H228 : Matière solide inflammable P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer. P370+P378 : En cas d’incendie : utiliser … pour l’extinction.
Lebismuth est l'élément chimique denuméro atomique 83, de symbole Bi. C'est le cinquième et dernier élément dugroupe despnictogènes (groupeno 15). Il est toxique mais moins que leplomb qu'il tend donc à remplacer pour certains usages, et ce n'est pas unoligo-élément : il n'a aucun rôle physiologique connu. Réputé très faiblement présent dans les organismes animaux, sa cinétique environnementale et dans les organismes a été peu étudiée (contrairement à celle d'autres métaux lourds proches).
Il peut être théoriquement rapproché duphosphore P, de l'antimoine Sb et de l'arsenic As, appartenant augroupe 15, mais aussi de l'étain Sn et du plomb Pb appartenant augroupe 14. Les éléments successifs dugroupe 15 (azote N, phosphore P, arsenic As,antimoine Sb et bismuth) montrent une tendance croissante à former des sulfures stables plutôt que des oxydes : le bismuth est nettementchalcophile.
Cet élément rare, dont lecorps pur (bismuth natif) et les principaux composés étaient relativement bien reconnus, surtout dans les principaux centres miniers européens au moins depuis la fin du Moyen Âge, était alors distingué de l'antimoine natif avec lequel il semblerait avoir été fréquemment confondu au cours de l'Antiquité, au point de tirer son nom d'une adaptation de l'arabebi' ’ithmid signifiant "proche de l'antimoine".
Il a été décrit avec précision et identifié en1753 par le chimisteClaude Geoffroy le Jeune qui l'a séparé du plomb[8]. Le symbole chimique Bi a été proposé par le chimiste suédoisBerzelius en1814.
Il a été longtemps considéré par les physiciens comme le dernierélément stable de la classification[b].
Ses effets toxiques (ducorps simple et de ses composés) semblent avoir été longtemps confondus avec ceux duplomb ou de l'étain[9].
Selon le CNRS,« le Bismuth (Bi) est resté peu étudié dans l’environnement. Pourtant, des études récentes indiquent que les organismes vivants sont affectés par exposition au bismuth (réduction du métabolisme des spermatozoïdes chez l’homme, effets nocifs sur la reproduction du ver de terre et la croissance des plantes) »[10].
Sa présence dans l’environnement a beaucoup augmenté depuis la révolution industrielle, et plus précisément depuis que l'on brûle du charbon et qu'on l'utilise comme additif métallurgique, dans divers alliages, et dans les industries de la chimie et de la pharmacochimie notamment. En 2023, le CNRS a mis en évidence dans des carottes de glace duMont-blanc provenant duCol du Dôme, la trace d'un énorme pic de pollution de l'atmosphère européenne par le Bismuth pendant laSeconde Guerre mondiale[11]. Cette pollution, ainsi que sa corrélation avec l'époque du second conflit mondial semble pouvoir être expliquée par l'usage d'une grande quantité de bismuth comme additif de l’acier et de l’aluminium (l'ajout de bismuth rend leur usinage plus facile, ce métal était alors aussi très utilisé comme alliages à bas point de fusion pour les fusibles de sécurité des circuits électriques). La pollution par le bismuth diminue après 1970 grâce aux filtres installés dans les fonderies. Il en va de même pour les années 1920 durant lesquelles les émissions par la métallurgie dominent toujours celles dues à la combustion du charbon[11].
Les carottages de glace montrent que la pollution a été maximale entre 1935 et 1945. Ceci pourrait être dû aux usages « militaires » du bismuth durant la guerre d’Espagne et durant la 2ème guerre mondiale, pour les besoins de l'industrie de l’aviation (aluminium), pour les fusibles de décompression de gaz pour les obus et pour les réservoirs de carburants d’engins militaires[11].
Le corps simple bismuth est unmétal pauvre blanc d'argent, à reflet rougeâtre brillant, dur et cassant, dont tous les sels et les vapeurs sont toxiques.
Sa structure électronique atomique correspond à [Xe] (4f)14 (5d)10 (6s)2 (6p)3. Un don ou un enlèvement d'électrons de même statut quantique, si on excepte lespin, justifie lesdegrés d'oxydation +3 et +5, le premier degré étant bien plus fréquent dans ses composés car le second est contré par l'effet à l'inertie du doublet s, allié à sa remarquable symétrie sphérique. Le rayon ionique de l'ion Bi3+ avoisine 1,2 Å et celui de l'ion Bi5+ se réduit à 0,74 Å.
La phase liquide du bismuth est plus dense que sa phase solide, propriété rare qu'il partage avec l'eau et lesilicium. A ce titre il est souvent allié avec leplomb, la dilatation de l'un et la contraction de l'autre se compensant.
Sa nature instable avait été prévue théoriquement. Il se désintègre partransition α d'énergie3,14MeV pour donner duthallium 205, stable. Sa très grandedemi-vie le fait encore considérer comme stable dans toutes ses applications (on dit qu'il estquasi stable) mais cette découverte est scientifiquement importante dans la mesure où elle valide des prévisions théoriques. L'élément le plus lourd possédant au moins unisotope stable est donc le plomb.
Fabriqué semi-industriellement dès lesannées 1860 à partir de ses minerais sulfurés (bismuthinite essentiellement) ou à défaut avec ses minerais oxydés associés, il ne fait plus aujourd'hui l'objet d'une production spécifique ; depuis plus d'un siècle c'est un co-produit du raffinage du plomb, moindrement ducuivre, de l'étain, de l'argent, de l'or, et surtout du tungstène.
En tant que métal rare (73e élément de l'écorce terrestre en termes d’abondance), il est naturellement très peu présent dans l'environnement. Étant peu soluble il y est supposé peu mobile, mais certaines formes du bismuth sont volatiles. Son cycle biogéochimique est très mal connu. Comme ce n'est pas un métal recherché dans les analyses environnementales de routines pour l'eau, le sol, l'air, ou les aliments, sa cinétique environnementale reste mal connue.
On l'y trouve à moins d'1 µg/m3 dans l'air rural ; il y provient principalement des panaches et émanations de volcans et (bien moindrement) de l'érosion des sols. S'y ajoutent depuis quelques décennies des sources anthropiques croissantes (industrie, combustion...).
Présent en moyenne à hauteur de 0,048 μg/g dans lacroûte terrestre, il est retrouvé en moyenne 0,2 μg/g dans des sols naturels non-contaminés (selon Bowen, 1979)[13]. Des fongicides contenant du bismuth en sont une source supplémentaire[14], directement mise en contact avec des cultures alimentaires, de même pour certains engrais en contenant naturellement un peu (engrais naturels ou de synthèse), mais selon Senesi & als en 1979 cette source était encore négligeable comparée aux apports dufond géochimique[15]. Dans l'eau : il est très peu présent dans l'eau de boisson, qui en apporte néanmoins5 à 20µg/jour.
Dans la nature, les animaux terrestres et aquatiques sont a priori très rarement contaminés, mais la contamination de l'environnement par le bismuth augmente rapidement, et les grenailles de chasse pour certaines composées à 91 % de bismuth sont une nouvelle source de contamination des zones humides où ces cartouches sont utilisées. Quand les industriels ont lancé la production de ces cartouches, très peu d'information était disponible sur les effets du bismuth sur les animaux et sur les écosystèmes. On ignorait même le taux moyen de bismuth chez les oiseaux (la première étude sur leniveau de fond chez l'oiseau date de 2004), tout comme on ignorait les seuils de toxicité des formes organiques de ce métalloïde pour l'oiseau[17]. Ils ont depuis été un peu étudiés, montrant que les cartouches au plomb contenaient elles-mêmes déjà un peu de bismuth. Des analyses de foie et de muscle de canard contenant une grenaille de plomb ou une balle en plomb ont donné des taux moyens de bismuth dans les foies de 0,05 μg/g en poids sec chez la Sarcelle d'hiver et de 0,09 μg/g chez le Colvert[17]. Une corrélation positive significative a été trouvée entre les taux tissulaires de bismuth et de plomb dans le muscle, expliquée par le fait que le bismuth est un contaminant habituel du plomb[17].
Selon les données disponibles, ces effets semblent complexes : ainsi d'après Martin-Bouyer (1980) qui avait déjà conclu des données toxicologiques disponibles pour l'Homme, il s'avère que les conséquences toxiques du bismuth ne semblent pouvoir être déduites ni de la dose ni de la durée d’exposition, ce qui est assez inhabituel en toxicologie.
Or, le bismuth est de plus en plus utilisé dans les munitions utilisées pour le gibier d'eau, en Amérique du nord depuis plusieurs décennies, et les prédateurs (dont les chasseurs humains et autres consommateurs de gibier) mangent des animaux qui ont été blessés ou tués à la chasse avec ces grenailles, ou du gibier qui a directement ingéré (comme les oiseaux le font couramment) des grenailles de bismuth commegrit. Une partie du gibier n'est également que blessé à la chasse, et continue à vivre avec des grenailles ou éclats de munitions dans leur organisme (Pamphlett et al. (2000) ont déposé cinq billes de bismuth (grenailles) dans la cavité péritonéale desouris de laboratoire adultes[18]. Ils ont montré que dans l'organisme de la souris, ce bismuth n'est pas aussi insoluble qu'on le pensait[18] : au contraire, ces animaux ont rapidement manifesté une élévation du taux de bismuth dans le cytoplasme de plusieurs types de cellules vitales (système nerveux moteur, cellules tubulaires des reins ; cellules dendritiques du foie et macrophages pulmonaires) avec des conséquences non évaluées pour des animaux à durée de vie plus longue[18]. Il a été confirmé à cette occasion que le bismuth passe très facilement la barrière hématoencéphalique, que les contaminations des organes varie beaucoup selon l'individu et le moment, et les auteurs ont conclu que les gibiers blessés par des grenailles au bismuth pouvaient probablement se contaminer à des taux atteignant en quelques semaines des doses a priori dangereuses pour l'animal[18]. D'autres études, s'appuyant notamment sur une technique récente d'imagerie (autométallographie[19]), chez le rat de laboratoire expérimentalement contaminé laisse penser que letesticule peut aussi être ciblé par le bismuth, qui peut affecter lescellules de Leydig et les macrophages testiculaires, ce qui soulève des questions concernant une éventuellereprotoxicité[20],[21]. Les milieux naturels commencent à être enrichis par les millions de grains de grenailles de plomb perdue dans l'environnement à chaque saison de chasse. Selon une étude récente (2008) le bismuth reste disponible sous forme de grit, contamine le sol (surtout s'il est acide) mais semble non contaminant pour la végétation locale, même en milieu acide[22], et en2006, il n'y a pas encore de preuve de l'innocuité environnementale et sanitaire de ces munitions[23].
Sa rareté en fait un bon traceur des émissions volcaniques (où il est lié aux sulfures, lesquels sont aussi une donnée d'intérêt pour la météo et le climat mondial) ; on peut maintenant rétrospectivement le retrouver et mesurer ses variations passées (enpicogrammes) dans les carottages de glaces polaires ou de dépôts neigeux plus récents. Ses sources volcaniques ont ainsi été évaluées à 1200–1700t/an de bismuth élémentaire, ce qui est considérable comparativement aux 40t/an de l'érosion éolienne des continents additionnée des relarguages à partir des sels marins selon Candelone (1995)[24],[25],[26].
Vers1995, l'humanité était responsable d'une contamination supplémentaire de l'environnement à hauteur d'environ un peu moins de 15 t/ de bismuth (soit tous les deux ans un apport dépassant la totalité des apports dus à l'érosion et aux sels marins), mais ces émissions anthropiques sont indiscutablement en augmentation constante depuis plusieurs décennies, et le recyclage du bismuth ne s'est pas développé, et la dispersion de millions de grenailles de chasse en alliage de bismuth et en acier bismuthé (utilisé en remplacement du plomb) va contribuer à accélérer cette pollution émergente. L'utilisation encore croissante de charbon et d'autres combustibles fossiles en contenant et le développement de l'activité minière devrait encore accélérer cette contamination environnementale[24].
S'y ajoutent cependant des sources anthropiques de plus en plus nombreuses ; avec des teneurs localement anormalement élevées dans l'air, les sols, l'eau ou certains aliments. Ces contaminations sont principalement dues à :
la métallurgie ;
à certaines activités minières ; en raison de ses affinités géochimiques, on le trouvera plutôt autour des mines de plomb, d'argent, d'étain, mais aussi de cuivre, qui expliqueront une grande partie de sa redistribution anthropique dans les milieux naturels[27] (des teneurs plus élevées en bismuth sont mesurées autour de certaines mines, par exemple jusqu'à 436 μg/g autour d'une mine de cuivre coréenne[16]; et l'industrie et la combustion d'énergies fossiles (on a montré en 2001 qu'il peut avoir été concentré (jusqu'à 5 μg/g dans certainscharbons etgraphites (où l'on trouve aussi du mercure, du plomb et d'autres métaux indésirables)[28] ;
certaines activités industrielles (soudure...) ;
un usage croissant dans les munitions, de chasse notamment, est une source émergente[18].
Forme naturelle et rare du bismuth : Cristal natif (ici de 2 cm, associé à labismuthinite plus jaune et moins brillante, Huallatani, mine du Potosí (Bolivie).
Les aérosolsvolcaniques ou degeyser en contiennent souvent un peu plus que le sol car, bien que élément lourd, ses composés halogénés sont très volatils et passent dans les airs pour environ un cinquième en masse dans les zones volcaniques en activité. Le210Bi, plus encore que le210Po et le210Pb, est d'ailleurs un excellent marqueur radioactif des aérosols volcaniques.
Plus encore que l'arsenic ou l'antimoine, l'élément Bi est chalcophile. Il se combine facilement au soufre et à ses voisins sélénium ou tellure, et accompagne fréquemment les autres métaux chalcophiles (plomb, zinc...). Ceci explique que depuis un siècle le débismuthage du plomb produit l'essentiel du bismuth mondial, ne laissant à la récupération des déchets des procédés électrochimiques de raffinage du cuivre qu'environ un dixième en masse. Mentionnons à titre anecdotique au niveau mondial le sous-produit du raffinage de l'étain par scorification ou du traitement de lacassitérite par l'acide chlorhydrique par voie aqueuse à chaud.
Géologiquement parlant, le bismuth élémentaire est condensé dans les veines hydrothermales et les failles hydrothermales de l'écorce terrestre, notamment lors des collisions continentales.Hormis le rare bismuth natif, ses principaux minéraux à usage deminerai sont labismuthinite Bi2S3, labismite Bi2O3α, labismutite ou bismuthite (BiO)2CO3 ainsi que ses variétés diversement hydratées par exemple du type (BiO)2CO3. 2 H2O, un court moment exploitée àMeymac en Corrèze à laBelle Époque. Latétradymite, l'eulytite ou eulytine Bi4(SiO4)3, labismuthoferrite ou bismutoferrite FeIII2Bi(SiO4)2(OH), labismuthotantalite Bi(Ta,Nb)O4, labismoclite BiOCl en contiennent, sans être des minerais reconnus.Les minerais de bismuth, sous forme de sulfures et minoritairement d'oxydes et de carbonates, sont très similaires à ceux de l'étain et du plomb. Le bismuth est présent dans une variété de sulfures complexes de cuivre et de plomb, souvent intimement mais le plus communément à l'état de traces sous forme de sulfo-antimoniures et de sulfo-arséniures de cuivre. Il s'est aussi formé hors des veines hydrothermales, dans des roches porphyres aurifères, où l'élément lourd est associé au cuivre et au molybdène.
En dehors du bismuth à structure cristalline métallique, empilement atomique, il existe plusieurs bismuths moléculaires dénommés le bismuth atomique Bi, le dibismuth Bi2, le tribismuth Bi3, le tétrabismuth Bi4 et le pentabismuth Bi5.
S'y ajoutent de nombreux composés du bismuth à partir du degré d'oxydation 3 et 5, mais aussi 4 probablement justifié par des associations quantiques d'orbitales inédites. Il existe les sulfures, les oxydes, les oxydes complexes dont leferrite de bismuth, les hydroxydes, les oxychlorures, les nitrates et sous-nitrates, les sous-carbonates, les albuminates, les citrates, les phosphates, les carboxylates et les rares hydrures instables, les chlorures et autres halogénures… et un grand nombre de composés organométalliques de bismuth.
Les composés chimiques n'ont pas été connus à l'état relativement pur avant des périodes contemporaines récentes, à l'instar du bismuth métal pendant des siècles.
Leurs caractéristiques physico-chimiques fines sont ou seront en principe présentés dans chaque article spécifique, s'il existe, dans la rubrique chimie.
Caractéristiques physico-chimiques du corps simple métallique
Le corps simple Bi est un semi-métal blanc argent, de réseaurhomboédrique ou desystème cristallin trigonal aux reflets légèrement rosés, mauves ou rouges, à clivages faciles. Il peut être aussi gris rougeâtre. Il est fragile et cassant, de densité élevée entre 9,78 et 9,81[d].Du point de vue mécanique, il s'agit bien d'un semi-métal, car fragile et cassant, en particulier à cassure lamellaire, il est facile à réduire en poudre dense. Sa pulvérisation fine engendre des vapeurs métalliques d'un bleu verdâtre.
Lévitation diamagnétique d'un petit aimant cubique au-dessus d'un lingot de bismuth. Un grand aimant non visible sur l'image, placé au-dessus du lingot de bismuth supérieur, assure la quasi-totalité de la force qui soulève le petit aimant. La répulsion du petit aimant quand il approche un lingot de bismuth, permet de le maintenir à une position stable. Les mouvements du petit aimant engendrent des courants de Foucault dans le cuivre qui entoure les lingots de bismuth, ce qui participe à freiner ces mouvements et le stabiliser.
Il est fortementthermoélectrique, surtout au contact de l'antimoine.
Le bismuth chauffé fortement brûle à l’air avec une flamme bleue qui dégage des fumées jaunes d’oxyde de bismuth. Le bismuth se volatilise au rouge blanc. Il est inaltérable à l'air froid.
Le bismuth métal est insoluble dans l'eau, mais il est soluble dans l'eau régale, dans l'acide sulfurique concentré à chaud. Il est attaqué par l'acide nitrique, mais ne l'est pas par l'acide chlorhydrique même à chaud. En fait, l'attaque de l'acide chlorhydrique et de l'acide sulfurique est très lente à froid, alors que si la dissolution est rapide dans l'acide nitrique, la solution obtenue contient du nitrate de bismuth hydraté qui cristallise en gros prismes obliques à base parallélogramme, incolore et déliquescent. Mais une dilution à l'eau, puis à l'eau bouillante permet d'obtenir les sous-nitrates de bismuth. Chauffés légèrement à sec, les sous-nitrates se transforment en nitrate. La calcination du (sous)nitrate de bismuth en présence decharbon actif et decarbonate de sodium est un vieux moyen chimique ultime de purifier le bismuth préalablement raffiné autrefois par fusion avec lenitre[h].
Ces propriétés de solvatation de l'ion Bi3+, en réalité sous formes hydrolysées d'ionbismuthyle BiO+ ou bismuthyle solvaté Bi(OH)2+ ensolution aqueuse modérément acide, explique la possibilité de synthèse cristalline, si la précaution de conserver ou pérenniser le bismuth métal dès son obtention au degré d'oxydation zéro par un revêtement protecteur est prise[i]. En effet, la réduction par l'air du bismuth est connue depuis des siècles, à l'instar de celle du cuivre ou du plomb, à moindre évidence du cadmium. Il suffit par exemple de provoquer l'interaction ou réaction chimique entre ses dérivés sulfurés et oxydés pour obtenir du bismuth natif artificiel.
La solidification en beaux cristaux rhomboédriques, mis à nu en décantant la masse avant que la solidification soit complète, présente des points communs avec celle de cristaux de soufre. Sur les cristaux artificiels, une pellicule irisée d'oxyde de bismuth apporte un bel effet.
Cristal artificiel de bismuth. L'irisation est due à une couche très mince d'oxydation qui permet des effets d'interférences lumineuses.
Cristaux réticulés de bismuth en pépite.Cristaux artificiels de bismuth.
Bismuth cristallisé artificiellement en barbe de plumes ou en dendrites, correspondant auFederwismut oudentritischer Wismut des anciens mineurs saxons.
Caractéristiques physiques du corps simple métallique
le bismuth est le second métal plus mauvais conducteur de la chaleur après lemercure[9] ;
sarésistance électrique (inversement corrélée à la conduction thermique) est ainsi très élevée (pour un métal). De plus, elle augmente fortement avec un champ magnétique, il a le plus importanteffet Hall de tous les métaux. C'est aussi le métal le plusdiamagnétique[9] ;
Il existe une grande variété de mises en forme métallique : plombs de chasse ou de pêche, billes, billettes, boules, balles, globules, pastilles, nodules, perles, rondelles, cylindres, tubes, anneaux, lames, lingots, bâtons, disques, disquettes, bandes, bobines, barres, barrettes, brides, plaques, plaquettes, galettes, tranches, rubans, feuilles, grains, flocons, fil, aiguilles, granulés, copeaux, jetons, pièces, piécettes, petits et gros morceaux, bloc, bobines, bosse, tôle, matière concentré, micro-feuilles, microlames, poudre, poussière, etc. parmi d'autres pièces et échantillons de formes précises.
Un des arguments chimiques pour le statut de métal du bismuth est la propriété basique de Bi2O3, ainsi que le caractère plus basique de Bi2S3 que le sulfure d'arsenic ou d'antimoine. Avec ces derniers, les composés les plus souvent mentionnés dans un cours de chimie sont la bismuthine BiH3 et le tellurure de bismuth Bi2Te3 semi-conducteur en chimie minérale, le sous-gallate C7H5BiO6 et le sous-salicylate de bismuth C7H5BiO4 pour la chimie organique.
La grande majorité des composés de bismuth possède l’étrange particularité de ne jamais être solubles dans l’eau pure. Du fait de l'existence du composé ionique BiO+ signalée plus haut en milieu aqueux, les différents nitrates, sulfates et chlorures de bismuth ne sont précisément solubles que dans de l’eau acidifiée. Mis simplement ou chauffés dans l’eau pure, ils se décomposent et laissent un dépôt blanc amorphe contenant de l’hydroxyde de bismuth Bi(OH)3, qui, en perdant une partie de son eau, donne de l'hydroxyde debismuthyle BiO(OH). Ce dépôt possède un pouvoir couvrant remarquable, connu dès les temps médiévaux d’où son emploi en peinture sous l'appellation de « blanc d’Espagne » et en cosmétique sous le nom de « blanc de fard ». Selon la légende chimiste, c'est ce dépôt blanc qui serait à l’origine de son nom, bismuth ou wismuth provenant de l'expression « weisse Masse » en allemand, soit « masse blanche »[31].
Les sels de bismuth sont en général incolores, la couleur éventuelle étant le fait de l'anion et d'autresions associés. Ils sont décomposables par l'eau. Rappelons qu'avec l'acide sulfurique, il se forme un précipité noir, insoluble dans les sulfures alcalins, et qu'avec lesalcalis, il se forme également un précipité blanc, qui devient insoluble en présence d'un excès d'alcalis.
Leur mise en contact defer ou dezinc à l'état métallique libère le métal bismuth par simple réaction d'oxydoréduction. La formation debismuthine, corps gazeux instable, ne peut être obtenu qu'en très petite quantité ou à l'état de traces, encore faut-il procéder avec un mélange de métalmagnésium (divisé) et d'acide fort. Le dépôt dutest de Marsh est très délicat à réaliser, voire impossible.
L'addition dephosphates solubles aux sels de bismuth donne un précipité insoluble dans l'acide nitrique étendu. Cela a permis au chimisteChancel de proposer un dosage de l'acide phosphorique.
Le corps simple bismuth métal peut être dosé en le transformant préalablement à l'état de chromate et d'oxychlorure.
tellurure d'antimoine et de bismuth BiSbTe en granules, poudres ou morceaux, parfois Bi0.55Sb1.5Te3 en billes, semi-conducteur
tellurure double de platine et bismuth ou maslovite, minéral naturel
tellurure de palladium, platine et bismuth, ou michenerite
oxydes
sesquioxyde de bismuth(III) Bi2O3 et ses trois variétés allotropiques, oxydes basiques. Bi2O3α correspond en minéralogie à la bismitemonoclinique pseudo-orthorhombique, Bi2O3β à la sphaérobismoïte ou bismuthosphérite tétragonale à structure de fluorine.
penta-oxyde instable Bi2O5, et quasi inconnu sous cette forme, mais plutôt de structure NaBiO3 ou Bi2O5.Na2O, solide brun très fortement oxydant obtenu dans la soude, et insoluble dans l'eau, nommébismuthate de sodium
vanadate de bismuth BiVO4 en trois variétés polymorphes, orthorhombique connue sous le nom minéral depucherite ou puchérite, dedreyerite ou declinobisvanite.
sous-citrate de bismuth (en association avec des antibactériens locaux, des antiulcéreux antiacides en comprimé pelliculé ou en association avec d'autres antibiotiques antibactériens ou antibactériens systémiques et d’autres antiulcéreux antiacides en gélule).
citrate de bismuth et d'ammonium Bi(NH4)3 (C6H5O7)2
citrate de bismuth et de potassium
oxalate de bismuth Bi2(C2O4)3
gallate basique de bismuth (antihémorroïdaire en association avec l'oxyde de bismuth)
sous-gallate de bismuth C7H5BiO6
sous-gallates hydratés C7H5BiO6 • x H2O
succinate de bismuth Bi2(C4H4O4)3 (avec d'autres antibactériens antiseptiques par voie locale en suppositoire)
sous-succinate de bismuth (BiO)2(C4H4O4) (en association avec d'autres fluidifiants de sécrétions bronchiques, expectorants, antibactériens systémiques, antiseptiques, le plus souvent en suppositoire).
gluconate de bismuth (avec le nitrate, en oligothérapie par des solutés buvables, en voie orale ou sublinguale)
Le bismuth est unsemi-métal principalement obtenu comme sous-produit de traitements de divers minerais sulfurés. En2010 près de la moitié du bismuth produit sert comme simple additif d'alliages métalliques. Un quart serait utilisé par l'industrie chimique etpharmaceutique, la première incluant les spécialités verrières et céramiques[j]. Le dernier quart à un tiers de la production mondiale serait utilisé enélectrochimie, notamment engalvanisation, pour confectionner des alliages fusibles à basses températures ou des pare-feux de sécurité, réaliser dessoudures spéciales, ou fabriquer desmunitions alternatives auplomb. Il est le constituant majoritaire de nombreuxalliages à bas point de fusion tels que les alliages dits de Wood, de Rose ou de Field. Il a aussi massivement été utilisé pour les alliages d'acier dès la fin duXIXe siècle.
pour des agrès (platines) de pêche (alors moins toxiques quand ils sont avalés par des oiseaux ou perdus dans l'environnement) ;
pour des grenaille de chasse, le bismuth en alliage, bien moins toxique que le plomb (mais dont la biodisponibilité à partir des grenailles incrustées dans la chair était inconnue, et se fragmentant facilement à l'impact, et source possible de contamination de la viande et du consommateur[18]) remplace le plomb dans certaines munitions de chasse antérieurement faites d'un alliage de plomb généralement durci à 8 % d'arsenic etantimoine. Les Pays-Bas, le Danemark, l'Angleterre, le pays de Galles, les États-Unis et de nombreux autres pays interdisent désormais l'utilisation de la grenaille de plomb pour la chasse, sur tout le territoire ou au moins dans leszones humides, car de très nombreux animaux (oiseaux d'eau particulièrement, et leurs prédateurs meurent ou sont chroniquement victimes desaturnisme animal. Ce saturnisme est acquis à la suite de l'ingestion directe ou indirecte degrenaille de chasse ou deball-trap dispersée dans l'environnement par milliers de tonnes chaque année. En effet, les oiseaux avalent du plomb en croyant ingérer dugrit (petits caillouxarrondis ingérés pour broyer les aliments dans le gésier). La grenaille faite d'alliage de bismuth à 5 % d'étain a des performances balistiques similaires à celles du plomb mais elle tend à se fragmenter plus facilement à l'impact, or les particules ounanoparticules[32] de bismuth sont une source préoccupante de contamination de l'animal ou du consommateur. (Une autre solution moins chère, mais également moins performante ou nécessitant une charge de poudre augmentée, est la grenaille faite d'acier, acier doux ou fer doux, dont les grains peuvent être « bismuthés » (couverts d'une couche de bismuth qui empêche le fer de rouiller, tout en économisant le bismuth dont les ressources géologiques connues sont limitées Le manque de malléabilité du bismuth le rend toutefois impropre à une utilisation pour les balles de chasse au grand gibier[réf. nécessaire] ; à la suite d'un accident de chasse avec grenaille de bismuth, constatant qu'on ignorait encore le risque posé par la présence dans le muscle ou un organe de grenailles ou fragments de bismuth, une étude a été décidée (publiée en 2012)[33]. Elle a porté sur les effets de l'inoculation de fragments de bismuth dans le muscles des membres d'un groupe de rats de laboratoire. Du bismuth moléculaire a rapidement été retrouvé dans l'urine et le sang de ces animaux[33]. La bio-imagerie a donné des informations sur la distribution du métal diffusant dans le tissu, montrant une légère diffusion du bismuth dans la chair autour de l'implant, en un motif non symétrique (mais il y est difficile de différencier la diffusion réelle, et un étalement résultant de la coupe du tissu pour l'imagerie[33]. Une accumulation de zinc a été constatée autour de l’implant ; elle a été interprétée comme un marqueur de l’inflammation induite par l'implant[33].
pour d'autres types de munitions (dont balles dites vertes, non-létales, anti-émeutes ou« destiné l'entraînement, à l'impact ponctuel ou à la distraction suspecte »[34]) ;
pour fabriquer des écrans de protection du corps humain contre lesrayons X, enlatex imprégné de bismuth. Ces écrans sont utilisés lors des examens médicaux, tels que lestomodensitomètres, principalement car le bismuth est moins toxique que le plomb[35] ;
pour la production de soudures à bas point de fusion : ladirective européenne sur la limitation de l'utilisation de substances dangereuses (RoHS), pour faciliter la réduction des usages du plomb, a élargi l'utilisation du bismuth dans lescomposants électroniques en tant que composant de soudures à bas point de fusion, en remplacement des soudures traditionnelles au plomb-plomb[36]. Sa moindre toxicité le rend préférable notamment pour les soudures d'équipements de traitement des aliments et de conduites d'eau en cuivre, bien qu'elle puisse également être utilisée dans d'autres applications, notamment dans l'industrie automobile, dans l'UE par exemple[37].
Le bismuth a été évalué comme solution de rechange au plomb dans les cuivres à usinage libre utilisés en plomberie[38], bien qu'il ne soit pas à la hauteur des performances des aciers au plomb[37].
Ce semi-métal dense et fondant assez facilement est apprécié pour fabriquer certains moules de moulage de précision sous pression (pour fabriquer des modèles réduits, comme des« petites voitures de collection » à finition soignée, ou des éléments demaquettisme, par exemple). Le bismuth sert aussi de matière métal à mouler.
À l'eutectique des alliages à bas point de fusion, soit à 48 % de bismuth en masse, on obtient essentiellement des alliages qui se contractent, et à plus de 55 %, des alliages qui se dilatent. Un des premiers usages de ceux-ci est la soudure avec un matériel réduit au minimum. L'alliage au plomb type 44 % en masse de Pb et 56 % en Bi dont le point de fusion équivaut à125 °C permet de réaliser des soudures à froid.En électronique, allié avec l'étain (Sn42Bi58), il est utilisé comme soudure (brasure) sans plomb (RoHS) à bas point de fusion. L'alliage d'Arcet ou alliage de Darcet soit 49,2 % de Bi, 32,2 % Pb, 18,4 % de Sn fond avant97 °C. Unmétal de Wood soit grossièrement 50 % de Bi, 25 % Pb, 12,5 % de Cd et de Sn fond dans l'eau chaude à environ70 °C. Les alliagesde Wood, de Rose ou de Field font d'excellents fusibles en électricité : on utilise fréquemment comme filfusible, un alliage de bismuth et d'étain (40 % / 60 %), à très bas point de fusion. L'alliage de Wood etcelui de Newton servent également à laradioprotection.
Enplomberie, l'utilisation du bismuth, en substitution au plomb pour les assemblages techniques, est à l'étude. Ces alliages sont parfois utilisés en tuyautage et pour souder.
Ces alliages avec Mn ont permis de mettre au point desaimants permanents àchamp coercitif élevé. L'on peut utiliser également l'oxyde de bismuth pour les aimants.
Ces industries l'utilisent beaucoup, surtout sous forme d'oxydes :
leverre et lacéramique intègrent de l'oxynitrate ou sous-nitrate de bismuth, BiONO3 comme pigment blanc, alors que l'orthovanadate de bismuth BiVO4 donne un pigment vert-jaune ;
l'industrie des peintures utilise le carboxylate de bismuth comme siccatif moins toxique que le plomb, et surtout divers oxydes commepigment : l'oxyde Bi2O3 (jaune, que l'on remarque sur lesgrues jaunes de chantier) ; L'oxychlorure BiOCl (blanc, notamment employé pour fabriquer des perles artificielles) ;
la pyrotechnie utilise aussi du bismuth, dont sous forme de TPB (triphényl-bismuth) (CAS 603-33-8) et de TEPB (tris (ethoxyphényl) bismuth) (CAS 90591-48-3), classés dans divers pays comme matériel de guerre dont l'export est interdit ou soumis à autorisation[39] ;
l'industrie chimique et des fibres artificielles, l'utilisent comme catalyseur pour produire des fibres acryliques et divers polymères, le BiCl3 catalyse efficacement diverses réaction chimique. Le bismuth intervient aussi comme ignifugeant et retardateur de flamme (de papiers peints ou polymères) ;
l'industrie du caoutchouc utilise le sesquioxyde de bismuth Bi2O3 comme catalyseur de la vulcanisation ;
l'industrie des semi-conducteurs utilise des hydrures de bismuth (bien qu'instables, volatils et réactifs) pour préparer des semi-conducteurs au germanium et au soufre.
l'industrie des pesticides utilise du bismuth dans la composition de certainsfongicides[14] (le bismuth non biodégradable, devient alors un contaminant de l'environnement).
Certains de ses dérivés (comme les sous-nitrates et les sous-carbonates) ont été employés durant plusieurs siècles par la pharmacopée traditionnelle (enpharmacie galénique, voire en parapharmacie). Ainsi le nitrate de bismuth basique, Bi(OH)2NO3, sous le nom de « magisterium bismuti » (magistère de bismuth), se présentant comme dépôt insoluble à propriétés antiseptiques, était autrefois utilisé commepansement gastrique. Il était prescrit sous des formes variées, notamment par voie orale, contre l'ulcère gastro-duodénal et dans diverses indications digestives :diarrhée,constipation,colites,entérites. On le considérait comme calmant ces troubles digestifs, et antiseptique pour les blessures et infections cutanées, voire comme utile contre lasyphilis, ainsi que pour enduire les pansements pour brûlure, endermatologie.
Le bismuth médical devait être chimiquement pur, ce qui était difficile alors que son minerai est généralement très contaminé par l'arsenic, le tellure, l'argent ou le plomb (hautement toxiques).
Puis ses effets neurotoxiques secondaires ont été mis en évidence, et le bismuth sous forme soluble dans l'eau ou insoluble dans l'eau en posologie excessive a été interdit enFrance, après de nombreux problèmes d'intoxication médicamenteuse grave, et notamment après le constat inquiétant de métabolisation du bismuth et de l'occurrence d'encéphalopathies graves induites par des prescriptions thérapeutiques[40].
Des dérivés bismuthiques issus de sachimie organique font néanmoins toujours partie de la pharmacie médicamenteuse, mais à très faibles doses et sous forme de produits purs et insolubles dans l'eau. Les sels insolubles (à absorption digestive limitée) constituent encore de remarquables pansements : parmi eux, les nitrates et carbonates basiques de bismuth, à fort pouvoir couvrant, montrent des propriétés antiacides et antiseptiques, réduisant drastiquement les fermentations. Ces couches salines en se divisant permettent une forte adsorption chalcophile, le bismuth fixant facilement les gaz soufrés en se minéralisant en sulfure de bismuth Bi2S3 qui colore alors les fèces en noir. Remarque : le bismuth étant opaque auxrayons X, il faut suspendre ce type de pansement avant une exploration radiologique du tube digestif qui nécessite la progression de substances de contraste spécifiques. Il est encore utilisé dans les traitements de laleucémie. Et certainsoligothérapeutes le recommandent encore à dose faible pour combattre des infections virales répétées, perpétuant le plus souvent des réactions inflammatoires douloureuses, tels certains maux de gorge décrits enlaryngite oupharyngite[41].
Sa toxicité intrinsèque en fait l'un desbiocides naturels connus : il a été utilisé dans certains désinfectants (sous forme de sesquioxyde de bismuth), mais comme le mercure, en raison de ses effets secondaires et de son caractère non dégradable, il a été remplacé par des produits moins toxiques, moins écotoxiques et/ou plus dégradables. Son action biocide envers les micro-organismes intestinaux vecteurs de maladie ou les développements viraux justifie le (sous)succinate de bismuth en thérapeutique par voie rectale (suppositoire) contre les angines, ou parvoie parentérale contre la syphilis. Certaines (inter)cures d'antibiothérapie font encore appel à des dérivés liposolubles (ex : butyl-thiolaurate de bismuthyle ou iodobismuthite de quinine ; par injections musculaires à dates programmées). Il a été récemment (2005) montré que le Bismuth subsalicylate (BSS, matière active du médicament Pepto-Bismol) réputé insoluble devient soluble quand il interagit avec des jus de fruits, l'acide ascorbique, ou des substrats contenant des thiols ; et il présente alors une toxicité accrue contreClostridium difficile ; on a cherché à doper cette efficacité contre leclostridium[42].
Encosmétique, les rouges à lèvres ou des laques pour ongles contiennent une charge d'oxychlorure de bismuth (BiOCl) et/ou d'oxynitrate de bismuth (BiONO3) qui leur donnent une brillance nacrée. L'oxychlorure de bismuth donne aussi un aspect nacré à des « ombres à paupières ». Du citrate de bismuth (à 0,2 %) est utilisé dans une lotion de repigmentation des cheveux[43]. Les ions de bismuth réagissent en effet avec la fibroprotéine du cheveu (kératine) par l'intermédiaire dusoufre également contenu dans cette lotion. Certains pays n'appliquant pas leprincipe de précaution reconnu en 1974 en France, acceptent encore des dérivés de bismuth dans la composition dedéodorants.
Son coût, sa rareté relative, son utilité comme catalyseur et sa toxicité justifient qu'il soit mieux recyclé, mais beaucoup de ses usages sont dispersifs (peintures, munitions, fibres, additifs, pesticide, ce qui rend très difficile sa récupération). Le recyclage du bismuth métal ne se conçoit aujourd'hui qu'avec des alliages à forte teneur connue dénommé en franglaisscraps d'alliage[k].
Le plus grand producteur mondial de bismuth est devenu la Chine (plus de 60 % du marché dans lesannées 2010). ce pays serait également propriétaire d'environ trois-quarts des quelque340 à 350mille tonnes de réserves reconnues et exploitables facilement, estimée à quarante années d'usage à un rythme de consommation stable de 9 000 tonnes/an.
La France est nette importatrice de bismuth (selon les douanes françaises, en 2014). Le prix moyen à la tonne à l'import était de 17 000 €[44].
Sonécotoxicité est au moins pour partie connue. Celle de ses isotopes l'est moins, mais l'IRSN a produit une fiche pédagogique sur lebismuth 210[45].
Le métal Bi est réputé être le moins toxique des métaux lourds, ou en tous cas, celui dont les effets sont chez l'Homme les plus rapidement réversibles, mais sa toxicité humaine, et plus encore environnementale a été peu étudiée, notamment pour ses formes organométalliques et/ou inhalables (volatiles, méthylbismuth notamment).
Von Recklinghausen et ses collègues ont récemment (2008) montré par des expériencesin vitro que comme pour le mercure, le bismuth s'avère beaucoup plus bioassimilable, et toxique pour au moins trois types importants de cellules humaines (érythrocytes,lymphocytes ethépatocytes) quand il est présent sous forme méthylée (triméthyl-bismuth Bi(CH3)3)[46],[47] : sous cette forme après 1h ou 24 h, ce sont les érythrocytes et les lymphocytes qui en absorbent largement le plus, et le bismuth montre alors aussi des effets toxiques, et notammentgénotoxiques (absents quand le bismuth est uniquement présent sous forme de citrate ou deglutathion[47]. Or, comme lemercure, le bismuth est facilement méthylé dans les sédiments peu oxygénés par des bactéries du groupe desmethanobacteria/methanoarchaea. D'autres études antérieures avaient déjà montré que le bismuth peut aussi être méthylé par une partie de laflore intestinale ducôlon humain[48],[49] (la variété desmicrobiotes pourrait expliquer les variations individuelles d'intoxications antérieurement observées chez l'homme ou l'animal de laboratoire, sans avoir été expliquées). les auteurs ont conclu que« labiométhylation de l'ion bismuth par la flore intestinale du côlon humain peut entraîner une augmentation de la toxicité du sel de bismuth primaire[47]. MeBi (III) peut induire des lésions chromosomiques dans les cellules humaines, mais probablement pas via la formation dedérivé réactif de l'oxygène. L'inhibition de la réparation de l'ADN et/ou une interaction directe avec l'ADN semble être le mécanisme expliquant cette toxicité »[47].
Son mode d'action physiopathologique a été peu étudié, et n'est pas encore compris. Mais en1860, plus de 100 ans avant son interdiction presque totale en France comme médicament (en 1974),Antoine Béchamp (contemporain dePasteur, professeur à Montpellier), dans sa thèse de médecine (Préparation et les caractères du sous-nitrate de bismuth) en collaboration avec C. Saintpierre, mettait déjà en garde quant à la toxicité des sels de bismuth.
Des sels de bismuth dont lesalicylate de bismuth ont été testés parentéralement aux humains contre lasyphilis, avec des effets secondaires graves liés à sa toxicité (gingivostomatite avec « ligne de bismuth » — taches noires sur lesgencives,haleine fétide,salivation), dégâts sur lefoie, lerein[50], et surtout effetneurotoxiques affectant l'ensemble dusystème nerveux central. Il a été récemment montré (dont au microscopie électronique) que dans le rein, les cellules épithéliales tubulaires proximales intoxiquées par le bismuth meurent parnécrose et non parapoptose[51]. La z-VAD-fmk (inhibiteur de la caspase-3) n'empêche pas la mort cellulaire induite par le bismuth des cellules NRK-52E, alors qu'il empêche l'apoptose causée par lecisplatine. Plusieurs études ont conclu que ni la dysfonction mitochondriale, ni l'induction deradicaux libres ne sont en cause dans cette forme de néphrotoxicité ; la précocité de l'induction des dommages (in vitro et in vivo) ainsi que d'autres indices (ex déplacement précoce de la N-cadhérine) laissent penser que le bismuth tue lescellules épithéliales tubulaires proximales du reinen la mort cellulaire[pas clair] en attaquant les fonctions de leur membrane. À la différence des autresmétaux lourds, les effets toxiques du bismuth semblent disparaître après quelques mois, mais ses effets sur l'embryon ou lefœtus ne semblent pas avoir été étudiés, pas plus que ses impacts sur les ouvriers qui y ont été exposés. Des études de traçage histochimique du bismuth, tant sur le modèle animal qu'à l'occasion d'autopsies de cerveaux d'humains morts intoxiqués par le bismuth ont montré que ce métalloïde passe facilement labarrière hématoencéphalique pour être ensuite notamment retrouvé dans plusieurs parties du cerveau, dont dans le sang, le cervelet et le thalamus[52] ; l'histochimie montre qu'il s'accumule dans lesneurones et lescellules gliales du néocortex, du cervelet, du thalamus et de l'hippocampe. Concernant les parois des vaisseaux sanguins, ceux du cervelet semblent en contenir le plus[52]. À échelle ultrastructurale, le bismuth est retrouvé au sein des cellules, dans les lysosomes, et hors des cellules dans les membranes basales de certains vaisseaux[52]. Il peut passer d'un axone à l'autre : trois jours après injection dans le triceps d'un rat, des amas de bismuth étaient observés dans lesmotoneurones reliant ce muscle à la moelle épinière et dans les cellules ganglionnaires de la racine dorsale la plus proche du site d'injection[53]. En 2002 on a montré[54] que lesmacrophages prélevés à la base et aux marges d'ulcères traités par du citrate de bismuth avaient accumulé le bismuth dans leurslysosomes. Ces accumulations entraînaient une rupture lysosomale, conduisant à la mort cellulaire parapoptose. Une autre étude a ensuite montré que cette accumulation augmente avec le temps et la dose[55]. Dans la cellule, le bismuth est un puissant inducteur de lamétallothionéine (protéine bien connue pour se lier aux métaux, dans les mécanismes de détoxication), ce qui avait déjà été montré en 1996[56]. Il induit aussi la production de divers enzymes glycolytiques, suggérant qu'il est cause d'un stress de type « hypoxie » . La protéine 3 (Bnip3) interagissant avec 19 kDa de BCL2 / adénovirus E1B a été suggérée comme un régulateur de la mort cellulaire induite par l'hypoxie, qui pourrait être l'une des causes de la mort cellulaire induite par le bismuth[55].
Inhalation : Ses vapeurs sont toxiques et se dégagent à une température relativement basse. Et le bismuth méthylé est volatile à température ambiante. Ces vapeurs exposent à une intoxication acquise par les voies respiratoires.
Ingestion : une partie du bismuth ingéré franchit la barrière gastro-intestinale, plus ou moins selon la forme du bismuth ingéré, mais aussi selon les individus.
Leschélateurs, la D-pénicillamine et son dérivé N-acétyl sont des antidotes qui se sont montrés efficaces sur la souris intoxiquée par du citrate de bismuth par voie intrapéritonéale[57].
Le bismuth ingéré n'est quasiment pas retrouvé dans le plasma (normalement inférieure à1 ron 10), ce qui montre qu'il est partiellement absorbé par le tube digestif.
En dépit de mises en garde datant de plus d'un siècle, le bismuth a été avant 1974 utilisé à posologie dangereuses, voire mortelles, sans période d'interruption et sans aucune limitation de durée. Des précautions d'emploi édictées dès avant 1910 demandaient pourtant qu'en raison de sa toxicité, il soit prescrit en cures discontinues, mais laboratoires et médecins ont ensuite encouragé son usage thérapeutique, qui en 10 ans (de1964 à1974), avait doublé atteignant 800 t/an en France.
L'épidémiologie des effets du bismuth a progressé en France dès1974, grâce à une vaste étude lancée par le groupe « maladies transmissibles et accidents toxiques » de l'Institut national de la santé et de la recherche médicale. Cette étude s'est basée sur 942 cas d'intoxication par du bismuth ingéré, toutes survenues en France et rapportées et décrites par la littérature médicale, et dont 72 se sont conclues par la mort du patient. Ce travail a montré que tous les sels de bismuth avaient été impliqués dans des empoisonnements graves, et que la toxicité du bismuth avait été sérieusement sous-estimée. Elle a permis d'attribuer de manière certaine à l'ingestion de bismuth médicamenteux desencéphalopathies survenant généralement en deux phases : une phase prodromique (troubles non spécifiques de typeasthénie,insomnie,céphalées, perte de mémoire) précédant une phase aiguë (avec des troubles neurologiques graves rappelant les symptômes induits par d'autres métaux lourds tels que le plomb ou le mercure ;dysarthrie,ataxie, troubles de la marche,myoclonies, tremblements, désorientation, agitation, troubles de la mémoire, état confusionnel,hallucinations,convulsions)[58].
Heureusement, l'interruption de la prise de Bismuth était suivie d'une amélioration clinique en quelques jours, avec toutefois une persistance durant quelques mois d'une partie des symptômes (asthénie,troubles de la mémoire,troubles du sommeil et/oucéphalées).
Après environ un millier de cas repérés en France et enAustralie, le ministère de la santé français a finalement interdit le bismuth à haute dose dans les médicaments[59],[60]. Il reste néanmoins utilisé, avec succès, dans les affections de lasphère ORL à très faibles doses (oligothérapie) et par exemple, dans certains pays, sous forme de « sous-citrate de bismuth-colloïdal » (citrate (DENOL*) et complexe citrate de bismuth-ranitidine). Ces produits sont uniquement autorisés contre l'ulcère gastroduodénal où le bismuth semble assez toxique pour tuer la bactérieHelicobacter pylori, laquelle induit généralement ce type d’ulcère et qui est particulièrement résistante. Les doses de bismuth dans ce médicament sont toutefois bien plus faibles que celles qui étaient prescrites avant 1974 et chaque phase de traitement ne peut aujourd'hui excéder un mois maximum avec, entre deux traitements, un arrêt minimal de deux mois.
Les classiques analyses de sang et d'urine ne mettent en évidence avec certitude que des contaminations très récentes, le bismuth sanguin est éliminé via les urines en quelques jours après fin de l'exposition, par contre comme pour le plomb, l'antimoine et l'arsenic, les cheveux en conservent des traces, tant qu'ils ne sont pas coupés[61].
Un étymon double de l'allemand « weisse Masse » « masse blanche » ou mieux « weisse matte » « matte blanche » est souvent proposé pour expliquer l'allemanddas Wismuth. Dans un modeste livret destiné à l'apprenti maître-mineur intituléEin nützlich Bergbüchlin paru vers 1527 le nom dewismuth apparaît sous la formewißmad ärcz c'est-à-dire de minerai de bismuth (wissmatt ouwissmad), pour signaler qu'il est fréquemment associé aux veines cobalto-argentifères.Georgius Bauer dit Agricola le décrit avec précision[62]. il le nomme sous l'influence alchimique aussicinereum plumbum ouplomb cendré proposant d'emblée une association intime d'un métal plus dense, qui serait le plomb, avec des cendres carbonées moins denses pour expliquer la curieuse réduction à l'air ou la réduction ipso facto du mélange des mélanges minéraux (sulfures/oxydes) en bismuth natif, d'aspect métallique.
b[i]sīmūtīyūn, qui serait une adaptation lettrée dugrec ancienψιμύθιον /psimýthion, « blanc de plomb » ;
bi iṯ'mid oubi' ’ithmid signifiant trivialement « semblable à l'antimoine », en supposant connue la similarité et la différence évidente entre bismuth natif et antimoine natif sur le site minier.
Dans les milieux autres que miniers ou techniques, depotier d'étain ou d'(al)chimistes, le bismuth a pu être parfois confondu avec l'antimoine, le plomb, le zinc ou d'autres métaux lourds. Mais c'est une facilité que les classificateurs scientifiques du siècle des Lumières ont empruntée pour mieux glorifier leurs études sérieuses.
Rappelons que letain est à l'origine un alliage de plomb, d’étain et de bismuth réduit en feuille sur une surface miroir.
En 1830 la Saxe minière initie la première production industrielle de bismuth. Vers 1901, le débismuthage de plomb doux dans l'industrie commence à livrer une grande quantité de bismuth en sous-produit. L'essor des alliages contenant du bismuth est nette dès l'entre-deux-guerres et se poursuit dans lesannées 1950.
En 1953, la consommation médicamenteuse de bismuth en thérapeutique dépasse 150 tonnes par an. Les constats sanitaires néfastes déterminent les mesures tardives du ministère de la santé en 1974, opérant néanmoins un efficace recul du bismuth en pharmacie, à moins de 10 tonnes en 1979.
Mais, paradoxalement, l'emploi de composés du bismuth commeretardateur de flamme dans l'industrie plastique ou comme pigment dense dopent l'essor industriel du bismuth. La mise au point de munitions, en particulier de balles sophistiqués en bismuth, permet de réduire l'emploi du plomb trop polluant.
↑La période radioactive du bismuth 209 est trop élevée pour que de réelles précautions soient nécessaires.
↑Il le reste non en théorie mais en pratique (Cf. paragraphe sur ses isotopes ci-dessous).
↑Pour les rares usages qui lui restent en pharmacie et en médecine dans les pays à organisations sanitaires correctes, la pureté est un véritable impératif.
↑Une valeur fréquente dans la littérature est 9,807.
↑Il est fait exception du mercure métal liquide pour la conductibilité thermique. D'une manière générale, tous les corps simples des éléments lourds tendent vers un état plus ou moins métallique.
↑Le bismuth fondu coulé dans un tube en verre en détermine la rupture au moment de son changement d'état à température constante appelé solidification.
↑Cela signifie que le corps simple métal n'est pas facilement magnétisable, qu'il résiste à subir une magnétisation et qu'il est repoussé par un champ magnétique.
↑Une simple décomposition à la chaleur du nitrate donne le sesquioxyde de bismuth, correspondant au minéral naturel bismite, qui attaque les creusets plus fortement que l'oxyde de plomb oulitharge. Par voie humide, une poudre blanche d'oxyde de bismuth hydraté peut être obtenue par chauffage à ébullition prolongée d'un mélange aqueux de (sous-)nitrate de bismuth avec un excès d'hydroxyde de potassium. Le trioxyde de bismuth, pivot de la purification pour éliminer les traces de plomb, peut être réduit par le carbone. Notons que cette réaction de transformation des sous-nitrates en oxydes est connue de manière séculaire car le mélanges des deux sous-nitrates permettait de fabriquer leblanc de fard.
↑Bi3+ existe en solution très acide, par exemple en présence d'acide chlorhydrique HCl 1M à concentration molaire.
↑. Cette répartition d'usage est toutefois contestée : le principal utilisateur, largement majoritaire, serait le champ ou continuum chimie industrielle - chimie des matériaux verriers ou céramiques élaborés - agrochimie - pharmacie - chimie de spécialités, laissant un peu plus d'un quart de bismuth purifié entrant dans la composition d'alliages et moins de 10 % comme additif métallurgique par exemple dans les aciers.
↑Hors des unités de production, il ne semble pas organisé.
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