BISMUTH

Propriétés chimiques

Les deux valences principales sont + 3 et + 5, la première étant, de loin, la plus importante. L'existence de composés chimiquement purs de Bi²⁺ et Bi⁴⁺ est incertaine. Le bismuth est stable à l'air même humide. Il s'oxyde cependant à froid, de façon superficielle, en gardant son aspect métallique. Chauffé au rouge, il brûle et conduit à l'oxyde Bi₂O₃, de caractère amphotère. L'hydrure H₃Bi est très instable contrairement à H₃As et H₃Sb. Le bismuth décompose à chaud la vapeur d'eau et se combine aux halogènes chlore, brome et iode, pour donner des dérivés du bismuth III. Le trifluorure BiF₃ s'obtient surtout par action de l'acide fluorhydrique HF sur l'oxyde ou l'hydroxyde. Le soufre réagit sur le métal en fusion : il se forme un sulfure Bi₂S₃ noir insoluble dans l'eau acidulée même à un pH voisin de 1. On le prépare beaucoup plus facilement par l'action de l'hydrogène sulfuré H₂S ou du thioacétamide CH₃CSNH₂ sur une solution aqueuse d'un sel soluble. Ce sulfure ne se dissout pas dans le polysulfure d'ammonium, ce qui le distingue des sulfures d'antimoine et d'arsenic, propriété mise à profit en chimie analytique. Les acides non oxydants ne réagissent pas sur le bismuth. L'acide sulfurique concentré et l'acide nitrique conduisent, respectivement, avec libération d'anhydride sulfureux et de vapeurs nitreuses, au sulfate et au nitrate. Ce dernier sel s'obtient difficilement à l'état anhydre. L'hydrate le plus important, principale matière première dans la chimie du bismuth, répond à la formule Bi(NO₃)₃,5H₂O. Particulièrement stable à sec, il donne, par simple dissolution dans l'eau, un nitrate basique dont la composition est définie par le mode de préparation. On doit noter au passage le caractère très hydrolysable des composés hydrosolubles, qu'on ne peut recristalliser qu'en milieu acide. Selon les conditions d'hydrolyse du nitrate, on obtient des produits différents : dans l'eau distillée, le sous-nitrate « lourd » (BiO)NO₃,H₂O ; en milieu légèrement alcalin, une variété « légère » renfermant du carbonate basique et de l'hydroxyde. Avec de l'acide gallique (polyphénol), il se forme un gallate basique de bismuth. La présence de polyols ou de sucres masque l'hydrolyse par formation de chélates solubles. On présente parfois les sels basiques comme des sels plus ou moins hydratés du cation bismuthyle BiO⁺.

Par calcination, les nitrates fournissent l'oxyde Bi₂O₃, propriété utilisée pour le dosage du bismuth dans ces composés. L'hydroxyde Bi(OH)₃ a un caractère amphotère conduisant, en milieu alcalin fort, à l'ion BiO_-2. Enfin, signalons l'existence, à côté d'oxyhalogénures BiOCl, BiOBr et BiOI, d'iodures complexes colorés en rouge. Une solution de triiodure BiI₃ dans l'iodure de potassium constitue l'iodobismuthite de potassium KBiI₄, plus connu sous le nom de réactif de Draggendorf. Celui-ci précipite avec de très nombreuses substances aminées et ses applications analytiques sont multiples.

Les composés dérivant du Bi⁵⁺ sont difficiles à obtenir. Ils sont instables et très oxydants. Les plus importants sont les bismuthates de coloration jaune orangé comme NaBiO₃.

Les organobismuthiques sont plus rares et plus difficiles à obtenir que ceux des éléments du même groupe : azote, phosphore, arsenic et antimoine. À côté des bismuthines aliphatiques ou aromatiques, composés covalents préparés par action d'un organomagnésien mixte sur un halogénure de bismuth :