. Para exemplificar, este número significa que se 100 gramas de bismuto-209, o isótopo natural, estivessem presentes desde o início do universo, há cerca de 14 bilhões de anos atrás, cerca de 99,9999999 gramas do elemento ainda restariam hoje. [4]

O bismuto é encontrado principalmente como bismita (Alfa-Bi2O3), bismutinita (Bi2S3) e bismutita [(BiO)2CO3], e, muito raramente, ocorre isolado. Ele normalmente é encontrado em associação com os minérios de chumbo, prata ou cobalto. A principal fonte comercial do elemento é como subproduto em unidades de extração de chumbo, zinco e cobre, de onde ele é obtido por processos especiais dependendo da natureza do produto principal. [5]

A produção mundial de bismuto foi de 19 mil toneladas em 2021, de acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos. Os maiores produtores mundiais são China, Laos, Coreia do Sul e Japão. [3]

Características do elemento

Paul's Lab on Visualhunt

Cristal de Bismuto

Comparado com outros metais, o bismuto é o mais diamagnético, o que significa que ele resiste a ser magnetizado e é repelido por um campo magnético. Ele também tem baixa condutividade elétrica e a maior resistência elétrica quando colocado em um campo magnético. [4]

O bismuto tem condutividade térmica extremamente baixa, menor que qualquer outro metal, com exceção do mercúrio. Ele também tem ponto de fusão (271,4°C) relativamente baixo, sendo utilizado juntamente com estanho e chumbo, em ligas de baixo ponto de fusão. [1]

Quando queima ele forma uma chama azul e produz uma fumaça de óxido amarelo ao ser aquecido. Quando o bismuto líquido congela, ele se expande em vez de se contrair porque forma uma estrutura cristalina similar à da água. Quatro outros elementos se expandem quando congelam: silício, gálio, antimônio e germânio. [4]

Usos

O metal bismuto é quebradiço e por isso ele normalmente é misturado com outros metais, como chumbo, estanho, ferro ou cádmio para formar ligas de baixo ponto de fusão. Essas ligas são usadas em sistemas automáticos de sprinklers, sistemas de detecção de incêndios e fusíveis elétricos, e também em soldas. [1,6]

Compostos de bismuto são amplamente utilizados em cosméticos. O cloreto óxido de bismuto (BiOCl) é utilizado como pigmento com tonalidade branco-perolada em sombras, batons, blush, pó compacto e outros produtos. O óxido de bismuto (Bi2O3) é um composto usado como pigmento amarelo em tintas e cosméticos. Bismuto também é usado em aplicações industriais para a manufatura de esmaltes cerâmicos e artefatos de cristal.

Wikimedia Commons

Centro médico da Primeira Guerra Mundial recebe feridos em 1914. Uma pasta de bismuto e iodo ajudava a tratar as feridas dos soldados

O bismuto como medicamento teve papel importante no passado. A Primeira Guerra Mundial deixou milhares de vítimas com ferimentos físicos, doenças e traumas emocionais. Infecção era uma séria complicação para os feridos de guerra porque não existiam antibióticos nem sulfonamidas. Para tratar esses ferimentos, os médicos da época usavam um unguento chamado bipp, a sigla formada pelas iniciais de bismuto, iodo e pasta de parafina. Durante a Primeira Guerra certos ferimentos dos soldados eram bippados, ou seja, limpos e depois cobertos com esta pasta antisséptica. [7]

O carbonato de bismuto (Bi2(CO3)3) é um medicamento em formato de tabletes ou em meio líquido que serve para o tratamento de úlceras, gastrite, diarreia e indigestão. [1,6]

O uso de bismuto em aplicações farmacêuticas inclui ainda o subsalicilato de bismuto, que é o ingrediente ativo de muitos medicamentos para o estômago, e outros compostos usados para o tratamento de queimaduras, desordens intestinais e úlceras estomacais. [3]

História

Aparentemente o bismuto não era conhecido pelos antigos. Aristóteles não o inclui entre os sete metais que ele enumera, e Plínio também não cita o elemento. Apenas os incas, por volta de 1500 depois de Cristo, pareciam conhecê-lo. O cabo de uma faca em formato de lhama, encontrado em Machu Picchu, foi talhado em bronze e tem na sua composição 18% de bismuto. [1]

Na Europa o bismuto já era conhecido como metal em 1480, embora sua história anterior na Idade Média seja difícil de descobrir porque ele era confundido frequentemente com chumbo, estanho, antimônio e até mesmo prata. As impressoras de Gutenberg, desenvolvidas a partir de 1440, usavam tipos feitos de bronze ou moldados com chumbo, estanho e cobre. Mas por volta de 1450 um método secreto de moldagem de tipos passou a usar ligas de bismuto e, ainda hoje, esta é uma importante aplicação do elemento. [5]

Em torno do ano 1460 o bismuto era minerado em Schneeber, na Alemanha, e o metal logo passou a ser usado como uma espécie de tinta prateada ou pigmento, o que gerou um modismo chamado Wismuth Malerei, ou pintura com bismuto. Pintores da Itália, entre eles Raphael, usavam tanto o bismuto metálico como a bismutinita e o trisulfeto de bismuto em seus trabalhos. Mas foi o alquimista Basil Valentine que causou a maior confusão ao chamá-lo de Wismut ou chumbo branco. Outros pensavam que ele fosse um tipo de estanho, um “estanho gelado”, como denominou o químico francês Nicolas Lemery em 1697 para o metal que, na verdade, era o estanho. [1]

O bismuto só foi reconhecido como um novo elemento em 1753, graças às pesquisas do químico francês Claude-François Geoffroy, que obteve o metal puro e concluiu que este era distinto do chumbo e do estanho. A palavra bismuto é uma versão latinizada da antiga palavra alemã weissmuth, ou substância branca, possivelmente referindo-se ao óxido branco do elemento. [8,4]

Processing of bismuth. Etching. Wellcome Collection

 

Referências

[1] - Bismuth. Disponível em https://www.rsc.org/periodic-table/element/83/bismuth. Acesso em 31/08/2022.

[2] - GRAY, T. Os Elementos: uma Exploração Visual dos Átomos Conhecidos no Universo. São Paulo: Edgard Blucher, 2011.

[3] - Bismuth Statistics and Information. Disponível em https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/bismuth-statistics-and-information. Acesso em 20/09/2022.

[4] - Facts About Bismuth. Disponível em https://www.livescience.com/39451-bismuth.html. Acesso em 12/09/2022.

[5] - N., G.; A., E. Chemistry of the Elements. Oxford: Butterworth Heinemann, 1997.

[6] - The Element Bismuth. Disponível em https://education.jlab.org/itselemental/ele083.html. Acesso em 31/08/2022.

[7] - Wounding in World War One. Disponível em https://www.bl.uk/world-war-one/articles/wounding-in-world-war-one. Acesso em 02/09/2022

[8] - Bismuto. Disponível em http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc33_3/193-EQ0810.pdf. Acesso em 09/09/2022.

 

Artigo produzido pela Assessoria de Comunicação e Marketing do CRQ-IV,
sob orientação técnica da Dra. Karem Soraia Garcia Marquez.


Publicado em 17/01/2023



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