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ビスマス
Bi 83

ビスマス Bismuth

ビスマス(ビスマス)は化学元素であり、元素記号 Bi、原子番号 83 である。銀白色の脆性後遷移金属で、融点 271°C、凝固時に体積が膨張する。ビスマスは毒性があるが鉛や水銀よりはるかに安全で、鉛の代替材料として使用される。最大の工業用途は鉛フリーはんだと低融点合金(消防スプリンクラー、自動散水装置)、次いで医薬品(次サリチル酸ビスマスによる下痢治療)と化粧品である。

後遷移金属 USGS 2025 光沢のある銀色
原子番号 83Z
原子量 208.98u
価電子 5
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p3
密度
9.78g/cm³
融点
272°C
地殻存在量
0.009ppm
年間生産量
10000metric tons (refinery)
リサイクル率
低い

なぜ使われるか

ビスマスは最も反磁性が強い元素で(磁場による反発が最も大きい)、ホール係数も最高である——さらに重金属の中で毒性が最も低いため、複数の産業用途で鉛を代替する環境に優しい選択肢となっている。主な役割はペプトビスモール(サリチル酸ビスマス)——最も消費されるビスマス化合物——にある。

用途

Low-melting alloysPharmaceuticalsSolder replacement

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

ビスマスはもろく、銀白色でわずかにピンクがかった光沢を持つ金属である。融点は低く(約271度C)、無毒で、密度は高い。近年、世界的な鉛フリー化の流れを受けて、鉛の重要な代替材料となっている。主な工業用途は低融点・可融合金である。ビスマスに鉛、錫、カドミウム、インジウムを混ぜると融点を70度C以下に下げることができ、スプリンクラーの可溶栓、ボイラーの安全インターロック、自動消火装置、電気機器の過温度保護素子に広く用いられ、温度が上昇すると溶けて動作を引き起こす。はんだ付けでは、鉛フリーはんだや低温ハンダペーストが従来の錫-鉛はんだに代わってビスマス系合金をますます多用しており、電子機器実装、食品機械、美術品修復に使われ、RoHS などの環境指令に対応する。医薬分野ではビスマス製剤の歴史は古く、ビスマスサリチル酸塩はよく知られた胃薬・止瀉成分であり、胃部不快感の緩和やピロリ菌併用療法に用いられるほか、次炭酸ビスマスは胃粘膜保護に使われる。消費財では、時計ヒューズ、花火(ビスマス化合物はエメラルドグリーンの炎を上げて燃える)、さらに鉛代替として釣り用錘、散弾、錘にも用いられる。無毒・低融点・加工しやすいビスマスは、少量の副産金属から環境対応代替材料の星へと移りつつある。

主な化合物とその用途

酸化ビスマス(Bi2O3)はビスマスの主要酸化物で、黄色粉末である。セラミックスやガラスの着色・フラックスとして用いられるほか、電子セラミックス、バリスタ、特定の固体電解質の原料となり、化学品分野では触媒や顔料としても使われる。硫化ビスマス(Bi2S3)、すなわち輝ビスマス鉱(bismuthinite)は、自然界でビスマスの主要鉱石であり、金属光沢を持つ灰色で、ビスマス製錬の主要原料である。その半導体特性は光電・熱電材料研究でも関心を持たれている。オキシ塩化ビスマス(BiOCl)は真珠のような柔らかい光沢を持つ白色の薄板状結晶であり、高級化粧品にパールクリーム、マニキュア、アイシャドウ、ベビーパウダーとして広く使われ、高級プラスチックやコーティングにもパール顔料として用いられる——化粧品業界で重要な無真珠光沢白色顔料である。次炭酸ビスマス(Bi2O2CO3)は胃腸薬の主要有効成分の一つであり、収斂、粘膜保護、静菌作用を持ち、胃炎、胃潰瘍、下痢の市販薬に用いられる。さらに、次サリチル酸ビスマスはよく知られた止瀉成分であり、ビスマス-錫酸化物は特定の特殊ガラスや電子セラミックスにも用いられる。

元素小史

錬金術師には「ビセムタム」として知られていたが、1753年にクロード=フランソワ・ジョフロワが独立した元素であることを証明するまでスズや鉛と混同されていた。かつて放射性と考えられていたビスマス-209は安定である——そのα崩壊の半減期は1.9×10¹⁹年で、事実上安定とみなせる。現在は中国、ペルー、メキシコで鉛、スズ、銅鉱の副産物として回収されている。

この元素を基にした合金 (1)

すべての合金を見る → Wood's metal

関連元素

Al · アルミニウム Ga · ガリウム In · インジウム Sn · スズ Tl · タリウム Pb · Po · ポロニウム Fl · フレロビウム

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

ビスマスの融点は何度ですか?
272 °C
ビスマスの沸点は何度ですか?
1564 °C
ビスマスの密度はどのくらいですか?
9.78 g/cm³
ビスマスの原子番号と分類は何ですか?
83 · 後遷移金属
ビスマスは主にどの鉱物から採取されますか?
ビスマス輝鉱
ビスマスの世界埋蔵量はどのくらいですか?
320000 tonnes
ビスマスの年間生産量はどのくらいですか?
10000 metric tons (refinery)
ビスマスは主に何に使われますか?
ビスマスは最も反磁性が強い元素で(磁場による反発が最も大きい)、ホール係数も最高である——さらに重金属の中で毒性が最も低いため、複数の産業用途で鉛を代替する環境に優しい選択肢となっている。主な役割はペプトビスモール(サリチル酸ビスマス)——最も消費されるビスマス化合物——にある。
ビスマスは誰がいつ発見しましたか?
クロード・フランソワ・ジョフロワ · 1753