بیسموت ساب کربنات: خواص، تولید و کاربرد ها

بیسموت ساب کربنات یک ترکیب شیمیایی بیسموتی و به شکل پودری سفید رنگ است که حاوی آنیون های اکسید و کربنات های آنزیمی است. از دسته کاتالیست های بیسموتی می باشد.

ساب کربنات بیسموت، یک ساختار کئوردیناسیونی متشکل از بیسموت، کربن و اکسیژن  است. از اسید کربنیک تهیه می شود. بیسموت در حالت اکسیداسیون به فرم کاتیونی ⁺۳ است.

بیسموت ساب کربنات به طور طبیعی به عنوان بیسموتیت معدنی وجود دارد. ساختار آن از لایه های Bi-O و CO_۳ تشکیل شده است. این ماده حساس به نور است. این ترکیب شیمیایی یک منبع بیسموت نامحلول در آب است که به راحتی با سایر اجزای بیسموت با گرم کردن می تواند به سایر ترکیبات بیسموت تبدیل شود.

خواص و مشخصات شناسایی

خواص	مشخصات
شکل فیزیکی                              پودر سفید متمایل به کرم	فرمول شیمیایی                                           BiO)۲CO۳)
دانسیته                                                   (g/cm۳) ۶/۸۶	وزن مولکولی                                     (g/mol) 509/9685
نقطه جوش                                               تخریب ساختار	شماره                                         (CAS No) 5892-10-4
حلالیت در آب                                                     نامحلول	نام ها:   bismuth oxycarbonate, bismuthyl carbonate,

تولید بیسموت ساب کربنات

بیسموت ساب کربنات، را می توان از واکنش بین نانوذرات بیسموت و دی اکسید کربن اتمسفر (CO_۲) حل شده در آب بدست آورد. ساب کربنات بیسموت تمایل به تشکیل نانوپلات ها را دارد، اما می تواند هنگامی که در حضور نانولوله های هالوی رشد می کند، به صورت نانو کره کوچک (با اندازه کنترل شده) نیز بدست آید.

pH بالا و دمای بالای محلول آبی به کاهش زمان سنتز کمک می کند. این ماده به آسانی بر روی سطح نانوذرات اکسید بیسموت باقی مانده (β-Bi_۲O_۳ و γ-Bi_۲O_۳)، حتی اگر در آب معلق نباشند تشکیل می شود. در روش سنتزی که در سال ۲۰۱۴ میلادی توسط محققان منتشر شد از روش انتقال توپ-آسیاب (ball-milling) مایع، برای تولید بیسموت ساب کربنات، از اکسید بیسموت استفاده شده است.

این روش به منظور حل مشکلات آلودگی محیط زیست و هزینه زیاد در فرآیند سنتی تولید ساب کربنات بیسموت ارائه شده است. علاوه بر آن، سینتیک آماده سازی این ماده نیز مورد بررسی قرار گرفته و اثر دمای واکنش، اندازه ذرات اکسید بیسموت، نسبت جامد به مایع و غلظت بی کربنات آمونیوم بر نرخ تبدیل اکسید بیسموت مورد مطالعه قرار گرفته است.

نتیجه این مطالعه:

نتایج این تحقیق نشان داده است که در میزان تبدیل اکسید بیسموت به ساب کربنات بیسموت، تحت شرایط دمای بیشتر، اندازه ذرات تولید شده محصول افزایش یافته است، غلظت بالاتر بی کربنات آمونیوم و نسبت جامد به مایع کمتر نیز مشاهده شده است و فرایند تبدیل را توصیف می کند:

Bi_۲O_۳+NH_۴HCO_۳ → (BiO)_۲CO_۳+NH_۳+H_۲O

BiO)_۲CO_۳  → Bi_۲O_۳  + CO_۲)

جزئیات این روش را می توانید در  مقاله مشاهده کنید. ساب کربنات بیسموت، ساختاری با سلول واحد چهار قطبی دارد. لایه های BiO)_n) با بار مثبت، و آنیون کربنات (^–CO_۳^۲) در هر دو طرف لایه ⁺BiO)_n) برای جبران بار هستند. معمولاً، لایه BiO)_n) عمود بر محور b رشد می کند.

کاربردها

ساب کربنات بیسموت برای درمان، کنترل، پیشگیری و بهبود یکسری از بیماری ها مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده، رادیو اکریلیک است و به عنوان پرکننده در کاترهای رادیوپیک مورد استفاده قرار می گیرد که توسط اشعه ایکس قابل مشاهده است.

در طب مدرن، زیر کربنات بیسموت با آرایه های نانولوله ای ساخته شده است که خاصیت ضد باکتریایی را نشان می دهد. همچنین از آن در آتش بازی ها استفاده می شود. این ماده ی سازنده ی شیر بیسموت است که در دهه ۱۹۳۰ نوعی غذای دستگاه گوارش محبوب بود. در صورت بلع، ساب کربنات بیسموت می تواند مضر باشد و همچنین استنشاق این ماده، دستگاه تنفسی و دستگاه گوارش را تحریک کند.

 

بیسموت کلراید: خواص، تولید و کاربردها