Оксид висмута(III)

Оксид висмута​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид висмута
Традиционные названия	Сесквиоксид висмута
Хим. формула	Bi2O3
Физические свойства
Состояние	желтовато-белые кристаллы
Молярная масса	465,96 г/моль
Плотность	8,90 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	817 °C
• кипения	1890 °C
Мол. теплоёмк.	114 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-578 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	1304-76-3
SMILES	O=[Bi]O[Bi]=O
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксид висмута(III) — бинарное неорганическое соединение металла висмута и кислорода с формулой Bi₂O₃, желтовато-белые кристаллы, не растворимые в воде.

Получение

• В природе встречается минерал бисмит — оксид висмута Bi₂O₃.

• Сгорание висмута на воздухе:

$\mathsf{4}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{500-1000^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

• Разложение нитрата висмута:

$\mathsf{4}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{700^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

• Окисление сульфида висмута:

$\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{9}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{400^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

Физические свойства

Оксид висмута(III) образует желтовато-белые кристаллы, которые имеют четыре кристаллические модификации:

• α-Bi₂O₃, моноклинная сингония (псевдоромбическая), пространственная группа P 2₁/c, параметры ячейки a = 0,585 нм, b = 0,8166 нм, c = 1,3827 нм, β = 90°, Z = 8, при нагревании на воздухе при 727°С частично теряет кислород и переходит в δ-Bi₂O_3-x.
• β-Bi₂O₃, ярко-жёлтые кристаллы, тетрагональная сингония, пространственная группа I 4/mm, параметры ячейки a = 0,385 нм, c = 1,225 нм, Z = 2, образуется при охлаждении δ-Bi₂O₃ до 646°С, а при 620-605°С переходит в α-Bi₂O₃.
• γ-Bi₂O₃, ярко-жёлтые кристаллы, кубическая сингония, пространственная группа I 23, параметры ячейки a = 1,076 нм, Z = 12, образуется при охлаждении в среде кислорода δ-Bi₂O₃ до 635°С.
• δ-Bi₂O₃, оранжевые кристаллы, кубическая сингония, пространственная группа P n3m, параметры ячейки a = 0,566 нм, Z = 2.

Нерастворим в воде, p ПР = 78,30.

Химические свойства

• Реагирует с концентрированными горячими кислотами:

$\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{70-80^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• С плавиковой кислотой образует фторид висмутила:

$\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{F}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{F}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• С хлором реакция идет с образованием хлорида висмутила:

$\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\stackrel{T}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Молекулярный водород восстанавливает до металла:

$\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{240-270^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Под действием окислителей образуются висмутаты:

$\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{450-600^{o}C}{\to }\mathsf{4}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{i}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

$\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{400-500^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{3}}\mathsf{B}\mathsf{i}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Применение

• Вяжущее и антисептическое средство.
• Флюс в производстве эмалей, керамики, специальных стёкол.

См. также

• Оксид висмута(II)
• Оксид висмута(V)

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.