Гидроксид висмута: свойства и получение¶

Гидроксид висмута — неорганическое соединение, амфотерный гидроксид металла висмута с формулой Bi(OH)₃, представляющий собой белый (или с лёгким желтоватым оттенком) аморфный порошок, практически нерастворимый в воде. Соединение известно также в виде гидратированных форм переменного состава (Bi₂O₃·nH₂O), которые часто называют гидроксидом висмута(III).

¶Физические свойства

В чистом виде гидроксид висмута — белое аморфное вещество без запаха и вкуса. Плотность составляет около 4,36 г/см³. При нагревании соединение разлагается, не переходя в жидкое состояние. Показатель преломления высокий, что обусловлено значительной атомной массой висмута.

Важнейшей характеристикой является крайне низкая растворимость в воде (произведение растворимости порядка 10⁻³⁰–10⁻³²). Это свойство обусловливает использование гидроксида висмута в аналитической химии для количественного осаждения ионов Bi³⁺.

¶Химические свойства

¶Основные свойства

Гидроксид висмута проявляет слабо выраженные основные свойства. При взаимодействии с сильными кислотами образует соответствующие соли висмута(III):

Bi(OH)₃ + 3HCl → BiCl₃ + 3H₂O

При действии органических кислот (уксусной, лимонной, винной) образуются основные соли, многие из которых находят применение в медицине и косметике.

¶Амфотерность

Соединение проявляет амфотерные свойства с преобладанием основных. При сплавлении с концентрированными щелочами (NaOH, KOH) образуются висмутиты — соли метависмутистой кислоты:

Bi(OH)₃ + NaOH → NaBiO₂ + 2H₂O

Однако в водных растворах щелочей растворение практически не происходит из-за крайне низкой растворимости и склонности к полимеризации гидроксокомплексов.

¶Разложение

При нагревании выше 100 °C гидроксид висмута дегидратируется с образованием оксида висмута(III):

2Bi(OH)₃ → Bi₂O₃ + 3H₂O

Термическое разложение протекает ступенчато, с промежуточным образованием оксогидроксидов типа BiO(OH).

¶Получение

Основным лабораторным способом получения гидроксида висмута является осаждение из растворов солей висмута(III) действием щелочей или аммиака:

Bi(NO₃)₃ + 3NaOH → Bi(OH)₃↓ + 3NaNO₃

Ввиду сильного гидролиза солей висмута осаждение проводят при избытке щелочи, контролируя pH среды. В качестве осадителя часто используют раствор аммиака, что позволяет получить более чистый продукт без включения ионов натрия.

Промышленные методы получения основаны на гидролизе солей висмута (например, нитрата или хлорида) при нагревании:

BiCl₃ + 3H₂O ⇄ Bi(OH)₃↓ + 3HCl

Для смещения равновесия в сторону образования гидроксида процесс ведут при кипячении разбавленных растворов или в присутствии слабых оснований (ацетата натрия, карбоната аммония).

Также возможен метод окисления металлического висмута влажным воздухом при повышенной температуре с последующей гидратацией образующегося оксида.

¶Применение

¶Медицина

Основное практическое значение гидроксид висмута имеет как исходное сырьё для получения фармацевтических препаратов. На его основе синтезируют субнитрат висмута, субсалицилат висмута, субгаллат висмута — действующие вещества лекарственных средств с вяжущим, обволакивающим и антацидным действием, применяемых при лечении гастрита, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, а также диареи.

¶Аналитическая химия

В качественном анализе гидроксид висмута используют для отделения висмута от других катионов, а также в гравиметрическом определении содержания висмута в сплавах и рудах.

¶Производство соединений висмута

Соединение служит промежуточным продуктом при получении оксида висмута(III), висмутатов щелочных металлов, а также ряда пигментов и катализаторов.

¶Косметическая промышленность

Производные гидроксида висмута (например, оксохлорид висмута) применяются в декоративной косметике для придания перламутрового блеска.

¶Меры безопасности

Гидроксид висмута относится к малоопасным соединениям (4-й класс опасности). При попадании в организм через желудочно-кишечный тракт соединение практически не всасывается. Однако при длительном применении висмутсодержащих препаратов возможно накопление металла в тканях с развитием энцефалопатии, поэтому необходим контроль дозировок. При работе с порошком следует избегать вдыхания пыли и использовать средства индивидуальной защиты.

¶Источники

1. Реми Г. Курс неорганической химии. — М.: Мир, 1966. — Т. 2.
2. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — М.: Химия, 2000.
3. Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. — М.: Мир, 1972. — Т. 2.
4. Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements. — 2nd ed. — Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997.