Woodsches Metall

Sicherheitshinweise
Name	Woodsches Metall; Wood’sche Legierung;
CAS-Nummer	Vorlage:CASRN;
H- und P-Sätze	H: 330‐341‐350‐361fd‐372‐410
	P: 201‐260‐273‐304+340+310‐308+313‐403+233 <ref name="Sigma" />
Toxikologische Daten	> 10.000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="Merck" />

Das Woodsche Metall, Woodmetall oder auch Wood’sche Legierung (engl. {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:153: attempt to index field 'data' (a nil value)) ist eine Bismutlegierung im System Bismut-Blei-Cadmium-Zinn.

Zusammensetzung

Woodsches Metall besteht aus<ref name="Holleman" />

50,0 Gew.-% Bi (Bismut)
25,0 Gew.-% Pb (Blei)
12,5 Gew.-% Cd (Cadmium)
12,5 Gew.-% Sn (Zinn)

Ohne Cadmium in der Zusammensetzung, dafür mit 25 % Sn, heißt die Legierung Roses Metall.

Eigenschaften

Datei:Wooduv kov.jpg

Ein Stück Woodscher Legierung

Das Woodsche Metall ist ein geruchloser silbergrauer, in Wasser nahezu unlöslicher Feststoff<ref name="Merck">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Merck Vorlage:Abrufdatum</ref>, der sich beim Erstarren ausdehnt (Bismut besitzt diese Eigenschaft), es besitzt damit wie Wasser eine Dichteanomalie.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />Woodsches Metall (Memento vom 3. Dezember 2008 im Internet Archive) in Meyers Lexikon Online.</ref> Die Dichte beträgt etwa 9,6 g/cm³.<ref name="Merck" /> Zum Schmelzpunkt der Legierung gibt es verschiedene verwirrende Angaben. Gemäß einer Quelle schmilzt sowohl eine Legierung mit 50 % Bismut, 27 % Blei, 13 % Zinn und 10 % Cadmium, als auch eine mit 50 % Bismut, 25 % Blei, 12,5 % Zinn und 12,5 % Cadmium bei etwa 69,7 °C - 71,7 °C, wobei letztere etwas näher am Eutektikum liegt. Deutlich niedrigere Schmelzpunkte werden in der Literatur auch genannt, sind aber vermutlich falsch und kommen möglicherweise durch Verunreinigung mit Quecksilber und Bildung von Amalgamen zustande.<ref>Sidney J. French: Melting Points of Eutectics. In: Industrial & Engineering Chemistry. Band 28, Nr. 1, Januar 1936, S. 111–113, doi:10.1021/ie50313a026. </ref> Eine weitere Quelle gibt den Schmelzpunkt der Legierung mit dem Verhältnis 50/25/12,5/12,5 mit 71,4 °C an.<ref>Hiroaki Kamioka: Ultrasonic Behavior of Wood's Metal upon Melting and Solidification. In: Japanese Journal of Applied Physics. Band 23, 2R, 1. Februar 1984, S. 154, doi:10.1143/JJAP.23.154. </ref>

Verwendung

Woodsches Metall wird wegen seines niedrigen Schmelzpunktes als Schmelzsicherung für Sprinkleranlagen oder elektrische Sicherungen genutzt.<ref name="Holleman">A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 827.</ref> In Laboratorien wird es zudem für Heizbäder (sogenannte Metallbäder) verwendet.<ref name="Wittenberger">Walter Wittenberger: Chemische Laboratoriumstechnik. 7. Auflage, Springer, Wien/New York 1973, ISBN 3-211-81116-8, S. 155.</ref>

Historisches

Am 20. März 1860 erhielt der amerikanische Zahnarzt Barnabas Wood ein Patent auf eine niedrigschmelzende Legierung, die er für Zahnfüllungen verwendete.<ref>Finding Aid for the Barnabas Wood Papers MS.3459. Biographical/Historical Note. In: Special Collections Online. The University of Tennessee, Knoxville, archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 2. April 2015; abgerufen am 30. März 2015. </ref> Auch für das Verbinden von Zinn und Zinnlegierungen, d. h. als niedrigschmelzendes Lot, schlug er es vor.<ref>Specification of a patent granted to Barnabas Wood, of Davidson County, State of Tennessee, for an improved alloy or metallic composition suitable for a metallic cement in the manufacture of Tin, Pewter, and other metals; also useful for casting and other purposes. In: Journal of the Franklin Institute. Band 70, Nr. 2, August 1860, S. 125–128, doi:10.1016/0016-0032(60)90458-0. </ref> Außerdem wurde es für Abgüsse vorgeschlagen.<ref>Wood's leichtflüssiges Metall. In: Polytechnisches Journal. 158, 1860, S. 271–272.</ref> Noch im Jahr 1860 wurde das Verhalten der Legierung auch von A. Lipowitz untersucht.<ref>A. Lipowitz: Ueber Wood's leichtflüssiges Metall. In: Polytechnisches Journal. 158, 1860, S. 376–377.</ref> Bald danach wurde die Legierung, die in ihrer ursprünglichen Zusammensetzung bei ca. 65 bis 71 °C schmolz, nach ihrem Erfinder, Barnabas Wood, Woodsches Metall genannt. A. Lipowitz nannte sie „Wood's leichtflüssiges Metall“ und nannte auch im Text den eigentlichen Erfinder. Dennoch wird das Woodsche Metall auch Lipowitzsches Metall bzw. Legierung genannt, wobei manchmal eine etwas abweichende Zusammensetzung angegeben wird, z. B. 27 % Pb, 13 % Sn, 10 % Cd, Rest Bi.<ref>Stephan Hasse: Giesserei-Lexikon. 19. Auflage. Fachverlag Schiele & Schoen, Berlin 2007, ISBN 978-3-7949-0753-3, Lipowitzsches Metall, S. 779, Sp. rechts. </ref>

Einzelnachweise