Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Оксид висмута(III) — это соединение висмута и распространенная отправная точка для химии висмута. Он встречается в природе в виде минералов висмита (моноклинный) и сфаэробизмоита (тетрагональный, гораздо более редкий), но обычно получается как побочный продукт при выплавке медных и свинцовых руд. Триоксид дибисмута обычно используется для получения эффекта «яйца дракона» в фейерверках, в качестве замены красного свинца. [[Файл:Bi2O3 phases.svg|300px|thumb|left|Области существования четырех полиморфных модификаций Bi2O3 в зависимости от температуры. (a) α-фаза превращается в δ-фазу при нагревании выше 727 °C, которая сохраняется до достижения температуры плавления 824 °C. При охлаждении δ-фаза превращается либо в β-фазу при 650 °C (см. (b)), либо в γ-фазу при 639 °C (см. (c)). β-фаза превращается в α-фазу при 303 °C. γ-фаза может сохраняться при комнатной температуре при очень медленной скорости охлаждения, в противном случае она превращается в α-фазу при 500 °C. β-Bi2O3 имеет структуру, связанную со структурой фторита. δ-Bi2O3 имеет дефектную кристаллическую структуру типа фторита, в которой два из восьми кислородных позиций в элементарной ячейке вакантны. ε-Bi2O3 имеет структуру, связанную с α- и β-фазами, но поскольку структура полностью упорядочена, она является ионным изолятором. Его можно получить гидротермальным методом, и он превращается в α-фазу при 400 °C. Гатто и Шрёдер (1962) отвергли эту модель, предпочитая описывать каждую кислородную позицию (позицию 8c) в элементарной ячейке как имеющую 75% заполненность. Иными словами, шесть атомов кислорода случайным образом распределены по восьми возможным кислородным позициям в элементарной ячейке. В настоящее время большинство специалистов склоняются ко второму описанию, поскольку полностью неупорядоченная кислородная подрешетка лучше объясняет высокую проводимость.
Bismuth(III) oxide is a compound of bismuth, and a common starting point for bismuth chemistry. It is found naturally as the mineral bismite (monoclinic) and sphaerobismoite (tetragonal, much more rare), but it is usually obtained as a by product of the smelting of copper and lead ores. Dibismuth trioxide is commonly used to produce the "Dragon's eggs" effect in fireworks, as a replacement of red lead. [[File:Bi2O3 phases. svg|300px|thumb|left| Existence domains of the four polymorphs of |Bi2O3 as a function of temperature. (a) The α phase transforms to the δ phase when heated above 727 °C, which remains the structure until the melting point, 824 °C, is reached. When cooled, the δ phase transforms into either the β phase at 650 °C, shown in (b), or the γ phase at 639 °C, shown in (c). The β phase transforms to the α phase at 303 °C. The γ phase may persist to room temperature when the cooling rate is very slow, otherwise it transforms to the α phase at 500 °C. β |Bi2O3 has a structure related to fluorite. δ |Bi2O3 has a defective fluorite type crystal structure in which two of the eight oxygen sites in the unit cell are vacant. ε |Bi2O3 has a structure related to the α and β phases but as the structure is fully ordered it is an ionic insulator. It can be prepared by hydrothermal means and transforms to the α phase at 400 °C. Gattow and Schroder (1962) rejected this model, preferring to describe each oxygen site (8c site) in the unit cell as having 75% occupancy. In other words, the six oxygen atoms are randomly distributed over the eight possible oxygen sites in the unit cell. Currently, most experts seem to favour the latter description as a completely disordered oxygen sub lattice accounts for the high conductivity in a better way.
Подготовка
Триоксид висмута можно получить при прокаливании гидроксида висмута.
The trioxide can be prepared by ignition of bismuth hydroxide.
Реакции
Атмосферный углекислый газ или CO2, растворенный в воде, легко реагирует с Bi2O3 с образованием субкарбоната висмута.
Atmospheric carbon dioxide or |CO2 dissolved in water readily reacts with |Bi2O3 to generate bismuth subcarbonate.
Медицинские изделия
Оксид висмута иногда используется в стоматологических материалах для повышения их рентгеноконтрастности по сравнению с окружающими тканями зуба. В частности, оксид висмута (III) применялся в гидравлических силикатных цементах (HSC), изначально в материале "MTA" (торговое название, обозначающее химически неопределённый "минеральный триоксидный агрегат") в концентрации от 10 до 20% по массе в смеси, состоящей преимущественно из порошков ди- и трикальциевых силикатов. Такой HSC используется для проведения стоматологических процедур, таких как: апикоэктомия, апексификация, витальная ампутация пульпы, пульпотомия, регенерация пульпы, внутренний ремонт ятрогенных перфораций, устранение резорбционных дефектов, герметизация и обтурация корневых каналов. MTA затвердевает, образуя твёрдый пломбировочный материал при смешивании с водой. Некоторые композитные материалы также содержат HSC с оксидом висмута. Сообщается о проблемах, связанных с использованием оксида висмута, поскольку утверждается, что он не является инертным в щелочной среде, а именно, замедляет схватывание HSC, а также со временем может менять цвет под воздействием света или в результате реакции с другими материалами, используемыми при лечении зубов, например, с гипохлоритом натрия.
Bismuth oxide is occasionally used in dental materials to make them more opaque to X rays than the surrounding tooth structure. In particular, bismuth (III) oxide has been used in hydraulic silicate cements (HSC), originally in "MTA" (a trade name, standing for the chemically meaningless "mineral trioxide aggregate") from 10 to 20% by mass with a mixture of mainly di and tri calcium silicate powders. Such HSC is used for dental treatments such as: apicoectomy, apexification, pulp capping, pulpotomy, pulp regeneration, internal repair of iatrogenic perforations, repair of resorption perforations, root canal sealing and obturation. MTA sets into a hard filling material when mixed with water. Some resin based materials also include an HSC with bismuth oxide. Problems have allegedly arisen with bismuth oxide because it is claimed not to be inert at high pH, specifically that it slows the setting of the HSC, but also over time can lose color by exposure to light or reaction with other materials that may have been used in the tooth treatment, such as sodium hypochlorite.
Радиационное охлаждение
Оксид висмута был использован для создания масштабируемой цветной поверхности с высокой солнечной отражательной способностью и теплоизлучением, предназначенной для пассивного радиационного охлаждения. Краска была нетоксичной и продемонстрировала отражение 99% и излучение 97%. В ходе полевых испытаний покрытие показало значительный эффект охлаждения и подтвердило возможность дальнейшей разработки цветных поверхностей, пригодных для крупномасштабных применений в области радиационного охлаждения.
Bismuth oxide was used to develop a scalable colored surface high in solar reflectance and heat emissivity for passive radiative cooling. The paint was non toxic and demonstrated a reflectance of 99% and emittance of 97%. In field tests the coating exhibited significant cooling power and reflected potential for the further development of colored surfaces practical for large scale radiative cooling applications.