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CE / N° liste : 215-134-7
N° CAS : 1304-76-3
Mol. formule : Bi2O3
L'oxyde de bismuth est une source de bismuth thermiquement stable hautement insoluble adaptée aux applications en verre, optique et céramique.
L'oxyde de bismuth se trouve naturellement sous forme de bismite et de sphaérobismoïte minéraux, mais peut également être obtenu en tant que sous-produit de la fusion des minerais de cuivre et de plomb.
L'oxyde de bismuth est le composé de bismuth le plus vital pour l'industrie.
Les composés d'oxyde ne sont pas conducteurs d'électricité.
Cependant, certains oxydes structurés en perovskite sont des conducteurs électroniques trouvant une application dans la cathode des piles à combustible à oxyde solide et des systèmes de génération d'oxygène.
Ce sont des composés contenant au moins un anion oxygène et un cation métallique.
Ils sont généralement insolubles dans les solutions aqueuses (eau) et extrêmement stables, ce qui les rend utiles dans les structures céramiques aussi simples que la production de bols en argile pour l'électronique de pointe et dans les composants structurels légers dans les applications aérospatiales et électrochimiques telles que les piles à combustible dans lesquelles ils présentent une haute pureté ionique. (99,999 %) Conductivité de la poudre d'oxyde de bismuth (Bi2O3).
Les composés d'oxydes métalliques sont des anhydrides basiques et peuvent donc réagir avec des acides et avec des agents réducteurs forts dans des réactions redox.
L'oxyde de bismuth est également disponible sous forme de pastilles, de morceaux, de poudres, de cibles de pulvérisation, de comprimés et de nanopoudre.
L'oxyde de bismuth est généralement disponible en différentes concentrations.
Des exigences d'emballage spéciales sont disponibles sur demande.
L'oxyde de bismuth est stocké dans son emballage d'origine et dans les conditions mentionnées sur la fiche de données de sécurité (FDS).
La description
Information non disponible
Apparence
L'oxyde de bismuth est une poudre jaune inodore caractérisée par des cristaux de forme rhombique.
Solubilité
L'oxyde de bismuth est insoluble dans l'eau mais soluble dans le fluorure d'hydrogène (HF) et l'acide nitrique (HNO3).
Les usages:
L'oxyde de bismuth est l'un des composés de bismuth largement répandus dans l'industrie.
Le minerai de bismite est la matière première dont il est produit.
Le trioxyde de bismuth est une matière première pour le secteur de la céramique, du verre et de l'électrotechnique.
Classification
Demander la fiche de données de sécurité (SDS) et se référer aux points 4, 5, 6, 8, 10,13, 14, 15.
Les spécifications techniques sont fournies sur demande en fonction de l'application.
Sécurité
Demander la fiche de données de sécurité (FDS) et se référer aux points 4, 5, 6, 7, 8, 10, 13.
Caractéristiques
Les spécifications techniques sont fournies sur demande selon l'application : l'oxyde de bismuth est stocké dans son emballage d'origine et dans les conditions mentionnées sur la fiche de données de sécurité (FDS).
Synonymes
Trioxyde de bismuth, oxyde de bismuth jaune, trioxyde de dibismuth, oxyde de bismuth.
Propriétés chimiques
L'oxyde de bismuth est le composé produit en chauffant le métal, ou son carbonate, dans l'air.
L'oxyde de bismuth est définitivement un oxyde basique, se dissolvant facilement dans les solutions acides, et contrairement aux composés d'arsenic ou d'antimoine, non amphiprotique en solution, bien qu'il forme des composés d'addition stoechiométriques lors du chauffage avec des oxydes d'un certain nombre d'autres métaux.
L'oxyde de bismuth existe en trois modifications, rhomboédrique blanc, rhomboédrique jaune et cubique gris-noir. L'oxyde de bismuth (II), BiO , a été produit en chauffant l'oxalate basique.
Propriétés physiques
Cristal ou poudre monoclinique jaune; densité 8,90 g/cm3; fond à 817°C; se vaporise à 1 890 °C ; insoluble dans l'eau; soluble dans les acides.
Occurrence
L'oxyde de bismuth est présent dans la nature sous forme de bismite minéral.
L'oxyde est utilisé dans l'ignifugation des papiers et des polymères ; en céramique de fonte émaillée; et dans les désinfectants.
Les usages:
L'oxyde de bismuth est utilisé dans la préparation de nanoparticules de BiFeO3perovskite.
L'oxyde de bismuth est utilisé dans les désinfectants, les aimants, le verre, le caoutchouc, la vulcanisation, les papiers ignifuges, les polymères et les catalyseurs.
L'oxyde de trioxyde de bismuth provoque l'effet "œufs de dragon" dans les feux d'artifice, en remplacement du plomb rouge.
Les composés d'oxyde de bismuth sont des réactifs et des catalyseurs intéressants dans la synthèse organique en raison de leur faible coût et de leur facilité de manipulation.
Les nanoparticules d'oxyde de bismuth jouent également un rôle important dans les générateurs de gaz à haute énergie.
La forme cristalline alpha de l'oxyde de bismuth a une conductivité électronique de type p.
Dans les désinfectants, les aimants, le verre, la vulcanisation du caoutchouc ; dans l'ignifugation des papiers et polymères ; dans les catalyseurs.
Préparation
Le trioxyde de bismuth est fabriqué commercialement à partir de sous-nitrate de bismuth.
Ce dernier est produit en dissolvant du bismuth dans de l'acide nitrique chaud.
L'ajout d'hydroxyde de sodium en excès suivi d'un chauffage continu du mélange précipite le trioxyde de bismuth sous forme d'une poudre jaune épaisse.
De plus, le trioxyde peut être préparé par allumage d'hydroxyde de bismuth.
Description générale
L'oxyde de bismuth est une poudre cristalline monoclinique jaune.
L'oxyde de bismuth est insoluble dans l'eau et les solutions d'hydroxyde mais se dissout dans les acides pour former des sels de bismuth (III).
L'oxyde de bismuth peut être préparé en chauffant du bismuth dans l'air ou en chauffant des hydroxydes, des carbonates ou des nitrates de bismuth.
L'oxyde de bismuth est le composé industriel le plus important du bismuth et un point de départ pour la chimie du bismuth.
L'oxyde de bismuth se trouve naturellement sous forme de bismite minéral, mais il est généralement obtenu en tant que sous-produit de la fusion des minerais de cuivre et de plomb.
L'oxyde de bismuth peut également être préparé en brûlant du bismuth métallique dans l'air.
L'oxyde de bismuth est couramment utilisé pour produire l'effet "œufs de dragon" dans les feux d'artifice, en remplacement du plomb rouge.
L'oxyde de bismuth a suscité de l'intérêt en tant que matériau pour les piles à combustible à oxyde solide ou SOFC, car il s'agit d'un conducteur ionique, c'est-à-dire que les atomes d'oxygène se déplacent facilement à travers lui.
Oxyde de bismuth pur, Bi2O3 possède quatre polymorphes cristallographiques.
L'oxyde de bismuth a une structure cristalline monoclinique, désignée α-Bi2O3, à température ambiante.
Celle-ci se transforme en structure cristalline de type fluorite cubique, δ-Bi2O3, lorsqu'elle est chauffée au-dessus de 727°C, qui reste la structure jusqu'à ce que le point de fusion, 824°C, soit atteint.
Le comportement du Bi2O3 au refroidissement à partir de la phase δ est plus complexe, avec la formation possible de deux phases métastables intermédiaires ; la phase β tétragonale ou la phase γ cubique centrée sur le corps.
La phase γ peut exister à température ambiante avec des vitesses de refroidissement très lentes, mais α-Bi2O3 se forme toujours lors du refroidissement de la phase β.
δ- Bi2O3 a la conductivité rapportée la plus élevée.
A 750°C, la conductivité de δ-Bi2O3 est typiquement d'environ 1 Scm-1, environ trois ordres de grandeur supérieure aux phases intermédiaires et quatre ordres supérieure à la phase monoclinique.
La conductivité dans les phases β, γ et δ est principalement ionique, les ions oxyde étant le principal porteur de charge.
La phase α présente une conductivité électronique de type p (la charge est portée par des trous positifs) à température ambiante qui se transforme en conductivité de type n (la charge est portée par des électrons) entre 550°C et 650°C, selon la teneur partielle en oxygène. pression.
L'oxyde de bismuth est donc inadapté aux applications électrolytiques.
δ- Bi2O3 a une structure cristalline défectueuse de type fluorite dans laquelle deux des huit sites d'oxygène de la cellule unitaire sont vacants. Ces lacunes intrinsèques sont très mobiles en raison de la forte polarisabilité du sous-réseau cationique avec les électrons de la paire isolée 6s2 de Bi3+.
Les liaisons Bi-O ont un caractère de liaison covalente et sont donc plus faibles que les liaisons purement ioniques, de sorte que les ions oxygène peuvent sauter plus librement dans les lacunes.
L'arrangement des atomes d'oxygène dans la cellule unitaire de δ-Bi2O3 a fait l'objet de nombreux débats dans le passé.
Trois modèles différents ont été proposés.
Sillen (1937) a utilisé la diffraction des rayons X sur poudre sur des échantillons trempés et a rapporté que la structure de Bi2O3 était une simple phase cubique avec des lacunes d'oxygène ordonnées le long de <111>, c'est-à-dire le long de la diagonale du corps du cube (Figure 2a). Gattow et Schroder (1962) ont rejeté ce modèle, préférant décrire chaque site d'oxygène (site 8c) dans la cellule unitaire comme ayant une occupation de 75 %.
En d'autres termes, les six atomes d'oxygène sont répartis de manière aléatoire sur les huit sites d'oxygène possibles dans la cellule unitaire.
Actuellement, la plupart des experts semblent favoriser cette dernière description car un sous-réseau d'oxygène complètement désordonné explique mieux la conductivité élevée.
Willis (1965) a utilisé la diffraction des neutrons pour étudier le système fluorite (CaF2).
Il a déterminé qu'il ne pouvait pas être décrit par la structure cristalline idéale de la fluorite, mais plutôt que les atomes de fluor étaient déplacés des positions 8c régulières vers les centres des positions interstitielles (Figure 2c).
Shuk et al. (1996) et Sammes et al. (1999) suggèrent qu'en raison du degré élevé de désordre dans δ-Bi2O3, le modèle de Willis pourrait également être utilisé pour décrire sa structure.
En plus des propriétés électriques, les propriétés de dilatation thermique sont très importantes lorsque l'on considère les applications possibles pour les électrolytes solides.
Des coefficients de dilatation thermique élevés représentent de grandes variations dimensionnelles sous chauffage et refroidissement qui limiteraient les performances d'un électrolyte.
Le passage du δ-Bi2O3 à haute température au β-Bi2O3 intermédiaire s'accompagne d'un changement de volume important et par conséquent, d'une détérioration des propriétés mécaniques du matériau.
Ceci, combiné à la plage de stabilité très étroite de la phase δ (727-824oC), a conduit à des études sur sa stabilisation à température ambiante.
Bi2O3 forme facilement des solutions solides avec de nombreux autres oxydes métalliques.
Ces systèmes dopés présentent un ensemble complexe de structures et de propriétés dépendant du type de dopant, de la concentration de dopant et de l'historique thermique de l'échantillon.
Les systèmes les plus étudiés sont ceux impliquant des oxydes de métaux de terres rares, Ln2O3, dont l'yttria, Y2O3.
Les cations de métaux de terres rares sont généralement très stables, ont des propriétés chimiques similaires les uns aux autres et sont de taille similaire à Bi3+, qui a un rayon de 1,03 Å, ce qui en fait tous d'excellents dopants.
De plus, leurs rayons ioniques diminuent assez uniformément de La3+ (1,032 Å), à Nd3+, (0,983 Å), Gd3+, (0,938 Å), Dy3+, (0,912 Å) et Er3+, (0,89 Å), à Lu3+, (0,861 Å ) (connu sous le nom de « contraction des lanthanides »), ce qui les rend utiles pour étudier l'effet de la taille du dopant sur la stabilité des phases Bi2O3.
La préparation de nouvelles phases stabilisées, conductrices d'ions oxydes, de vanadate de bismuth par une méthode assistée par micro-ondes, à partir de V2O5, Bi2O3 et d'autres oxydes solides, a été rapportée.
Ces céramiques sont prometteuses dans les piles à combustible à oxyde solide, les électrolyseurs à vapeur d'eau et les capteurs d'oxygène.
Les couches minces d'oxyde de bismuth s'avèrent toujours attrayantes pour les scientifiques et les ingénieurs en raison de leur comportement semi-conducteur, de leur grande bande interdite d'énergie et de leur indice de réfraction élevé, malgré leur structure souvent complexe, à la fois polymorphe et polycristalline.
Nous présentons ici un résumé et une comparaison des propriétés morpho-structurales et optiques de tels films préparés par trois techniques de dépôt physique en phase vapeur (PVD) sur plusieurs types de substrats maintenus à différentes températures.
Le dépôt thermique en phase vapeur, l'oxydation thermique dans l'air et le dépôt par laser pulsé sont discutés comme des méthodes PVD largement utilisées.
L'oxyde de bismuth est prouvé que les propriétés physiques des couches minces d'oxyde de bismuth peuvent être adaptées en modifiant la nature du substrat et sa température pendant le processus de dépôt d'une manière encore plus pertinente que même la méthode de dépôt choisie.
Ainsi, des films minces d'oxyde de bismuth avec des bandes interdites d'énergie allant de l'infrarouge jusqu'au proche ultraviolet peuvent être obtenus, en fonction de leur structure et de leur morphologie.
Un indice de réfraction élevé des films peut également être atteint pour des plages spectrales spécifiques.
Lorsqu'ils sont déposés sur certains substrats conducteurs, les films présentent une résistance électrique beaucoup plus faible et deviennent même sensibles à la vapeur d'eau.
Par conséquent, la détection d'humidité et les applications optoélectroniques des films minces d'oxyde de bismuth analysés peuvent être facilement trouvées et utilisées à la fois dans la science et la technologie.
L'oxyde de bismuth, également connu sous le nom de bismuth et de trioxyde de bismuth, est un composé chimique.
Sa formule chimique est Bi2O3.
L'oxyde de bismuth contient des ions bismuth et oxyde.
Le bismuth est dans son état d'oxydation +3.
Propriétés
L'oxyde de bismuth est un solide jaune pâle.
L'oxyde de bismuth ne se dissout pas dans l'eau.
L'oxyde de bismuth se dissout dans les acides pour former d'autres sels de bismuth (III).
Lorsqu'il est électrolysé, il produit un solide rouge vif, l'oxyde de bismuth (V).
L'oxyde de bismuth a plusieurs structures cristallines différentes qui ont été étudiées.
L'oxyde de bismuth réagit avec les oxydes de métaux de terres rares et les produits sont à l'étude.
Occurrence
La bismite est la forme minérale de l'oxyde de bismuth.
L'oxyde de bismuth est un minerai de bismuth.
Sa dureté Mohs est de 4,5 à 5 et sa densité est assez élevée, autour de 8 ou 9.
L'oxyde de bismuth est fabriqué lorsque la bismuthinite est oxydée.
L'oxyde de bismuth a été découvert pour la première fois au Nevada en 1868.
Préparation
L'oxyde de bismuth peut être fabriqué en faisant réagir de l'hydroxyde de sodium avec un sel de bismuth tel que le chlorure de bismuth.
L'oxyde de bismuth peut également être fabriqué en allumant du bismuth métallique en poudre.
Une autre façon de le fabriquer consiste à faire réagir du nitrate de bismuth (fabriqué en dissolvant du bismuth dans de l'acide nitrique) avec de l'hydroxyde de sodium concentré.
Les usages:
L'oxyde de bismuth est utilisé en pyrotechnie pour fabriquer des feux d'artifice qui brûlent avec un effet appelé "œufs de dragon".
L'oxyde de plomb (II, IV) était utilisé pour cela dans le passé, mais il est maintenant considéré comme trop toxique pour être utilisé.
L'oxyde de bismuth est également utilisé dans la recherche et la fabrication d'autres composés de bismuth.
Propriétés
Chimique
Comme d'autres oxydes, lors de l'addition à un acide, le sel de bismuth et l'eau se forment.
L'oxyde de bismuth est donc un point de départ utile dans la création de composés de bismuth tels que le nitrate de bismuth.
Un ion bismuthate existe et c'est un oxydant très puissant, capable d'oxyder les chromates et les manganates.
L'oxyde de bismuth peut être produit à partir de trioxyde de bismuth par chauffage avec un hydroxyde alcalin fondu.
Sa réaction avec les poudres de magnésium et d'aluminium est exceptionnellement violente pour une thermite, et va exploser en raison de la densité de l'oxyde et de la faible réactivité du bismuth, réaction similaire à l'oxyde de cuivre (II).
Par conséquent, ce n'est pas un moyen viable de produire le métal à partir de l'oxyde car tout métal produit est vaporisé.
Les mélanges pyrotechniques de trioxyde de magnésium et de bismuth sont étiquetés "œufs de dragon", où les granulés sont conçus pour exploser après une courte période de combustion.
L'oxyde de bismuth fondu est un oxydant extrêmement puissant qui peut dissoudre le platine.
Physique
Un solide jaune qui peut apparaître avec une légère teinte verte dans les échantillons impurs, Bi2O3 est remarquablement dense.
Disponibilité
Les fournitures pyrotechniques vendront très probablement du Bi2O3.
L'oxyde de bismuth n'a aucune restriction d'expédition, donc l'oxyde de qualité pyrotechnique peut être trouvé en ligne à un prix raisonnable, et il est souvent relativement pur.
Préparation
Brûler du bismuth métallique à l'aide d'un chalumeau est un moyen incontrôlé de fabriquer du Bi2O3, et une grande partie s'échappe s'il n'existe pas une bonne méthode pour le capturer au fur et à mesure de sa création.
Propriétés physiques
Pièces frittées, cibles, granulés et poudre
Propriétés chimiques
Puretés disponibles de 98 % (qualité industrielle) à 99,9995 % (qualité ultra haute pureté)
Applications typiques
Verres optiques, pour remplacer l'oxyde de plomb dans les produits blancs (porcelaine, etc.), les flux, les formulations de varistance et les formulations de condensateur céramique
La description
Dérivé de l'inflammation du nitrate de bismuth. Insoluble dans l'eau mais soluble dans les acides.
Formule de poudre d'oxyde de bismuth : Bi2O3
Numéro CAS : 1304-76-3
Formule chimique : Bi2O3
Disponibilité : Quantités R et D uniquement. Veuillez contacter ABSCO pour le délai de livraison
Description : ABSCO Limited fournit de l'oxyde de bismuth de haute pureté sous forme de petits morceaux ou de poudre
L'oxyde de bismuth a la formule chimique Bi2O3 qui est un solide jaune avec un point de fusion de 825oC.
Ce matériau a des polymorphes alpha (>729oC pseudo-orthorombique), beta (650-729oC orthorombic), gamma (629-650oC bcc) et delta (<629oC cubique).
Bi2O3 possède d'excellentes propriétés optiques et électriques telles qu'une large bande interdite, un indice de réfraction élevé, une permittivité diélectrique élevée et une photoconductivité élevée.
Le Bi2O3 peut être produit à partir d'hydroxyde de bismuth, de carbonate de bismuth et de nitrate de bismuth.
L'oxyde de bismuth peut être utilisé dans les dispositifs médicaux (traitements dentaires, etc.), les piles à combustible à oxyde solide (SOFC), les applications biomédicales (imagerie du cancer), l'industrie du verre comme colorant, l'électrocéramique (ferroélectrique sans plomb) et les supraconducteurs. Le Bi2O3 est une matière première clé pour les piézocéramiques sans plomb à base de titanate de bismuth de sodium, qui sont des alternatives aux piézocéramiques toxiques à base de plomb.
Le Bi2O3 est également une matière première importante pour les ferroélectriques à structure en couches de bismuth (BLSF) qui ont des températures de Curie élevées (généralement supérieures à 500 oC).
Na0.5Bi0.5TiO3, K0.5Bi0.5TiO3, Bi4TiO3, BaBi4T4O15, Bi3TiNO9 (N=Nb,Ta) sont des exemples de ferroélectriques à base de bismuth.
L'activité photocatalytique de l'oxyde de bismuth est une autre propriété importante pour les applications de traitement de l'eau.
L'oxyde de bismuth peut être vu que les particules d'oxyde de nano bismuth (la taille moyenne des particules est de 20 nm) ont des efficacités élevées pour la dégradation et la minéralisation de l'atrazine dans l'eau*.
(*Sudrajat, H., Sujaridworakun, P., "Corrélation entre la taille des particules de nanoparticules de Bi2O3 et leur activité photocatalytique pour la dégradation et la minéralisation de l'atrazine", Journal of Molecular Liquids, 242,2017) Les nanoparticules de Bi2O3 peuvent être synthétisées par sol- méthode du gel.
Le contrôle de la taille des particules est disponible avec cette voie pour des températures de synthèse variables.
La production de Bi2O3 commence généralement par le bismuth métallique.
Trois méthodes commerciales sont disponibles pour produire de l'oxyde de bismuth.
Dans la première technique, la poudre de bismuth métallique dissoute dans de l'acide nitrique, puis un processus de chauffage est appliqué pour la calcination du nitrate de bismuth.
La deuxième technique est similaire à la méthode de calcination.
La neutralisation est ajoutée avec de la soude caustique et de l'oxyde de bismuth de pureté 5N+ peut être produit par cette technique.
La méthode commerciale finale est la calcination directe du bismuth métallique pour fournir la formation d'oxyde de bismuth. Des matières premières de haute qualité doivent être utilisées pour produire de l'oxyde de bismuth de haute pureté.
Ces matières premières et produits sont analysés par des méthodes de spectrométrie d'émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES), de fluorescence X (XRF), de spectrométrie à dispersion d'énergie (EDX) et de spectrométrie de masse à décharge luminescente (GDMS). La spectrométrie de masse à décharge luminescente permet l'analyse directe d'échantillons solides de haute pureté.
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PROPRIÉTÉS PHYSIQUES TYPIQUES
Formule chimique : Bi2O3
Couleur : Poudre jaune vif
Densité réelle, g/cc : 8,9
Phase cristalline : tétragonale
Morphologie : Equiaxe, facetté
Pureté : 99,5+ %
L'oxyde de bismuth est peut-être le composé de bismuth le plus important sur le plan industriel.
L'oxyde de bismuth est également un point de départ commun pour la chimie du bismuth.
L'oxyde de bismuth se trouve naturellement sous forme de minéral bismite (monoclinique) et de sphaérobismoïte (tétragonal, beaucoup plus rare), mais il est généralement obtenu en tant que sous-produit de la fusion des minerais de cuivre et de plomb.
Le trioxyde de dibismuth est couramment utilisé pour produire l'effet "œufs de dragon" dans les feux d'artifice, en remplacement du plomb rouge.
L'oxyde de bismuth est peut-être le composé de bismuth le plus important sur le plan industriel.
L'oxyde de bismuth est également un point de départ commun pour la chimie du bismuth.
L'oxyde de bismuth se trouve naturellement sous forme de minéral bismite (monoclinique) et de sphaérobismoïte (tétragonal, beaucoup plus rare), mais il est généralement obtenu en tant que sous-produit de la fusion des minerais de cuivre et de plomb.
Le trioxyde de dibismuth est couramment utilisé pour produire l'effet "œufs de dragon" dans les feux d'artifice, en remplacement du plomb rouge.
Structure
Les structures adoptées par Bi2O3 diffèrent considérablement de celles de l'oxyde d'arsenic(III), As2O3, et de l'oxyde d'antimoine(III), Sb2O3.
Domaines d'existence des quatre polymorphes de Bi2O3 en fonction de la température. (a) La phase α se transforme en phase δ lorsqu'elle est chauffée au-dessus de 727 ° C, qui reste la structure jusqu'à ce que le point de fusion, 824 ° C, soit atteint.
Lorsqu'elle est refroidie, la phase δ se transforme soit en phase β à 650 °C, illustrée en (b), soit en phase γ à 639 °C, illustrée en (c).
La phase β se transforme en phase α à 303 °C.
La phase γ peut persister jusqu'à la température ambiante lorsque la vitesse de refroidissement est très lente, sinon elle se transforme en phase α à 500 °C.
Oxyde de bismuth, Bi2O3 a cinq polymorphes cristallographiques.
La phase à température ambiante, α-Bi2O3 a une structure cristalline monoclinique.
Il existe trois phases à haute température, une phase β tétragonale, une phase γ cubique centrée sur le corps, une phase δ-Bi2O3 cubique et une phase ε.
La phase α à température ambiante a une structure complexe avec des couches d'atomes d'oxygène avec des couches d'atomes de bismuth entre elles.
Les atomes de bismuth se trouvent dans deux environnements différents qui peuvent être décrits comme distordus 6 et 5 coordonnées respectivement.
Le β-Bi2O3 a une structure apparentée à la fluorite.
γ-Bi2O3 a une structure apparentée à celle de Bi12SiO20 (sillénite), où une fraction des atomes de Bi occupent la position occupée par Si, et peut s'écrire Bi12Bi0.8O19.2.
δ- Bi2O3 a une structure cristalline défectueuse de type fluorite dans laquelle deux des huit sites d'oxygène de la cellule unitaire sont vacants.
ε- Bi2O3 a une structure liée aux phases α et β mais comme la structure est entièrement ordonnée, c'est un isolant ionique.
L'oxyde de bismuth peut être préparé par voie hydrothermale et se transforme en phase α à 400 °C.
La phase α monoclinique se transforme en δ-Bi2O3 cubique lorsqu'elle est chauffée au-dessus de 729 °C, qui reste la structure jusqu'à ce que le point de fusion, 824 °C, soit atteint.
Le comportement du Bi2O3 au refroidissement à partir de la phase δ est plus complexe, avec la formation possible de deux phases métastables intermédiaires ; la phase β tétragonale ou la phase γ cubique centrée sur le corps.
La phase γ peut exister à température ambiante avec des vitesses de refroidissement très lentes, mais α-Bi2O3 se forme toujours lors du refroidissement de la phase β.
Même si lorsqu'il est formé par la chaleur, il redevient α-Bi2O3 lorsque la température redescend en dessous de 727 °C, le δ-Bi2O3 peut se former directement par électrodéposition et rester relativement stable à température ambiante, dans un électrolyte de composés de bismuth également riche dans de l'hydroxyde de sodium ou de potassium de manière à avoir un pH voisin de 14.
Conductivité
La phase α présente une conductivité électronique de type p (la charge est portée par des trous positifs) à température ambiante qui se transforme en conductivité de type n (la charge est portée par des électrons) entre 550 °C et 650 °C, selon la teneur partielle en oxygène. pression.
La conductivité dans les phases β, γ et δ est principalement ionique, les ions oxyde étant le principal porteur de charge.
Parmi ceux-ci, le δ- Bi2O3 a la conductivité la plus élevée rapportée.
A 750 °C, la conductivité du δ-Bi2O3 est typiquement d'environ 1 Scm, environ trois ordres de grandeur supérieure aux phases intermédiaires et quatre ordres supérieure à la phase monoclinique.
δ- Bi2O3 a une structure cristalline défectueuse de type fluorite dans laquelle deux des huit sites d'oxygène de la cellule unitaire sont vacants.
Ces lacunes intrinsèques sont très mobiles en raison de la polarisabilité élevée du sous-réseau cationique avec les électrons de la paire isolée 6s de Bi.
Les liaisons Bi-O ont un caractère de liaison covalente et sont donc plus faibles que les liaisons purement ioniques, de sorte que les ions oxygène peuvent sauter plus librement dans les lacunes.
L'arrangement des atomes d'oxygène dans la cellule unitaire du δ-Bi2O3 a fait l'objet de nombreux débats dans le passé.
Trois modèles différents ont été proposés.
Sillén (1937) a utilisé la diffraction des rayons X sur poudre sur des échantillons trempés et a rapporté que la structure de Bi2O3 était une simple phase cubique avec des lacunes d'oxygène ordonnées le long, c'est-à-dire le long de la diagonale du corps du cube.
Gattow et Schroder (1962) ont rejeté ce modèle, préférant décrire chaque site d'oxygène (site 8c) dans la cellule unitaire comme ayant une occupation de 75 %.
En d'autres termes, les six atomes d'oxygène sont répartis de manière aléatoire sur les huit sites d'oxygène possibles dans la cellule unitaire.
Actuellement, la plupart des experts semblent favoriser cette dernière description car un sous-réseau d'oxygène complètement désordonné explique mieux la conductivité élevée.
Willis (1965) a utilisé la diffraction des neutrons pour étudier le système fluorite (CaF2).
Il a déterminé qu'il ne pouvait pas être décrit par la structure cristalline idéale de la fluorite, mais plutôt que les atomes de fluor étaient déplacés des positions 8c régulières vers les centres des positions interstitielles. Shuk et al. (1996) et Sammes et al. (1999) suggèrent qu'en raison du degré élevé de désordre dans δ-Bi2O3, le modèle de Willis pourrait également être utilisé pour décrire sa structure.
Utilisation dans les piles à combustible à oxyde solide (SOFC)
L'intérêt s'est porté sur le δ-Bi2O3 car il s'agit principalement d'un conducteur ionique.
En plus des propriétés électriques, les propriétés de dilatation thermique sont très importantes lorsque l'on considère les applications possibles pour les électrolytes solides.
Des coefficients de dilatation thermique élevés représentent de grandes variations dimensionnelles lors du chauffage et du refroidissement, ce qui limiterait les performances d'un électrolyte.
Le passage du δ-Bi2O3 à haute température au β-Bi2O3 intermédiaire s'accompagne d'un changement de volume important et par conséquent, d'une détérioration des propriétés mécaniques du matériau.
Ceci, combiné à la plage de stabilité très étroite de la phase δ (727–824 ° C), a conduit à des études sur sa stabilisation à température ambiante.
Bi2O3 forme facilement des solutions solides avec de nombreux autres oxydes métalliques.
Ces systèmes dopés présentent un ensemble complexe de structures et de propriétés dépendant du type de dopant, de la concentration de dopant et de l'historique thermique de l'échantillon.
Les systèmes les plus étudiés sont ceux impliquant des oxydes de métaux de terres rares, Ln2O3, dont l'yttria, Y2O3.
Les cations de métaux de terres rares sont généralement très stables, ont des propriétés chimiques similaires les uns aux autres et sont de taille similaire à Bi, qui a un rayon de 1,03 Å, ce qui en fait tous d'excellents dopants.
De plus, leurs rayons ioniques diminuent assez uniformément de La+ (1,032 Å), en passant par Nd, (0,983 Å), Gd, (0,938 Å), Dy, (0,912 Å) et Er, (0,89 Å), jusqu'à Lu, (0,861 Å ) (connu sous le nom de « contraction des lanthanides »), ce qui les rend utiles pour étudier l'effet de la taille du dopant sur la stabilité des phases Bi2O3.
Bi2O3 a également été utilisé comme additif de frittage dans le système de zircone dopée Sc2O3 pour les SOFC à température intermédiaire.
Préparation
Le trioxyde peut être préparé par allumage de l'hydroxyde de bismuth.
Le trioxyde de bismuth peut également être obtenu en chauffant du sous-carbonate de bismuth à environ 400 ° C.
Réactions
Le dioxyde de carbone atmosphérique ou CO2 dissous dans l'eau réagit facilement avec Bi2O3 pour générer du sous-carbonate de bismuth.
L'oxyde de bismuth est considéré comme un oxyde basique, ce qui explique la forte réactivité avec le CO2.
Cependant, lorsque des cations acides tels que Si(IV) sont introduits dans la structure de l'oxyde de bismuth, la réaction avec le CO2 ne se produit pas.
L'oxyde de bismuth réagit avec un mélange d'hydroxyde de sodium aqueux concentré et de brome ou d'hydroxyde de potassium aqueux et de brome pour former respectivement du bismuthate de sodium ou du bismuthate de potassium.
Utilisation des dispositifs médicaux
L'oxyde de bismuth est parfois utilisé dans les matériaux dentaires pour les rendre plus opaques aux rayons X que la structure dentaire environnante.
En particulier, l'oxyde de bismuth (III) a été utilisé dans les ciments hydrauliques de silicate (HSC), à l'origine dans "MTA" (un nom commercial, signifiant "l'agrégat de trioxyde minéral" sans signification chimique) de 10 à 20% en masse avec un mélange de poudres principalement de silicate di- et tri-calcique.
Ces CSH sont utilisées pour les traitements dentaires tels que : apectomie, apexification, coiffage pulpaire, pulpotomie, régénération pulpaire, réparation interne des perforations iatrogènes, réparation des perforations de résorption, scellement et obturation du canal radiculaire.
Le MTA se transforme en un matériau de remplissage dur lorsqu'il est mélangé avec de l'eau.
Certains matériaux à base de résine comprennent également un HSC avec de l'oxyde de bismuth.
Des problèmes auraient surgi avec l'oxyde de bismuth parce qu'il est prétendu ne pas être inerte à pH élevé, en particulier qu'il ralentit la prise du HSC, mais aussi au fil du temps peut perdre de la couleur par exposition à la lumière ou réaction avec d'autres matériaux qui peuvent avoir été utilisés dans le traitement des dents, comme l'hypochlorite de sodium.
À propos de l'oxyde de bismuth
Information utile
L'oxyde de bismuth est enregistré dans le cadre du règlement REACH et est fabriqué et/ou importé dans l'Espace économique européen, à raison de ≥ 1 000 à < 10 000 tonnes par an.
L'oxyde de bismuth est utilisé par les consommateurs, dans des articles, par des travailleurs professionnels (usages répandus), dans la formulation ou le reconditionnement, sur des sites industriels et dans la fabrication.
Utilisations des consommateurs
L'oxyde de bismuth est utilisé dans les produits suivants : produits de revêtement, adhésifs et mastics, charges, mastics, enduits, pâte à modeler et lubrifiants et graisses. D'autres rejets dans l'environnement d'oxyde de bismuth sont susceptibles de se produire à partir de : l'utilisation à l'intérieur (par exemple, liquides de lavage en machine/détergents, produits d'entretien automobile, peintures et revêtements ou adhésifs, parfums et désodorisants), l'utilisation à l'extérieur, l'utilisation à l'intérieur dans des systèmes fermés avec un minimum de (par exemple, liquides de refroidissement dans les réfrigérateurs, radiateurs électriques à base d'huile), utilisation en extérieur dans des systèmes fermés avec un minimum de dégagement (par exemple, liquides hydrauliques dans les suspensions automobiles, lubrifiants dans l'huile moteur et fluides de freinage), utilisation en extérieur dans des matériaux à longue durée de vie avec faible dégagement (par exemple, construction et matériaux de construction en métal, en bois et en plastique) et utilisation à l'intérieur dans des matériaux à longue durée de vie à faible taux de rejet (par exemple, revêtements de sol, meubles, jouets, matériaux de construction, rideaux, chaussures, produits en cuir, produits en papier et en carton, équipement électronique).
Durée de vie des articles
Le rejet dans l'environnement d'oxyde de bismuth peut provenir d'une utilisation industrielle : formulation de mélanges, dans la production d'articles et formulation dans des matériaux.
D'autres rejets dans l'environnement d'oxyde de bismuth sont susceptibles de se produire à partir de : l'utilisation en intérieur dans des matériaux à longue durée de vie avec un faible taux de rejet (par exemple, revêtements de sol, meubles, jouets, matériaux de construction, rideaux, chaussures, produits en cuir, produits en papier et en carton, équipements électroniques) et l'utilisation en extérieur dans des matériaux à longue durée de vie à faible taux de rejet (par exemple construction et matériaux de construction en métal, en bois et en plastique).
L'oxyde de bismuth peut se trouver dans des articles complexes, sans rejet prévu : machines, appareils mécaniques et produits électriques/électroniques (par exemple, ordinateurs, appareils photo, lampes, réfrigérateurs, machines à laver), véhicules et piles et accumulateurs électriques.
L'oxyde de bismuth peut être présent dans des produits contenant des matériaux à base de : plastique (par exemple, emballages et stockages alimentaires, jouets, téléphones portables), métal (par exemple, couverts, casseroles, jouets, bijoux) et caoutchouc (par exemple, pneus, chaussures, jouets).
Utilisations répandues par les travailleurs professionnels
L'oxyde de bismuth est utilisé dans les produits suivants : produits chimiques de laboratoire, produits de revêtement, produits de traitement de surface métallique, encres et toners, biocides (par exemple, désinfectants, produits antiparasitaires), adhésifs et produits d'étanchéité, lubrifiants et graisses.
L'oxyde de bismuth est utilisé dans les domaines suivants : services de santé, travaux de construction et de construction, recherche et développement scientifiques et exploitation minière.
L'oxyde de bismuth est utilisé pour la fabrication d'équipements électriques, électroniques et optiques, de machines et de véhicules et de produits chimiques.
D'autres rejets dans l'environnement d'oxyde de bismuth sont susceptibles de se produire à partir de : l'utilisation à l'intérieur (par exemple, les liquides/détergents de lavage en machine, les produits d'entretien automobile, les peintures et les revêtements ou les adhésifs, les parfums et les désodorisants) et l'utilisation à l'extérieur.
Formulation ou reconditionnement
L'oxyde de bismuth est utilisé dans les produits suivants : produits de traitement de surface métallique, charges, mastics, plâtres, pâte à modeler, semi-conducteurs, produits de revêtement, produits chimiques de laboratoire, encres et toners, métaux, explosifs et polymères.
Le rejet dans l'environnement d'oxyde de bismuth peut provenir d'une utilisation industrielle : formulation de mélanges, formulation dans des matériaux et dans la production d'articles.
Utilisations sur sites industriels
L'oxyde de bismuth est utilisé dans les produits suivants : produits de traitement de surface métallique, produits chimiques de laboratoire, produits de revêtement, encres et toners, semi-conducteurs, charges, mastics, plâtres, pâte à modeler et lubrifiants et graisses.
L'oxyde de bismuth est utilisé dans les domaines suivants : formulation de mélanges et/ou reconditionnement et travaux de construction.
L'oxyde de bismuth est utilisé pour la fabrication de : machines et véhicules, équipements électriques, électroniques et optiques, produits en plastique, produits minéraux (par exemple plâtres, ciment), produits métalliques, produits chimiques et textiles, cuir ou fourrure.
Le rejet dans l'environnement d'oxyde de bismuth peut se produire à la suite d'une utilisation industrielle : dans la production d'articles, dans des auxiliaires technologiques sur des sites industriels, en tant qu'étape intermédiaire dans la fabrication ultérieure d'une autre substance (utilisation d'intermédiaires), de substances dans des systèmes fermés avec un rejet minimal et comme auxiliaire technologique.
Fabrication
Le rejet dans l'environnement d'oxyde de bismuth peut résulter d'une utilisation industrielle : fabrication de la substance, en tant qu'étape intermédiaire dans la fabrication ultérieure d'une autre substance (utilisation d'intermédiaires) et en tant qu'auxiliaire technologique.
Applications
Le trioxyde de bismuth est une matière première pour les catalyseurs, les pigments céramiques et les sels de bismuth tels que le chlorure de bismuth, le vanadate de bismuth, le germanate de bismuth, le tungstate de bismuth, le bismuthate de sodium, l'iodure de bismuth et le fluorure de bismuth.
L'oxyde de bismuth est une poudre lourde jaune ou un cristal monoclinique, inodore et stable dans l'air.
Il existe deux types de trioxyde de bismuth pur, le type α et le type β.
L'oxyde d'α-bismuth (III) est un cristal monoclini jaune avec une densité relative de 8,9 et un point de fusion de 825 ℃, qui est soluble dans l'acide, mais pas soluble dans l'eau et les alcalis.
L'oxyde de β-bismuth (III) est une poudre tétragonale jaune vif à orange avec une densité relative de 8,55 et un point de fusion de 860℃, qui est soluble dans l'acide, mais pas soluble dans l'eau.
Ils peuvent être réduits en bismuth métallique par l'hydrogène et les hydrocarbures.
Le nitrate de bismuth ou bismuth métal est la matière première.
NOMS IUPAC :
[(oxobismuthanyl)oxy]bismuthanone
Oxyde de bismut(III)
Oxyde de bismuth
Oxyde de bismuth
Oxyde de bismuth (Bi2O3)
Trioxyde de bismuth
trioxyde de bismuth
Trioxyde de bismuth
Oxyde de bismuth
Bismuthoxyde
Trioxyde de dibismuth
Trioxyde de dibismuth
trioxyde de dibismuth
Trioxyde de dibismuth
trioxyde de dibismuth
Dioxodibismoxane
SYNONYMES :
Oxyde de bismuth(III)
NCGC00166095-01
Jaune de bismuth
Trioxyde de dibismuth
Sesquioxyde de bismuth
Oxyde de bismuth
Bismutum-oxydatumWimut(III)-oxyde
Oxyde de bismuth(3+)
Oxyde de bismuth (BiO1.5)
Sesquioxyde de bismuth (Bi2O3)
oxo(oxobismuthanyloxy)bismuthane
EINECS 215-134-7
Oxyde de bismuth (cento)
CI 77160
DSSTox_CID_26537
DSSTox_RID_81701
DSSTox_GSID_46537
DTXSID8046537
Oxyde de bismuth(III), 99,99 %
Oxyde de bismuth (cento), 99,999 %
Oxyde de bismuth(III), p.a., 98 %
Tox21_112312
AKOS015903964
Oxyde de bismuth (cento), 99,9 %, nanopoudre
CAS-1304-76-3
Oxyde de bismuth(III), pur, >=98.0% (KT)
CE 215-134-7
Oxyde de bismuth(III), >=99.5% (complexométrique)
Q252536
Oxyde de bismuth(III), poudre, à base de métaux traces à 99,999 %
Oxyde de bismuth(III), nanopoudre, granulométrie 90-210 nm, base à 99,8 % d'oligo-métaux
Oxyde de bismuth(III), ReagentPlus(R), poudre, 10 mum, 99,9 % à base d'oligo-métaux
OXYDE DE BISMUTH, (III) 99,9999 %
Oxyde de bismuth (III), 99,9 %
Oxyde de bismuth(III)Trioxyde de bismuth
Oxyde de bismuth(III), NanoArc BI-7300, 99,5+ %
Oxyde de bismuth(III), NanoArc|r BI-7300, 99,5+ %
Oxyde de bismuth(III), Puratronic (à base de métaux)
Oxyde de bismuth (III) NanoArc ? BI-7300
Oxyde de bismuth (III), poudre, sphère (Bi2O3)
Oxyde d'alpha-bismuth (Iii) hautement pur
Trioxyde de bismuth
Oxyde de bismuth (analytiquement pur)
Oxyde de bismuth (haute pureté)
Bi2-O3
Bismite
Oxyde de bismuth (Bi2O3)
Sesquioxyde de bismuth
Jaune de bismuth
Oxyde de bismuth
oxyde de bismuth
bismuthoxyde(bi2o3)
BISMUTHOXYDE, 99,999 %
esquioxyde de bismuth
jaune de bismuth
CI 77160
Oxyde de bismuth(III), Puratronic(R), 99,9995 % (base de métaux)
Oxyde de bismuth(III), 99,5 % (base de métaux)
Oxyde de bismuth (III), généralement 99,99 % (base de métaux)
Oxyde de bismuth(III), Puratronic(R), 99,999 % (base de métaux)
Oxyde de bismuth(III), 99,975 % (base de métaux)
OXYDE DE BISMUTH extra-pur
Oxyde de bismuth(III), Puratronic, 99,999 % (base de métaux)
Oxyde de bismuth (III), 99,94%
Oxyde de bismuth(III), NanoArc, 99,5 %
Oxyde de bismuth(III), Puratronic, 99,9995 % (base de métaux)
ci77160
Trioxyde de dibismuth
trioxyde de dibismuth
Fleurs de bismuth
Poudre jaune de bismuthoxyde
OXYDE DE BISMUTH(III)
OXYDE DE BISMUTH(III) V
OXYDE DE BISMUTH(+3)
OXYDE DE BISMUTH
TRIOXYDE DE BISMUTH
Oxyde de bismuth(III), 99,90 %
Oxyde de bismuth(III), 99,9999 %
OXYDE DE BISMUTH, RÉACTIF
Oxyde de bismuth (Ⅲ)
Oxyde de bismuth (Ⅲ), 99,999 %
Oxyde de bismuth (Ⅲ), 99,9 %, nanopoudre
Oxyde de bismuth(III)(99,9 %-Bi)
Oxyde de bismuth(III)(99.999%-Bi)PURATREM
Oxyde de bismuth(III)(99,9998%-Bi)PURATREM
oxyde de bismuth(iii), puratronique
BISMUTH()OXYDE,99.9%,NANOPOUDRE
TRIOXYDE DE BISMUTH, RÉACTIF
Dibismuttrioxyde
Oxyde de bismuth(III), nanopoudre, base de 99,9+ % de métaux
