Bismut(III)-oxid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von KBismut(III)-oxid
Vorlage:Farbe Bi3+ 0 Vorlage:Farbe O2−
Allgemeines
Name	Bismut(III)-oxid
Andere Namen	Dibismuttrioxid Bismutoxid Wismutoxid
Verhältnisformel	Bi2O3
Kurzbeschreibung	hellgelber, geruchloser Feststoff<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 215-134-7 ECHA-InfoCard 100.013.759 PubChem 14776 ChemSpider 14093 DrugBank DB15929 Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	465,959 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	8,93 g·cm−3<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	817 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	1890 °C<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser<ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Toxikologische Daten	5000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref>Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Fisher ScientificVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref><ref name="GESTIS" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Bismut(III)-oxid ist eine anorganische Verbindung aus der Gruppe der Bismutoxide. Sie ist die wichtigste industriell verwendete Bismutverbindung.

Vorkommen

Natürlich kommt Bismut(III)-oxid in dem Mineral Bismit (Wismutocker) vor, wird jedoch meist als Nebenprodukt bei der Verhüttung von Kupfer-, Zinn- und Bleierzen gewonnen.

Gewinnung und Darstellung

Gewonnen werden kann Bismut(III)-oxid durch Verbrennung von Bismut.

<math>\mathrm{ 3\ O_2 + 4\ Bi \longrightarrow 2\ Bi_2O_3 }</math>

Analysenreines Bismut(III)-oxid erhält man durch Erhitzen von reinstem Bismut(III)-nitrat-pentahydrat bis auf 700 °C.<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 601.</ref>

<math>\mathrm{ 2 \ Bi(NO_3 )_3 \cdot 5H_2O \longrightarrow Bi_2O_3 + 3 \ N_2O_5 + 10 \ H_2O}</math>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Bismut(III)-oxid kommt in vier verschiedenen Kristallstrukturen (α-δ) vor, wovon bei Raumtemperatur die monokline α-Variante vorliegt.

Datei:Bismuth(III) oxide 2.jpg

Bismuttrioxid

Chemische Eigenschaften

Bismut(III)-oxid ist unlöslich in Wasser und den üblichen organischen Lösungsmitteln, aber löslich in nicht zu verdünnten Säuren und in starken konzentrierten Laugen bei Glycerin-Zusatz.<ref name="brauer"/> Mit anderen Metalloxiden geht Bismut(III)-oxid leicht feste Lösungen ein, so löst geschmolzenes Bismut(III)-oxid jedes Metalloxid und korrodiert sogar Platin.

Mit Salz- oder Flusssäure reagiert Bismut(III)-oxid zu Bismut(III)-chlorid bzw. Bismut(III)-fluorid.

<math>\mathrm{Bi_2O_3 + 6 \ HCl \longrightarrow 2 \ BiCl_3 + 3 \ H_2O}</math>

<math>\mathrm{Bi_2O_3 + 6 \ HF \longrightarrow 2 \ BiF_3 + 3 \ H_2O}</math>

Verwendung

Bismut(III)-oxid wird verwendet:

• Als Ausgangsstoff zur Herstellung von Bismut (Reduktion von Bismut(III)-oxid mit Kohle)

<math>\rm 2\, Bi_2O_3 + 3\, C \rarr 3\, CO_2 + 4\, Bi</math>

• Als Chemikalie für Feuerwerke
• In Festoxidbrennstoffzellen
• In Gläsern
• Als Katalysator in der Keramikindustrie<ref name="GESTIS" />
• Als arzneilicher Wirkstoff zur Eradikation von Helicobacter pylori

Basische Bismutsalze

Bismut(III)-oxid löst sich in Säuren (bspw. Salpetersäure, Schwefelsäure, Perchlorsäure) unter Bildung von Salzen, die sich beim Eindampfen kristallin abscheiden. Beim Lösen in Wasser hydrolysieren sie zu basischen Salzen. Lösungen solcher basischen Bismutsalze<ref>auch: Bismutoxidsalze, Bismutsubsalze</ref> enthalten – sofern das Säureanion, wie etwa <chem>NO3^{-}</chem>, nicht zur Komplexbildung mit Bismut neigt – je nach Salzkonzentration und pH-Wert mononukleare und polynukleare hydratisierte bismuthaltige Teilchen, unter anderem des Typs <chem>Bi^3+</chem>, <chem>Bi(OH)^2+</chem>, <chem>Bi(OH)2^+</chem>, <chem>Bi(OH)3</chem>, <chem>Bi(OH)4^-</chem>, <chem>Bi6O4(OH)4^6+</chem> und <chem>Bi9O_{n}(OH)_{m}^{5+/6+/7+}</chem> in unterschiedlichen Mengen.<ref name="HoWi2016">A.F. Wiberg, E. und N. Wiberg: Holleman/Wiberg. Anorganische Chemie. Band 1: Grundlagen und Hauptgruppenelemente. 103. Ausgabe, De Gruyter, 2016. S. 975 f.</ref> Mononuklear kommen die Teilchen nur in sehr verdünnten Lösungen vor, sowie in konzentrierteren Lösungen im stark sauren oder stark alkalischen Bereich.<ref name="HoWi2016" /> Dazwischen, d. h. im pH-Wertbereich von 0 bis 14, existieren sie in den konzentrierteren Lösungen hauptsächlich polynuklear (mehrkernig), beispielsweise als <chem>Bi6O4(OH)4^6+{·}aq</chem>, früher „Bismutyl-Ion“ <chem>BiO^+</chem> genannt.<ref name="HoWi2016" />

Literatur

• Römpp Chemie Lexikon (9.), S. 439.

Einzelnachweise

<references />