BISMUTH ET SELS DE BISMUTH

Bismuth métallique. — Le bismuth , que les anciens chimistes connaissaient à l'état isolé, se présente quelquefois à l'état natif; on le rencontre encore, mais rarement, en combinaison avec le soufre , le tellure ou l'oxygène. Le bismuth du commerce contient souvent du fer, de l'arsenic et d'autres métaux; on le purifie, comme l'antimoine, en le faisant fondre avec le dixième de son poids de nitre cristallisé. Les scories qui surnagent le métal fondu contiennent les oxydes formés aux dépens des métaux étrangers que le bismuth renfermait et de l'oxygène d'une partie de nitre. Après deux ou trois traitements de cette nature , le bismuth est à l'état de pureté.

Dans cet état , c'est un métal blanc rosé , à cassure cristalline feuilletée , friable , d'une densité égale à 9,9; il cristallise avec la plus grande facilité quand on le fait refroidir lentement et qu'on enlève la croûte solide qui s'était formée sur la masse en contact avec l'air extérieur. Les cristaux ont la forme cubique , ils affectent l'apparence de trémies pyramidales fortement irisées; il est fusible à 260 degrés et ne se volatilise qu'à la chaleur rc^uge-cerise ; il se sublime en cristaux feuilletés; il ne s'altère pas au contact de l'air sec.

L'eau transforme le bismuth en oxyde; le métal se couvre d'une pellicule d'oxyde cristallin blanc très-ténu : en présence de l'eau chargée d'acide carbonique , il se forme du carbonate de bismuth qai cristallise.

L'acide chlorhydrique concentré ne l'attaque que difficilement ; l'acide azotique le dissout avec facilité ; l'acide sulfurique concentré l'attaque à chaud avec formation d'acide sulfureux.

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L'équivalent du bismuth pèse 106,4.

Oxydes de bismuth. — - L'oxygène forme avec le bismuth plusieurs composés. Nous citerons l'oxyde basique Bi^ 0^ et l'acide bismuthique Bi^OK Ces deux composés se combinent ensemble pour former d'autres combinaisons d'oxygène et de bismuth peu connues jusqu'à ce jour.

Oxyde de bismuth. — On l'obtient en chauffant le bismuth jusqu'au rouge, au contact de l'air; ce métal s'oxyde en répandant une fumée blanche. On l'obtient encore en décomposant par l'eau l'azotate de bismuth et calcinant le précipité blanc de sous-azotate de bismuth ; il est alors jaune clair; il est fusible et forme un verre jaune topaze; il se combine avec la silice et forme un verre insoluble : c'est à cette propriété qu'il doit d'être employé comme fondant dans la décoration des poteries et glaçures non ramoUissables au feu de peinture, pour faire adhérer sur ces produits céramiques les métaux précieux dont on les recouvre en tout ou en partie.

Obtenu par la décomposition du sous-azotate de bismuth par la potasse ou l'ammoniaque, il se présente sous forme d'une poudre blanche hydratée ; cet hydrate se décompose par l'ébullition avec la potasse : il se précipite de l'oxyde de bismuth anhydre.

Acide bismuthique. — Nous compléterons l'histoire du bismuth en indiquant les propriétés de la combinaison acide qu'il forme avec l'oxygène : lorsqu'on fait passer un courant de chlore dans une dissolution de potasse concentrée maintenant en suspension de l'oxyde de bismuth hydraté , il se sépare une matière rouge de sang qui paraît être un mélange d'acide bismuthique et d'oxyde de bismuth ; on sépare ce dernier en traitant le mélange par l'acide azotique qui n'altère pas l'acide bismuthique.

Sulfures de bismuth. — Le soufre se combine directement avec le bismuth ; on fait fondre les deux corps et le résultat de la fusion forme un culot à cassure métallique, cristalline et feuilletée. Un courant d'hydrogène sulfuré. dans la dissolution d'un sel de bismuth, détermine un précipité noir de sulfure de bismuth Bi^S^

Chlorures de bismuth. — Lorsqu'on fait tomber du bismuth en poudre fine dans un flacon contenant du chlore sec, il se forme avec dégagement de lumière , du chlorure de bismuth analogue à celui qu'on obtient en distillant dans une cornue de verre i partie de bismuth avec 2 parties de bichlorure de mercure. Cette com-

CHIMIE CÉRAMIQUE. 317 binaisori est déliquescente; elle se décompose au contact de l'eau pure en oxyclilorure de bismuth ; l'eau chargée d'acide chlorhydrique ne la décompose pas. Le même oxychlorure se forme quand on ajoute du chlorure de sodium à la dissolution acide d'azotate de bismuth; il a pour formule

Bi^CPO + HO.

On le connaît sous le nom de bla?ic de perle.

Azotate de bismuth. — L'azotate de bismuth est le plus important des sels que l'oxyde de bismuth forme avec les acides. On l'obtient facilement en traitant directement le bismuth par l'acide azotique. Par l'évaporation de la liqueur il se forme de gros cristaux incolores attirant l'humidité de l'air. Une petite quantité d'eau les dissout complètement , mais un excès de ce liquide forme du sous-azotate de bismuth ou blanc de fard. C'est ce sel qu'on précipite en grand par l'eau pure pour obtenir le fondant d'or dont on se sert pour dorer la porcelaine et les autres poteries. La préparation ne présente aucune difficulté. On agit à la fois sur I kilogramme de bismuth métallique, qu'on décompose par l'eau dans un baquet de bois.

URANIUM ET SELS D'URANE.

L'uranium métallique n'a pour les arts céramiques aucune importance réelle; mais à l'état d'oxyde, il procure aux décorateurs des ressources variées : nous donnerons rapidement les principaux caractères qu'il présente à l'état de liberté, pour entrer dans quelques détails sur la préparation de quelques-uns de ses sels.

Uranium métallique. — L'uranium se prépare en traitant, par le potassium, le chlorure d'uranium; le chlore se combine avec le potassium et laisse l'uranium à l'état de liberté. C'est le même procédé qui sert à préparer le magnésium.

L'uranium est souvent agrégé sous forme de plaques le long des parois du creuset dans lequel on a fait l'expérience. Il possède alors un éclat comparable à celui de l'argent ; c'est un métal assez malléable; combustible, il s'enflamme à l'air quand on le chauffe audessus de 200 degrés; il brûle et se change en oxyde vert foncé. 11 ne s'altère pas à l'air, à froid, et ne décompose pas l'eau, dans les mêmes conditions de température. Les acides dilués l'attaquent avec dégagement d'hydrogène; il produit des dissolutions vertes.

3i8 NEUVIÈME LEÇON.

Il se combine avec le chlore en dégageant de la chaleur et de la lumière; le chlorure qui se forme est vert et volatil.

Il se combine directement avec le soufre ; une température élevée n'est pas nécessaire pour déterminer la réaction.

L'équivalent de l'uranium pèse 60.

Oxydes d'uranium. — On connaît deux combinaisons de l'oxygène avec l'uranium, le protoxyde UO et le sesquioxyde U^0\ Les autres oxydes paraissent être des composés intermédiaires résultant de la combinaison de ces deux oxydes.

L'urane est la base des sels jaunes d'urane ; il est utile d'en connaître les caractères, car l'oxyde d'urane, convenablement préparé, peut donner une couleur jaune-orangé d'un grand éclat, qu'on n'obtient que difficilement avec l'antimoniate de potasse. En Allemagne, son usage est très-répandu , mais en France on croit généralement que cette couleur ne peut se mélanger, et on la réserve pour les fonds. Comme c'est une belle couleur dont on peut tirer parti , nous donnons avec détails la méthode de préparer cet oxyde.

L'urane s'extrait de la pechblende , mélange naturel en proportions variables d'oxyde d'urane , de galène , de fer arsenical et sulfuré , de cuivre gris , de cuivre sulfuré et de cuivre carbonaté. Ces minéraux se trouvent dans une gangue de carbonate de chaux, de magnésie , quelquefois de manganèse.

Plusieurs méthodes ont été proposées pour extraire de ce minerai si composé l'oxyde d'urane qu'il renferme , et pour l'obtenir assez pur pour être employé dans les couleurs sur porcelaine; nous donnons la suivante, qui est la plus expéditive. On traite par l'acide azotique ordinaire la pechblende lavée d'abord avec de l'acide chlorhydrique très-étendu pour enlever les carbonates de chaux, magnésie, etc., qui se trouvent mêlés au minerai. La dissolution, qui s'opère très-facilement, est évaporée presque à siccité, puis reprise par Teau froide. Le dépôt rouge de brique ^ qui reste sans se dissoudre, renferme du sulfate de plomb et beaucoup de fer à l'état de peroxyde libre ou combiné avec l'acide arsénique; on filtre et on évapore à une douce chaleur la dissolution qui, par son refroidissement , donne une masse confuse de cristaux jaunes d'azotate d'urane imprégnés d'une eau mère sirupeuse; on les laisse égoutter quelque temps , puis on les dissout dans l'eau afin de les faire cristalliser une seconde fois.

CHIMIE CÉRAMIQUE. 3i()

Les cristaux qui se forment par cette nouvelle opération sont des prismes allongés, isolés les uns des autres ; on les fait égoutter et on les lave à courte eau, en conservant cette eau pour dissoudre plus tard de l'azotate d'urane brut; enfin on les dissout dans de l'eau pour précipiter l'oxyde d'urane afin de l'employer.

Les eaux mères, dont on a successivement retiré l'azotate d'urane à l'état cristallisé, renferment encore une grande quantité de sel. On les étend d'eau et on y fait passer un courant d'acide sulfhydrique ; on sépare les sulfures de cuivre, de plomb, d'arsenic, qui sont précipités; la liqueur, filtrée ou décantée, est évaporée presque jusqu'à siccité. En la traitant par l'eau froide , on dissout l'azotate d'urane qui se sépare d'un nouveau dépôt ferrugineux; la dissolution qu'on obtient est soumise à la suite des traitements qui viennent d'être indiqués; elle sert à dissoudre de nouvelle pechblende.

Lorsqu'on s'est ainsi procuré l'azotate d'urane pur en dissolution, on y verse de l'ammoniaque. Il se précipite de l'oxyde d'urane retenant encore une assez grande proportion du réactif qui a servi pour le précipiter. Le dépôt jaune qui se forme est lavé, puis séché : c'est de l'uranate d'ammoniaque. Ce composé se dissout en totalité dans le bicarbonate d'ammoniaque ; la liqueur jaune, portée à l'ébullition, perd son carbonate d'ammoniaque et laisse se précipiter l'uranate d'ammoniaque : c'est ce dernier produit ainsi préparé qu'on trouve dans le commerce sous le nom d'oocyde jaune d'urane; mais il est souvent altéré par des additions de craie ou d'autres substances nuisibles qui en font rejeter l'emploi pour l'usage qui nous occupe; il vaut mieux le préparer soimême. Au lieu d'ammoniaque, on peut se servir de potasse ou de soude pour précipiter l'urane. L'oxyde est plus jaune et plus fusible; mais, ainsi préparé, il donne une couleur moins bonne pour la peinture.

Il est convenable d'évaporer la dissolution de l'azotate d'urane jusqu'à cristallisation, et de purifier les cristaux par une seconde opération. Cette précaution peut être négligée quand la pechblende dont on se sert ne contient que peu de matières étrangères , ce qui du reste est rare ; car alors le fer et les autres oxydes se sont précipités par l'évaporation à sec ; ils restent à l'état d'arséniates insolubles, si l'excès d'acide s'est bien évaporé. Il convient

cependant de purifier l'oxyde d'urane provenant de ces minerais. ^ Après l'avoir précipité par l'ammoniaque, qu'on ne peut dans ce j cas remplacer par des alcalis fixes, on filtre et on lave pour enlever les dernières traces de cuivre maintenues en dissolution par l'ex- i cès du réactif. On redissout, avec du bicarbonate d'ammoniaque, u le dépôt qui s'est formé sur le filtre, on filtre de nouveau, puis k on porte la liqueur claire à l'ébullition. Il se forme un nouveau ; dépôt jaune, qui est l'oxyde d'urane pur. On l'obtient sec, soit par i décantation, soit par filtrage, après l'avoir lavé.

Protoxyde d'uranium. — On prépare ce corps en décomposant l'oxalate de sesquioxyde d'uranium C^0^ U^O^ par l'hydrogène qu'on fait réagir à la chaleur rouge. C'est une poudre brune qu'on ne peut conserver qu'à l'abri du contact de l'air. Il est très-pyrophorique et se change en une poudre noire qui a pour formule

On obtient le protoxyde UO plus agrégé en décomposant par l'hydrogène le chlorure double d'uranium et de potassium ; en reprenant par l'eau, le protoxyde d'uranium reste sous forme de paillettes cristallines que l'air n'altère plus.

La dissolution verte de protochlorure d'uranium U Cl , traitée par l'ammoniaque, donne de l'hydrate de protoxyde d'uranium; .c'est un précipité brun-rougeâtre, facilement soluble dans leSj acides. Le protoxyde d'uranium, chauffé légèrement au contact dei l'air, au rouge sombre par exemple, se transforme en une matière verte qui peut se représenter par la formule

u^o^ = uo, U^0\ ^

Au rouge blanc cet oxyde devient i

L'oxyde d'uranium avait été regardé, jusqu'à l'époque des travaux j de M. Pehgot, comme un métal, auquel on avait donné le nom

Sesquioxyde d'uranium. — Cet oxyde cst la base dcs scls jaunes d'uranium ; on ne l'a pas encore isolé. Quand on décompose l'azotate de sesquioxyde d'uranium par une chaleur ménagée, on obtient d'abord un composé rouge-orangé qui n'est qu'un sous-sel.

CHIMIE CÉRAMIQUi:. 3'2i thauffe-t-on plus fortement , on obtient une réduction de l'oxyde en inème temps qu'il y a dégagement des dernières traces de l'acide. Si nous précipitons par l'ammoniaque ou par la potasse un sel de '^esquioxyde d'uranium , on trouve dans le précipité de l'ammoiniaque ou de la potasse. Pour préparer l'hydrate de sesquioxyde d'uranium, on expose à la lumière solaire une dissolution d'oxaiate de sesquioxyde d'uranium ; on obtient un dégagement d'acide carbonique et d'oxyde de carbone, et le dépôt d'une matière floconneuse d'un brun violacé ; le précipité recueilli sur un filtre "'l ^bsorbe l'oxygène de l'air et se transforme en un hydrate de sesquioxyde d'uranium