Оксид висмута(III)

Оксид висмута(III)
Общие
Систематическое наименование	Оксид висмута
Традиционные названия	Сесквиоксид висмута
Химическая формула	Bi2O3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	желтовато-белые кристаллы
Молярная масса	465,96 г/моль
Плотность	8,90 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	825 °C
Температура кипения	1890 °C
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)	114 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.)	-578 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	1304-76-3
SMILES	O=[Bi]O[Bi]=O

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:

$\mathsf{4Bi + 3O_2 \ \xrightarrow{500-1000^oC}\ 2Bi_2O_3 }$

• Разложение нитрата висмута:

$\mathsf{4Bi(NO_3)_3 \ \xrightarrow{700^oC}\ 2Bi_2O_3 + 12NO_2 + 3O_2 }$

• Окисление сульфида висмута:

$\mathsf{2Bi_2S_3 + 9O_2 \ \xrightarrow{400^oC}\ 2Bi_2O_3 + 6SO_2 }$

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:

$\mathsf{Bi_2O_3 + 6HCl \ \xrightarrow{70-80^oC}\ 2BiCl_3 + 3H_2O }$

• С плавиковой кислотой образует фторид висмутила:

$\mathsf{Bi_2O_3 + 2HF \ \xrightarrow{}\ 2BiOF\downarrow + H_2O }$

• Молекулярный водород восстанавливает до металла:

$\mathsf{Bi_2O_3 + 3H_2 \ \xrightarrow{240-270^oC}\ 2Bi + 3H_2O }$

• Под действием окислителей образуются висмутаты:

$\mathsf{2Bi_2O_3 + 2Na_2O_2 + O_2 \ \xrightarrow{450-600^oC}\ 4NaBiO_3 }$

$\mathsf{Bi_2O_3 + 2Na_2O_2 + 2NaOH \ \xrightarrow{400-500^oC}\ 2Na_3BiO_4 + H_2O }$

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.