Bi · Élément 83 · Métal post-transitionnel
L’élément le plus lourd à être presque stable, et celui qui produit de spectaculaires cristaux aux couleurs de l’arc-en-ciel.
Structure
Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre indique où se situe bismuth parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.
Taille, à l’échelle
Rayon de 149 pm — soit 0,149 nm ; il en faudrait donc environ 3,36 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Bismuth est liquide dans une plage de 1292 K, de 545 K à 1837 K.
Où il se trouve
Bismuth se trouve dans la période 6, groupe 15. Tous les éléments du groupe 15 possèdent le même nombre d’électrons externes, ce qui explique qu’ils se comportent de manière si similaire.
Autres Métaux post-transitionnels
Tous les métaux post-transitionnelsL’histoire
L’élément le plus lourd à être presque stable, et celui qui produit de spectaculaires cristaux aux couleurs de l’arc-en-ciel.
L’histoire de la découverte du bismuth est celle d’une reconnaissance progressive plutôt que d’un unique moment d’illumination. Les civilisations anciennes ont rencontré le bismuth pendant des milliers d’années, mais l’ont constamment confondu avec le plomb ou l’étain en raison de son apparence similaire et de son faible point de fusion.
Les données archéologiques suggèrent que les Incas et d’autres civilisations sud-américaines travaillaient déjà le bismuth natif vers 1400 de notre ère, en l’utilisant pour des objets décoratifs et des outils. Cependant, elles ne l’avaient pas reconnu comme un métal distinct et le désignaient par des noms qui se traduisaient par « plomb blanc » ou « étain tendre ».
Les mineurs européens du Moyen Âge, en Allemagne et en Bohême (aujourd’hui la République tchèque), rencontraient fréquemment du bismuth dans les mines d’argent et de plomb, mais le considéraient comme une forme inférieure de plomb, difficile à travailler. Ils l’appelaient « wismut » ou « wissmuth », ce qui signifiait peut-être « masse blanche » en ancien allemand.
La première personne à étudier systématiquement le bismuth comme un métal potentiellement distinct fut Basil Valentine, un alchimiste allemand, vers 1450. Dans ses écrits alchimiques, il décrivit un métal « semblable au plomb, mais qui n’est pas du plomb », en notant ses propriétés inhabituelles, notamment sa fragilité comparée à la malléabilité du plomb.
Cependant, la reconnaissance définitive du bismuth comme élément unique arriva bien plus tard grâce aux travaux de Claude François Geoffroy en 1753. Ce chimiste français réalisa des expériences minutieuses comparant le bismuth au plomb et à l’étain, démontrant de manière concluante que le bismuth était un métal distinct possédant ses propres propriétés caractéristiques.
Les principales observations de Geoffroy comprenaient les suivantes :
Le nom « bismuth » a des origines incertaines qui reflètent la confusion entourant son identité. Le terme employé par les mineurs allemands, « wismut », évolua finalement en « bismuthum » en latin, utilisé par les premiers chimistes et alchimistes.
D’autres théories suggèrent que le nom dérive de l’arabe « bi ismid », signifiant « possédant les propriétés de l’antimoine », ce qui reflète la confusion initiale entre le bismuth et les composés de l’antimoine. Les deux éléments produisent des oxydes blancs d’apparence similaire et se trouvaient souvent ensemble dans les gisements minéraux.
Carl Linnaeus, le célèbre botaniste qui contribua également à la nomenclature chimique, participa à la standardisation du nom « bismuth » dans sa classification systématique des substances naturelles au milieu du XVIIIe siècle.
La fin du XVIIIe siècle vit apparaître une étude chimique systématique du bismuth. Antoine Lavoisier inclut le bismuth dans sa liste révolutionnaire des éléments chimiques en 1789, l’établissant définitivement comme une substance fondamentale qui ne pouvait pas être décomposée davantage.
Torbern Bergman, un chimiste suédois, contribua considérablement à la compréhension de la chimie du bismuth dans les années 1770. Il découvrit plusieurs composés du bismuth et observa le comportement inhabituel de l’élément : il se comportait parfois comme un métal, et présentait à d’autres moments des propriétés davantage similaires à celles des métalloïdes.
Martin Heinrich Klaproth, qui découvrit l’uranium et le zirconium, travailla également beaucoup sur le bismuth dans les années 1790. Ses travaux analytiques précis établirent la masse atomique du bismuth et confirmèrent son statut d’élément distinct.
Le XIXe siècle vit croître l’intérêt pratique pour le bismuth. Le pharmacien allemand Valentin Rose développa le sous-nitrate de bismuth en 1786 comme composé médicinal, marquant le début des applications pharmaceutiques du bismuth.
La découverte de la dilatation inhabituelle du bismuth lors de la congélation fut réalisée par plusieurs chercheurs au début des années 1800, ce qui conduisit à son utilisation dans les alliages pour caractères d’imprimerie. Cette propriété, partagée seulement par quelques autres substances comme l’eau, rendit le bismuth précieux pour créer des moulages nets et détaillés.
Percy Williams Bridgman, qui reçut le prix Nobel de physique pour ses travaux sur les hautes pressions, mena des études approfondies sur les propriétés du bismuth dans des conditions extrêmes au début du XXe siècle. Il révéla la complexité de son comportement selon l’état et contribua à la physique moderne de l’état solide.
Le XXe siècle apporta une compréhension révolutionnaire des propriétés du bismuth. La découverte de ses propriétés thermoélectriques dans les années 1920 conduisit à des applications dans la mesure de la température et les dispositifs de refroidissement à l’état solide.
Plus surprenant encore, en 2003, des scientifiques de l’Institut Laue-Langevin, en France, découvrirent que le bismuth est en réalité faiblement radioactif, avec une demi-vie incroyablement longue de 1.9 × 10¹⁹ ans — un milliard de fois plus longue que l’âge de l’Univers. Cela fait du bismuth l’élément stable le plus lourd en pratique, même si, techniquement, c’est l’élément radioactif dont la durée de vie est la plus longue.
Des recherches récentes ont révélé le potentiel du bismuth dans les applications de la physique quantique, notamment en tant qu’isolant topologique. Ces découvertes montrent que même des éléments « anciens » peuvent encore nous surprendre par de nouvelles propriétés et applications.
L’histoire de la découverte du bismuth reflète l’évolution progressive de la chimie, de l’alchimie à la science moderne. Ce qui commença par une confusion avec d’autres métaux aboutit finalement à la reconnaissance d’un élément unique aux propriétés extraordinaires, qui continuent de surprendre les scientifiques aujourd’hui.
Des « faux plombs » des mineurs médiévaux aux matériaux quantiques modernes, le bismuth illustre la manière dont la compréhension scientifique s’approfondit au fil des siècles d’étude.
Applications
Le subsalicylate de bismuth (Pepto-Bismol) est le composé de bismuth le plus connu, utilisé dans le monde entier pour traiter les troubles digestifs, notamment la diarrhée, les nausées et les maux d’estomac. Le liquide rose contient du bismuth sous une forme qui recouvre la paroi de l’estomac et possède de légères propriétés antibactériennes.
Le traitement d’Helicobacter pylori utilise des composés de bismuth dans le cadre de protocoles de quadrithérapie visant à éradiquer la bactérie responsable des ulcères de l’estomac. Le citrate de bismuth et de potassium et le sous-citrate de bismuth colloïdal sont des médicaments prescrits qui agissent en synergie avec les antibiotiques.
Les produits de soin des plaies intègrent des composés à base de bismuth pour leurs propriétés antiseptiques. Les pansements contenant du bismuth contribuent à prévenir les infections tout en favorisant la cicatrisation, notamment pour les brûlures et les plaies chroniques.
Les applications dentaires utilisent l’oxyde de bismuth dans les matériaux d’obturation des canaux radiculaires et les matériaux d’obturation temporaires. La radiopacité du bismuth le rend précieux pour les radiographies dentaires, permettant aux dentistes de vérifier la bonne mise en place des obturations et des traitements.
Les systèmes d’extinction automatique à sprinklers reposent sur des alliages à bas point de fusion à base de bismuth pour leurs déclencheurs sensibles à la température. Ces alliages fondent à des températures précisément contrôlées (généralement 57-79°C), libérant de l’eau lorsque les incendies atteignent des niveaux dangereux.
Les maillons fusibles des portes coupe-feu et des systèmes de ventilation utilisent des alliages de bismuth qui fondent afin de fermer automatiquement les barrières coupe-feu ou de rediriger le flux d’air en cas d’urgence. Le point de fusion prévisible garantit un fonctionnement fiable dans les conditions d’incendie.
Les dispositifs de détection d’incendie intègrent des alliages de bismuth dans des éléments sensibles à la chaleur qui déclenchent des alarmes lorsque la température ambiante dépasse les limites de sécurité. Ces systèmes fournissent une alerte précoce dans les installations industrielles et les zones à haut risque.
Le brasage sans plomb utilise de plus en plus des alliages contenant du bismuth comme solutions de remplacement plus sûres pour l’environnement aux brasures traditionnelles plomb-étain. Les alliages bismuth-étain et bismuth-argent-cuivre offrent une excellente conductivité électrique et une grande résistance mécanique pour la fabrication de composants électroniques.
Les alliages usinables incorporent du bismuth pour améliorer les propriétés de coupe de l’acier et d’autres métaux. Le bismuth forme des inclusions fragiles qui se détachent pendant l’usinage, ce qui permet d’obtenir une meilleure finition de surface et de prolonger la durée de vie des outils.
Les alliages de moulage utilisent la propriété inhabituelle du bismuth de se dilater lors de la solidification. Cette dilatation contribue à remplir complètement les cavités des moules, produisant des pièces moulées aux détails nets et présentant peu de défauts de retrait dans les applications décoratives et de précision.
Les métaux des thermostats utilisés dans les bandes bimétalliques exploitent les alliages de bismuth pour la commutation sensible à la température dans les systèmes de chauffage et de refroidissement. La dilatation différentielle crée un mouvement mécanique permettant de réguler la température.
L’essence de perle et l’oxychlorure de bismuth créent les effets chatoyants et irisés des produits de maquillage, notamment les ombres à paupières, les rouges à lèvres et les vernis à ongles. La structure cristalline du bismuth produit des propriétés optiques uniques qui diffusent magnifiquement la lumière.
Les fonds de teint et les anticernes utilisent l’oxychlorure de bismuth pour ses propriétés réfléchissant la lumière, qui contribuent à atténuer les imperfections cutanées. Le composé assure une bonne couvrance tout en conservant un aspect naturel.
Les pigments spécialisés contenant du bismuth produisent des couleurs et des effets uniques dans les peintures automobiles, les matériaux pour artistes et les revêtements décoratifs. Ces pigments sont appréciés pour leur stabilité et leur caractère non toxique par rapport aux solutions de remplacement à base de métaux lourds.
La détection des neutrons exploite les propriétés nucléaires du bismuth dans des détecteurs de rayonnement spécialisés destinés aux réacteurs de recherche et aux accélérateurs de particules. Les scintillateurs plastiques chargés en bismuth peuvent distinguer les neutrons des rayons gamma.
Les dispositifs thermoélectriques utilisent le tellurure de bismuth (Bi₂Te₃), qui compte parmi les matériaux thermoélectriques les plus efficaces disponibles. Ces dispositifs convertissent directement la chaleur en électricité ou assurent un refroidissement à l’état solide sans pièces mobiles.
La recherche sur les supraconducteurs étudie des composés cuprates à base de bismuth qui présentent une supraconductivité à haute température. Les matériaux de la famille BSCCO (oxyde de bismuth, de strontium, de calcium et de cuivre) sont importants pour comprendre les mécanismes de la supraconductivité.
Les isolants topologiques à base de composés du bismuth constituent un domaine de recherche de pointe sur les matériaux quantiques. Ces matériaux conduisent l’électricité à leur surface tout en restant isolants dans leur volume, avec des applications potentielles en informatique quantique.
Les applications en catalyse utilisent des composés du bismuth en synthèse organique, notamment pour les réactions d’oxydation et les procédés de polymérisation. Les catalyseurs au bismuth sont souvent plus respectueux de l’environnement que les catalyseurs traditionnels à base de métaux lourds.
La fabrication du verre intègre de l’oxyde de bismuth pour créer des verres optiques à indice de réfraction élevé, dotés de propriétés uniques pour les lentilles et les prismes spécialisés. Ces verres sont utilisés dans les instruments optiques haut de gamme.
Les applications nucléaires utilisent le bismuth comme matériau cible pour produire du polonium-210 et d’autres radio-isotopes. Les propriétés nucléaires du bismuth le rendent adapté à certaines productions de radio-isotopes destinées à la recherche et à l’industrie.
Pepto-Bismol et produits similaires sont la façon la plus courante dont les gens rencontrent le bismuth. Le liquide rose bien connu contient du sous-salicylate de bismuth, qui aide à soulager :
Contrairement à de nombreux médicaments pour l’estomac, les produits à base de bismuth peuvent être utilisés sans danger par la plupart des personnes sans ordonnance, bien qu’ils puissent temporairement foncer la langue et les selles.
Les produits de maquillage utilisent de l’oxychlorure de bismuth pour créer des effets chatoyants, semblables à ceux de la perle. On trouve du bismuth dans :
Les cosmétiques à base de bismuth sont considérés comme des solutions plus sûres que les produits contenant du plomb ou des ingrédients à base de mercure.
Les systèmes d’extinction automatique des habitations et des bâtiments utilisent des alliages de bismuth dans leurs mécanismes de déclenchement. Ces systèmes s’activent automatiquement lorsque la température atteint environ 155°F (68°C), l’alliage de bismuth fondant alors pour libérer la tête du sprinkler.
Les fusibles thermiques des appareils électroménagers contiennent souvent des alliages de bismuth qui fondent pour interrompre les circuits électriques en cas de surchauffe, évitant ainsi les incendies dans les cafetières, les sèche-cheveux et les chauffages d’appoint.
Les plombs de pêche sans plomb utilisent de plus en plus des alliages de bismuth comme solutions plus sûres pour l’environnement. Ces plombs ont une masse volumique similaire à celle du plomb tout en étant non toxiques pour la faune et les poissons. Les plombs de pêche en bismuth sont particulièrement populaires dans les régions où les accessoires de pêche en plomb sont réglementés.
Les soudures sans plomb contenant du bismuth sont de plus en plus utilisées dans l’assemblage électronique, à mesure que les réglementations environnementales éliminent progressivement les soudures à base de plomb. Les alliages bismuth-étain offrent :
Les médicaments sur ordonnance destinés à traiter les infections à H. pylori (bactéries responsables des ulcères gastriques) contiennent souvent des composés du bismuth. Ceux-ci agissent avec les antibiotiques pour éliminer les bactéries plus efficacement que les antibiotiques seuls.
Les interventions dentaires utilisent des matériaux contenant du bismuth pour les obturations temporaires et les traitements de canal radiculaire, car le bismuth apparaît clairement aux rayons X, ce qui aide les dentistes à vérifier leur positionnement correct.
Le moulage des métaux réalisé par les artistes et les amateurs utilise souvent des alliages de bismuth, car ceux-ci se dilatent légèrement en refroidissant et remplissent parfaitement les détails des moules. Le bismuth forme de magnifiques structures cristallines lorsqu’il refroidit lentement, ce qui le rend populaire pour les moulages décoratifs.
Les peintures à effets spéciaux contenant des composés du bismuth créent des effets uniques de changement de couleur et d’irisation dans la peinture automobile, les projets artistiques et les applications décoratives.
L’un des principaux avantages du bismuth est sa sécurité relative par rapport à d’autres métaux lourds. Contrairement au plomb, au mercure ou au cadmium, le bismuth présente une très faible toxicité et est même utilisé à des fins médicinales. Cela en fait une excellente solution écologique pour de nombreuses applications où des métaux toxiques étaient auparavant utilisés.
Les principaux avantages en matière de sécurité sont les suivants :
Le bismuth possède des propriétés fascinantes qui le rendent utile de manière parfois inattendue :
D’où il vient
0,0085 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 38 % des éléments
Le bismuth est l’un des éléments naturels les plus rares, avec une abondance moyenne dans la croûte terrestre de seulement 0.009 parties par million (9 parties par milliard). Il est ainsi environ 20,000 fois plus rare que le plomb et présente une abondance comparable à celle de métaux précieux comme l’argent et l’or.
Malgré sa rareté, le bismuth est largement réparti à l’état de traces dans toute la croûte terrestre. Il montre une légère préférence pour les roches granitiques plutôt que pour les roches mafiques, ce qui reflète son comportement lithophile (affinité pour les roches) au cours des processus de différenciation magmatique.
Cette extrême rareté signifie que les gisements de bismuth exploitables sont assez inhabituels et généralement associés à d’autres gisements de minerais métalliques, notamment ceux contenant du plomb, du cuivre, de l’étain ou du tungstène.
Le bismuth métallique natif est étonnamment courant dans la nature par comparaison avec d’autres métaux. Il se présente sous forme de petites masses et de cristaux argentés dans des filons hydrothermaux. Les plus grands spécimens de bismuth natif proviennent de Bolivie, du Canada et d’Allemagne, certains pesant plusieurs livres.
Les principaux minéraux de bismuth comprennent :
De nombreux minéraux de bismuth forment des spécimens cristallins spectaculaires recherchés par les collectionneurs, notamment les cristaux géométriques de bismuth natif, aux formes caractéristiques en marches et en trémies.
La Chine domine la production mondiale de bismuth avec environ 80% de l’approvisionnement mondial, principalement dans les provinces du Hunan, du Guangxi et du Yunnan. La majeure partie du bismuth chinois est obtenue comme sous-produit de l’extraction du plomb-zinc et du tungstène.
La Bolivie abrite certains des gisements de bismuth les plus riches au monde dans la Cordillère Orientale, notamment autour de Tasna et de Chorolque. Ces gisements de haute altitude (à plus de 4,000m d’altitude) contiennent du bismuth natif associé à une minéralisation d’étain, de tungstène et d’argent.
L’Australie produit principalement du bismuth dans la mine de Kingsgate, en Nouvelle-Galles du Sud, ainsi que comme sous-produit des activités cuprifères et uranifères d’Olympic Dam. Le pays possède d’importantes réserves, mais sa production active est limitée.
Le Canada possède des mines de bismuth historiquement importantes dans le territoire du Yukon (notamment autour de Mayo) et en Colombie-Britannique, bien que la plupart soient actuellement inactives. Le Canada récupère également du bismuth lors des opérations de fusion du cuivre.
Le Pérou et le Mexique en produisent de plus petites quantités, principalement comme sous-produits d’activités d’extraction de métaux communs, notamment à partir de gisements d’argent et de plomb dans leurs chaînes montagneuses.
Les gisements hydrothermaux constituent la source la plus importante de concentrations de bismuth exploitables. Ils se forment lorsque des fluides riches en métaux, généralement à des températures de 200-500°C, déposent des minéraux de bismuth dans des filons, des zones de remplacement et des zones de métamorphisme de contact.
Les gisements de pegmatite contiennent parfois des minéraux de bismuth, formés au cours des dernières étapes de la cristallisation du granite, lorsque des éléments rares se concentrent dans les fluides résiduels. Ces gisements contiennent souvent du bismuth associé à d’autres métaux rares.
Les gisements de métamorphisme de contact (skarns) se forment là où des roches magmatiques intrusives sont en contact avec du calcaire ou d’autres roches carbonatées, créant des zones de réaction à haute température où le bismuth peut précipiter avec d’autres éléments chalcophiles.
Les gisements de greisen associés à des granites très évolués peuvent contenir du bismuth, notamment dans des systèmes à tungstène et à étain, où le bismuth se substitue à d’autres métaux dans les minéraux sulfurés.
La majeure partie du bismuth est en réalité récupérée comme sous-produit lors du raffinage d’autres métaux, notamment du plomb, du cuivre et de l’étain. Le bismuth se concentre dans les boues, les écumes et d’autres résidus de traitement, qui sont ensuite traités pour en extraire le bismuth.
Les sols contiennent généralement 0.01-0.3 ppm de bismuth, avec des concentrations plus élevées à proximité de zones minéralisées ou d’activités industrielles. Le bismuth ne s’infiltre pas facilement depuis les sols en raison de sa faible solubilité dans la plupart des eaux naturelles.
L’eau de mer contient des concentrations extrêmement faibles de bismuth (environ 0.02 parties par milliard), ce qui en fait l’un des éléments les moins abondants dans les environnements marins. Cette faible concentration reflète la tendance du bismuth à former des composés insolubles.
Les systèmes d’eau douce contiennent généralement des concentrations de bismuth encore plus faibles que l’eau de mer, habituellement inférieures à 0.01 ppb. Cependant, les activités minières et le traitement industriel peuvent augmenter localement les concentrations de bismuth dans l’eau et les sédiments.
Le bismuth atmosphérique est extrêmement peu abondant dans les conditions naturelles, mais sa concentration peut être plus élevée à proximité des fonderies et d’autres sources industrielles. Les particules de bismuth présentes dans l’air se déposent généralement rapidement en raison de la masse volumique élevée de l’élément.
La production mondiale de bismuth n’est que d’environ 8,000-12,000 tonnes par an, ce qui en fait l’un des métaux les moins produits parmi ceux disponibles dans le commerce. La petite taille de ce marché signifie que les prix du bismuth peuvent être assez volatils et sensibles aux perturbations de l’approvisionnement.
Les réserves mondiales sont estimées à environ 320,000 tonnes, la Chine détenant les réserves les plus importantes, suivie par l’Australie et la Bolivie. Cependant, les estimations des réserves sont incertaines en raison du statut du bismuth, principalement considéré comme un métal coproduit.
L’importance stratégique du bismuth augmente en raison de son utilisation dans les technologies vertes et comme substitut de métaux toxiques, ce qui pourrait accroître la demande malgré une base d’approvisionnement limitée.
Manipulation
Le Bismuth est l’un des métaux lourds les plus sûrs, avec une très faible toxicité et de nombreuses utilisations en médecine et dans les produits de consommation.
Approuvé par la FDA pour un usage médicinal : Les composés du bismuth, comme le subsalicylate de bismuth (Pepto-Bismol), sont des médicaments en vente libre largement utilisés, avec un excellent bilan de sécurité depuis plus de 100 ans.
Faible absorption : Les composés du bismuth sont peu absorbés par le tractus gastro-intestinal : moins de 1 % du bismuth ingéré passe dans la circulation sanguine. La majeure partie traverse l’organisme sans être modifiée.
Doses thérapeutiques : Les doses médicinales standard (525 mg de subsalicylate de bismuth toutes les 30 à 60 minutes) sont bien tolérées par la plupart des adultes et des enfants de plus de 12 ans.
Élimination : Le bismuth absorbé est rapidement excrété dans l’urine et les selles, avec une demi-vie biologique de seulement 3 à 5 jours dans la plupart des tissus.
Coloration sans danger : L’« effet secondaire » le plus fréquent est un assombrissement temporaire de la langue et des selles, causé par la formation de sulfure de bismuth. Ce phénomène est totalement sans danger et réversible.
Effets gastro-intestinaux : De fortes doses peuvent provoquer une constipation, des nausées ou des troubles gastriques. Ces effets sont généralement légers et disparaissent à l’arrêt du traitement.
Réactions allergiques : De rares réactions allergiques aux composés du bismuth peuvent survenir, se manifestant généralement par une éruption cutanée ou des symptômes digestifs.
Sensibilité aux salicylates : Les personnes allergiques à l’aspirine doivent éviter le subsalicylate de bismuth en raison de sa composante salicylée, et non du bismuth lui-même.
Manipulation industrielle : Le bismuth métallique et la plupart de ses composés présentent des risques sanitaires minimes lors d’une manipulation industrielle normale. Les précautions standard pour le travail des métaux sont généralement suffisantes.
Inhalation de poussières : Il convient d’éviter l’inhalation prolongée de poussières de bismuth. Utilisez une protection respiratoire appropriée dans les environnements poussiéreux et assurez une ventilation suffisante.
Contact avec la peau : Le bismuth métallique et la plupart de ses composés ne sensibilisent pas la peau et ne sont pas irritants. Les pratiques d’hygiène normales (se laver les mains après manipulation) sont suffisantes.
Protection des yeux : Comme pour toute poudre fine ou poussière métallique, une protection oculaire prévient l’irritation mécanique causée par les particules de bismuth.
Réactivité chimique : Le bismuth métallique est relativement peu réactif dans des conditions normales. Il s’oxyde lentement à l’air et ne réagit pas avec l’eau à température ambiante.
Réactions avec les acides : Le bismuth se dissout dans l’acide nitrique concentré et l’acide sulfurique chaud, produisant respectivement des oxydes d’azote ou du dioxyde de soufre. Utilisez une extraction des fumées appropriée.
Sécurité incendie : Le bismuth métallique est ininflammable, bien que les poudres fines puissent présenter des risques de combustion, comme les autres poudres métalliques. Les composés du bismuth sont généralement incombustibles.
Stockage : Stockez le bismuth et ses composés dans un endroit frais et sec. Aucune exigence particulière de confinement au-delà des pratiques normales de stockage des produits chimiques.
Faible impact environnemental : Le bismuth est considéré comme inoffensif pour l’environnement par rapport à d’autres métaux lourds. Il ne se bioaccumule pas de manière significative dans les chaînes alimentaires.
Solubilité dans l’eau : La plupart des composés du bismuth sont très peu solubles dans l’eau, ce qui limite leur mobilité dans l’environnement et leur absorption par les organismes.
Interactions avec les sols : Le bismuth se lie fortement aux particules du sol et à la matière organique, empêchant son lessivage vers les nappes phréatiques.
Biodégradation : Bien que le bismuth ne se biodégrade pas (puisqu’il s’agit d’un élément), il n’interfère pas non plus de manière significative avec les processus biologiques dans l’environnement.
Grossesse et allaitement : Les composés du bismuth ne doivent être utilisés pendant la grossesse que lorsque cela est clairement nécessaire. Consultez des professionnels de santé avant utilisation.
Enfants : Le subsalicylate de bismuth n’est pas recommandé chez les enfants de moins de 12 ans en raison de sa teneur en salicylates, et non de la toxicité du bismuth. Les composés purs du bismuth sont généralement sûrs pour les enfants.
Patients âgés : Aucune précaution particulière n’est nécessaire pour l’utilisation du bismuth chez les personnes âgées, au-delà du suivi médical habituel.
Maladie rénale : Bien que le bismuth soit rapidement excrété par les reins, les patients atteints d’une maladie rénale sévère doivent utiliser les composés du bismuth sous surveillance médicale.
L’excellent profil de sécurité du bismuth en fait une alternative écologique idéale aux métaux lourds toxiques dans de nombreuses applications :
Réponses rapides
Bismuth (symbole Bi) est l’élément 83 du tableau périodique, un Métal post-transitionnel de la période 6, du groupe 15. L’élément le plus lourd à être presque stable, et celui qui produit de spectaculaires cristaux aux couleurs de l’arc-en-ciel. À température ambiante, c’est un solide.
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³ ; elle comporte 6 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 18, 5. Sa couche externe contient 5 électrons, ce qui détermine son comportement en matière de liaisons.Bismuth fond à 544.7 K (271.6 °C) et bout à 1837 K (1563.9 °C).
La masse atomique standard de Bismuth est de 208.98 u. Il s’agit d’une moyenne pondérée de ses isotopes présents naturellement, ce qui explique qu’elle soit rarement un nombre entier.
Bismuth a une masse volumique de 9.78 g/cm³. L’eau a une masse volumique de 1.0 g/cm³ ; un bloc de Bismuth est donc environ 9.8× plus lourd.
Bismuth a une électronégativité de Pauling de 2.02. L’échelle va de 0.70 (le francium, le moins attiré par les électrons) à 3.98 (le fluor, le plus attiré). Les valeurs de cette plage intermédiaire tendent à former des liaisons covalentes plutôt que des liaisons fortement ioniques.
Bismuth a été découvert en 1753 par Claude Francois Geoffroy. Il porte le nom de allemand weisse Masse, « masse blanche ».
Bismuth constitue environ 0.0085 mg/kg de la croûte terrestre — véritablement rare, ce qui explique son prix élevé.
Techniquement oui, mais de justesse. Il a été démontré en 2003 que Bismuth-209 subit une désintégration alpha avec une demi-vie d’environ 2×10¹⁹ ans — soit environ un milliard de fois l’âge de l’Univers. À toutes fins pratiques, il se comporte comme un élément stable et est couramment utilisé comme substitut non toxique du plomb.