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Sollten Elemente jemals Göttern zugeordnet werden, dann wäre Janus, der doppelköpfige Gott aus der römischen Mythologie, der ideale Partner für Wismut. Schon bei dem Namen des Metalls gehen die Meinungen auseinander: Die einen nennen es Wismut, die anderen sprechen von Bismut. Bereits 1390 tauchte «Wesemut» schon im deutschsprachigen Raum auf, um 1530 herum nannten es die Lateiner «bismutum». Lange Zeit galt Wismut lediglich als Abart von Blei, Zinn oder Antimon, bevor es 1930 durch die Chemiker Claude Francois Geoffroy, Johann Heinrich Pott, Carl Wilhelm Scheele und Torbern Olof Bergmann als eigenständiges Element nachgewiesen wurde.
So verworren seine Geschichte auch ist, so klar sind die heutigen Einsatzgebiete von Wismut umrissen: Das Element wird zum Großteil für Legierungen in der Metallurgie sowie in der Pharmaindustrie eingesetzt, unter anderem im Magenmittel «PeptoBismol», wo es einen Gewichtsanteil von 57 Prozent aufweist.
Erstaunlich, wenn man bedenkt, dass im Periodensystem Blei und Polonium die direkten Nachbarn sind: Das eine hochgiftig, das andere radioaktiv. Hier liegt auch eine große Stärke von Wismut – es hat ähnliche Eigenschaften wie Blei und andere Schwermetalle, ist aber im Gegensatz zu diesen nach bisherigem Wissenstand vollkommen ungiftig und dient immer häufiger als Bleiersatzstoff. Heute noch ist die Wismutproduktion abhängig von Blei oder Wolfram, aus dessen Erzen es überwiegend gewonnen wird.
Auch in den schnellsten jemals in Serie gefertigten U-Booten, den knapp 45 Knoten schnellen Booten der sowjetischen Alfa-Klasse, kam es in einer Blei-Wismut- Legierung zum Einsatz: Als Kühlmittel für den bordeigenen Atomreaktor.
Etwa 7.500 Tonnen Wismut wurden 2009 produziert, über 60 Prozent davon in China, wo mit 240.000 Tonnen auch die größten Reserven vermutet werden. Es ist ein Element mit zwei gebräuchlichen Namen, selber harmlos, jedoch mit äußerst gefährlichen Nachbarn: Janus würde es lieben!
Spezifikationen:
Schmelzpunkt: 271,3 °C
Spezifisches Gewicht: 9,8 g/cm3
Farbe: Silberweiss
Siedepunkt: 1564 °C
Weltjahresproduktion ca.: 7 500 Tonnen
Massenanteil / Erdhülle: 0,2 ppm
Wertentwicklung:
Im Jahr 2021: +16,00%
Im Jahr 2022: +20,69%
Verwendung:
Die Geschichte von Wismut, auch bekannt als Bismut, reicht wahrscheinlich bis in die Antike zurück. Der Name „Wismut“ ist bereits seit dem Jahr 1450 als „wismutum“ und vermutlich schon um 1390 als „wesemut“ belegt. Der erste Ort der Gewinnung wurde am Schneeberg im Erzgebirge lokalisiert, was auf Belege aus dem 15. Jahrhundert zurückgeführt wird. Es wird auch vermutet, dass der Name aus dem Arabischen „itmid“ abgeleitet wurde, was „Antimon“ bedeutet.
Im Jahr 1526 bezeichnete Paracelsus erstmals Wismut (wismat) als Metall. Es wurde jedoch oft vor dem 18. Jahrhundert als eine Variante von Blei, Zinn, Antimon oder anderen Metallen und Mineralien angesehen. Erst nach der Mitte des 18. Jahrhunderts gelang es den Chemikern Claude François Geoffroy, Johann Heinrich Pott, Carl Wilhelm Scheele und Torbern Olof Bergman, Bismut als eigenes Element nachzuweisen.
Bereits im 16. Jahrhundert wurde in der Schrift „Ein nützlich Bergbüchlin“ (ca. 1527) das Erz von Bismut (wißmad ärcz) als Begleiter von Silbererz erwähnt. Georgius Agricola versuchte später im selben Jahrhundert eine genauere Unterscheidung vorzunehmen.
Der Name des Metalls erscheint im Deutschen 1390 als „wesemut“ und lateinisch 1450 als „wismutum“. Es kann auf die Form „b[i]sīmūtīyūn“ zurückgeführt werden, die in einer arabischen Übersetzung von Dioskurides aus dem 9. Jahrhundert belegt ist und vermutlich eine Transliteration von „ψιμύθιον“ (psimýthion) darstellt, was „Bleiweiß“ bedeutet. Es wurde auch vermutet, dass der Name aus dem Arabischen „iṯmid“ abgeleitet wurde, was „Antimon“ bedeutet. Oft wird auch auf die angeblich erste Mutung in der Zeche St. Georgen in der Wiesen bei Schneeberg im 15. Jahrhundert verwiesen oder auf die Variante „wis(se)mat“, die „weiße Masse“ bedeuten soll.
Das chemische Symbol „Bi“ für Bismut wurde im Jahr 1814 von J. J. Berzelius vorgeschlagen. Bismut hat eine lange und faszinierende Geschichte, die bis in die Antike zurückreicht und von zahlreichen Wissenschaftlern und Chemikern im Laufe der Jahrhunderte untersucht und erforscht wurde.
Vorkommen und Gewinnung
Wismut ist in der Natur nur in geringen Mengen vorhanden und kommt vor allem in Südamerika, Mexiko, Peru, Bolivien, China, Australien, Kanada und Spanien vor. Historisch wurde Bismut auch im Erzgebirge gefunden, wo es sowohl in reiner Form als auch als Sulfid (Bismutglanz oder Bismutin), Selenid (Selenidbismutglanz) und Oxid (Bismit oder Bismutocker) vorkommt. In Granit und Gneis kann Bismut in freier Form gefunden werden. Allerdings wird Bismut heute nicht mehr im Erzgebirge abgebaut.
Die Gewinnung von Bismut erfolgt hauptsächlich aus oxidischen Erzen. Diese werden durch Reduktion mit Kohle zum Element Bismut umgewandelt. Alternativ können sulfidische Bismuterze mit Eisen nach dem Niederschlagsverfahren reduziert werden. Eine andere Methode besteht darin, die sulfidischen Erze zunächst in Oxide umzuwandeln und dann mit Kohle zu reduzieren (Röstreduktionsverfahren). Das gewonnene Rohbismut wird anschließend durch oxidierendes Schmelzen von anderen Metallen gereinigt.
Bismut tritt in der Natur auch gediegen, das heißt in elementarer Form, auf und ist als Mineral anerkannt. Es bildet sich in Hydrothermal-Gängen von Pegmatiten und topashaltigen Zinn-Wolfram-Quarzadern und tritt meist zusammen mit verschiedenen Kupfer-, Nickel-, Silber- und Zinnerzen auf. Bismut entwickelt selten gut ausgebildete Kristallformen, häufiger findet es sich in Form von dendritischen, blätterigen oder körnigen Aggregaten. Es kann auch polysynthetische Zwillinge mit paralleler Streifung bilden, die als „Federwismut“ bekannt sind.
Bisher sind rund 1400 Fundorte für gediegenes Bismut bekannt, wobei die Fundstätten vor allem in Australien, Bolivien, China, Kanada, Mexiko, Peru und Spanien liegen. Neben gediegenem Bismut sind auch verschiedene Bismutverbindungen bekannt, darunter Sulfide wie Bismuthinit, Selenide wie Guanajuatit und Oxide wie Bismit. Zudem kommt Bismut in Doppelsulfiden vor, wie Galenobismutit, Lillianit, Matildit, Emplektit und Wittichenit. Es sind insgesamt über 560 Minerale bekannt, die Bismut enthalten.
Physikalische Eigenschaften:
Wismut, auch bekannt als Bismut, ist ein rötlich glänzendes und bei technischer Reinheit sprödes Metall. Seine rhomboedrische Kristallstruktur besteht aus dicht gepackten Doppelschichten. Bei sehr hoher Reinheit kann Bismut jedoch plastisch sein, aber durch Zugabe geringster Mengen Kupfer wird es wieder versprödet. Ein bemerkenswerter Aspekt ist, dass Bismut eines der wenigen Schwermetalle ist, die ungiftig sind.
Das Element besitzt den stärksten Hall-Effekt aller metallischen Elemente und weist als Halbmetall in reiner Form eine schlechte elektrische Leitfähigkeit auf. Zusätzlich zeigt Bismut – abgesehen von Supraleitern und pyrolytischem Graphit – die stärkste diamagnetische Eigenschaft, was bedeutet, dass es sich aus einem von außen angelegten Magnetfeld herausbewegt.
Interessanterweise dehnt sich flüssiges Wismut beim Erstarren aus, ein Phänomen, das als Dichteanomalie bekannt ist. Dieses Verhalten, ähnlich wie bei einigen anderen Stoffen wie Gallium, Germanium, Plutonium, Silicium, Tellur und Wasser, beruht auf einem doppelten Phasenübergang beim Schmelzen und Erstarren. Dabei wechselt Bismut von einem Halbmetall zu einem Metall und weist eine erhebliche Dichtezunahme auf.
Chemische Eigenschaften:
Bismut ist bei normaler Raumtemperatur gegenüber trockener Luft beständig. Allerdings bildet sich an der Oberfläche eine Oxidschicht, wenn es feuchter Luft ausgesetzt ist. Das Metall ist resistent gegenüber Wasser und nichtoxidierenden Säuren wie Salzsäure und verdünnter Schwefelsäure. In oxidierenden Säuren wie Salpetersäure oder heißer konzentrierter Schwefelsäure wird Bismut unter Bildung von Bismutsalzen gelöst.
Als Feststoff in Pulverform ist Bismut entzündbar und kann leicht durch eine Zündquelle entzündet werden. Bei Rotglut verbrennt Bismut mit einer bläulichen Flamme zu einem braun-gelben Rauch, der Bismutoxid darstellt. Das Metall selbst ist in kompakter Form nicht brennbar.
Wismut reagiert nicht mit Stickstoff und Phosphor. Hingegen verbindet es sich unter Hitze mit den Halogenen sowie mit Schwefel, Selen und Tellur direkt. Bei Anwesenheit von Wasser und nichtoxidierenden Säuren ist Wismut gegenüber chemischen Einflüssen stabil, zeigt jedoch in oxidierenden Säuren eine auflösende Reaktion.
Wismut, auch als Bismut bekannt, wird in verschiedenen Industrien und Anwendungen vielfältig eingesetzt. Die Verwendung von Wismut erstreckt sich von technischen Anwendungen über chemische Industrie bis hin zur Medizin.
Technische Verwendung:
Verwendung in der chemischen Industrie:
Medizinische Verwendung:
Wismutmalerei: Im 16. Jahrhundert wurde Wismut in der Maltechnik als Beschichtung für dekorative Kästchen und Altare aus Holz eingesetzt.
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