Histoire de la découverte
Hydrogène / Hydrogenium (H), 1
Présentation du corps simple |
gaz incolore, insipide et inodore |
Propriétés de l’atome |
Nom, symbole, numéro | Hydrogène / Hydrogenium (H), 1 |
Masse d’atome (poids atomique) | 11,00794 u (g/mol) |
Configuration électronique | 1s1 |
Rayon atomique | 53 pm |
Propriétés chimiques |
Rayon covalent | 32 pm |
Rayon ionique | 54 (-1 e) pm |
Electronégativité | 32,20 (échelle de Pauling) |
Degrés d’oxydation | 1,0, -1 |
Energie d’ionisation (premier électron) | 1311,3 kJ/mol (eV) |
Propriétés thermodynamiques de corps simple |
Densité (conditions normales) | 0,0000899 (avec 273K (0 °C)) g/cm3 |
Température de fusion | 14,01 K |
Température d’ébullition | 20,28 K |
Chaleur de fusion | 0,117 kJ/mol |
Chaleur d’évaporation | 0,904 kJ/mol |
Capacité thermique molaire | 14,235 J/(K mol) |
Volume molaire | 14,1 cm3/mol |
Réseau cristallin simple |
Structure du réseau | hexagonal |
Rapport c/a | 1,631 |
Température de Debye | 110 K |
Autres caractéristiques |
Conductibilité thermique | (300 K) 0,1815 W/(m•Ð) |
C’est au 16e et 17e siècle, à l’aube du développement de la chimie en tant que science, qu’on observait le dégagement d’un gaz inflammable pour la réaction des acides et des métaux. Son dégagement a été mis en évidence par Mikhaïl Lomonossov, et lui, il savait déjà parfaitement qu'il ne s'agissait pas du phlogiston. En 1766 le physicien et chimiste anglais Henri Cavendish a examiné ce gaz et l’a appelé « air inflammable ». Lors de sa combustion, l’ « air inflammable » donnait de l’eau, mais la théorie du phlogiston dont Cavendish était adepte l’a empêché de faire les conclusions correctes. Le chimiste français Antoine Lavoisier ensemble avec l’ingénieur J. Meunier, à l’aide des gazomètres spéciaux, a effectué en 1783 la synthèse de l’eau, puis son analyse, en ayant décomposé la vapeur d’eau avec du fer brûlant. Ainsi il a établi que l' « air inflammable » est un composant de l’eau et peut être dégagé de l’eau.
Usage principal
Branche alimentaire
L’hydrogène pur est utilisé pour la production des matières plastiques, du polyester et du nylon. Il est également utilisé dans les procédés de l’hydrogénation des amines et des acides gras (huiles alimentaires).
Production du verre, du ciment et de la chaux
L’hydrogène est un gaz actif et, dans les combinaisons avec l’azote, il peut être utilisé dans la production du verre plat poli comme milieu de gaz régénérant au-dessus du bain d'étamage.
L’hydrogène est également utilisé pour le traitement thermique des matrices pour la production du verre creux et de la fibre optique (flamme oxhydrique.)
Métallurgie
L’hydrogène est capable de créer un milieu de gaz régénérant dans divers procédés du traitement thermique.
Examens et essais de laboratoire
L’hydrogène est utilisé comme gaz porteur en chromatographie des gaz, ainsi que dans les procédés utilisant de divers appareils, le plus souvent, en tant que composant combustible des gaz inflammables pour l’ionisation de la flamme et pour les détecteurs photométriques de la flamme. Les mélanges d’hydrogène sont également utilisés pour la mesure de la décharge par étincelle et de la teneur totale en hydrocarbures.
Soudage, coupage et application de l’isolation
Traitement thermique de divers métaux.
Branche pétrolière et gazière
Désulfuration du gasoil et de l’essence.
Electronique
L’hydrogène est utilisé en tant que gaz porteur pour la production des semi-conducteurs, en premier lieu pour la précipitation du silicone et le tirage des cristaux, ainsi que comme gaz de soufflage pour le brasage en atmosphère et pour la normalisation du ruban de cuivre. L’utilisation des mélanges H2/N2 permet d’éliminer presque complètement l’oxygène et exclure son influence sur les procédés industriels à des moyennes et hautes températures.
Branche automobile et de transport
L’hydrogène est une source d’énergie exempte de carbone utilisée pour les piles à combustible.