鉍是一種稀有金屬,化學(xué)性質(zhì)類似于同屬氮族的砷和銻。鉍可以在自然界中找到,它的硫化物和氧化物是重要的商業(yè)礦石。純鉍的密度是純鉛的86%。它剛產(chǎn)出時(shí)是銀白色的易脆金屬,但表面氧化后呈粉紅色。鉍是天然的反磁性金屬,也是金屬中熱導(dǎo)率最低的元素之一。

化學(xué)性質(zhì)
鉍的化學(xué)性質(zhì)和砷、銻相似。常溫的鉍不會(huì)與空氣的水及氧反應(yīng),但熾熱的鉍會(huì)與水反應(yīng)生成氧化鉍:
2 Bi + 3 H2O → Bi2O3 + 3 H2
加熱至熔點(diǎn)時(shí),鉍的表面逐漸生成灰黑色的氧化物。金屬鉍可以在一定條件下和鹵素直接反應(yīng),生成三鹵化鉍,但是鉍在500 °C下會(huì)與氟反應(yīng)生成五氟化鉍。三鹵化物具腐蝕性,容易與水分反應(yīng),生成化學(xué)式為BiOX的鹵氧化物。
4 Bi + 6 X2 → 4 BiX3 (X = F, Cl, Br, I)
4 BiX3 + 2 O2 → 4 BiOX + 4 X2
在高溫下,金屬鉍能與很多非金屬和金屬反應(yīng),生成三價(jià)鉍的化合物。鉍的還原電勢(shì)為正值,即在電動(dòng)序中位于氫后,所以鉍不會(huì)與非氧化性酸反應(yīng)。鉍能溶于熱的濃硫酸中,生成硫酸鉍和二氧化硫(1);也可以與硝酸反應(yīng),生成硝酸鉍(2)。與砷、銻不同,鉍有生成含氧酸鹽的明顯趨勢(shì),如硫酸鉍、硝酸鉍、砷酸鉍等。鉍不和堿反應(yīng)。
(1) 6 H2SO4 + 2 Bi → 6 H2O + Bi2(SO4)3 + 3 SO2
(2) Bi + 6 HNO3 → 3 H2O + 3 NO2 + Bi(NO3)3
鉍也可以在氧的存在下溶于鹽酸:
4 Bi + 3 O2 + 12 HCl → 4 BiCl3 + 6 H2O
生產(chǎn)方法
鉍存在于粗鉛錠中(含鉍量高達(dá)10%),經(jīng)過數(shù)個(gè)精煉的階段,直到透過白特頓-克洛耳法的程序?qū)⒅蛛x出來例如爐渣等的雜質(zhì),或是以貝滋電解法將之提煉出來。鉍與另一種主要金屬銅的作用相似]。生鉍礦經(jīng)過上述兩種處理程序后,仍存有相當(dāng)多的其他金屬,其中最主要的是鉛。借由熔融混合物與氯氣反應(yīng),其他金屬可以轉(zhuǎn)化為氯化物,而鉍則仍保持不變。雜質(zhì)也可以透過各種其他方法去除,例如:使用助熔劑等處理方法,來制成高純度的鉍金屬(純度超過99%)。
毒性
科學(xué)文獻(xiàn)指出,與其他重金屬(鉛、砷、銻等)相比,鉍化合物對(duì)人體的毒性較小,可能是因?yàn)殂G鹽在水中的溶解度相對(duì)較低、造成其中的鉍離子較難以被人體吸收所致。研究指出,鉍滯留于全身的生物半衰期為5天,但它會(huì)在接受鉍藥物治療的人的腎臟中積存多年。
鉍可能會(huì)引發(fā)中毒,在近年來越來越普遍。與鉛中毒一樣,鉍中毒會(huì)導(dǎo)致在牙齦上形成黑色沉淀物,稱為鉍線。鉍中毒或許可用二巰基丙醇治療,其療效目前尚不明確。
鉍對(duì)環(huán)境的影響尚不清楚,它可能比其他的重金屬更不容易產(chǎn)生生物積累,而這是一個(gè)目前正在積極研究的領(lǐng)域。