HYDROGENE
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by Pepe
 
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Généralités  Up Page
Découverte
Le dihydrogène est découvert par Henry CAVENDISH en 1766 à Londres (Angleterre).
Le nom fut donné par Antoine Laurent de LAVOISIER à partir du grec " hydro genes " signifiant "générateur d'eau".
En 1671, Robert BOYLE publia un article décrivant des réactions entre certains métaux et des solutions diluées d'acides qui produisaient du dihydrogène.
 
Etymologie
Vient du grec hydro et genes signifiant "eau" et "qui engendre".
 
Famille
Le dihydrogène est incolore, inodore et sans saveur, de la famille des gaz rares.
 
Présence
L'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers (90% en masse). Il entre dans la composition de tous les corps vivants dans lesquels il est très souvent associé avec le carbone.
Le dihydrogène (H2) est un corps pur se présentant sous forme de gaz dans les conditions normales de température et de pression (CNTP).
Il est préparé industriellement par réduction de l'eau selon des procédés utilisant:
_les hydrocarbures, principalement le gaz naturel;
_l'électrolyse;
_le carbone.
 
Minerai
Dans l'industrie l'hydrogène est produit par réaction de vapeur d'eau à haute température avec le méthane ou le carbone. Au laboratoire il est obtenu par réaction des métaux avec des solutions acides ou par électrolyse. Il possède deux isotopes lourds (deutérium et tritium) utilisés dans les fusions nucléaires. Le prix de l'hydrogène à l'état gazeux, pur à 99.999 %, en petites quantités (1 dm3), est de 201 € /dm3 et environ 2.2 € /dm3 en grandes quantités (300 dm3).
 
Usage
Est utilisé dans différentes synthèses:
_Synthèse de l'ammoniac (NH3);
_Synthèse du méthanol (CH2OH);
_Synthèse du chlorure d'hydrogène (HCl);
_Hydrodésulfuration des coupes pétrolières pour éliminer le soufre;
_Hydrogénation des huiles insaturées pour produire la margarine;
_Gaz pour respiration sous-marine : 49 % H2 - 50,2 % He - 0,8 % O2 (Comex).
 
Sous forme liquide (à très basse température):
_Carburant pour réacteur de fusée (lanceur Ariane);
_Utilisation cryogénique (industrie du froid);
_Physique des très basses températures;
_Etude de la supraconductivité.
 
Précaution d'emploi
Il brûle et forme des mélanges explosifs avec l'air. Il réagit violemment avec les oxydants.
Mélangé à l'air, il constitue un explosif très dangereux, responsable de la destruction du dirigeable allemand Hindenburg à New-Jersey près de New-York en 1937. L'explosion en vol de la navette Challenger, en janvier 1986, fut provoquée par une fuite d'hydrogène liquide dans un réservoir auxiliaire.

Propriétés nucléaires  Up Page
Masse atomique relative
Numéro atomique
Groupe
Période
1.00794 (7)
1
1 ou Ia
1

Isotope
1H
2H
3H

Nom éventuel
Hydrogène
Deutérium
Tritium

Masse atomique
1.007825032
2.014101778
3.016049268

Abondance (%)
99.985
0.015
-

Spin
1/2
1
0

Demi-vie
-
-
12.3 ans

Désintégration
stable
stable
ß-

Propriétés chimiques  Up Page
Rayons
Rayon covalent
Rayon atomique
Rayon de Van der Waals
(pm)
30
78
120
Electronégativité
Electronégativité (Pauling)
Electronégativité (Alfred)
Electronégativité absolu (eV)
 
2.2
2.2
7.18
Etat d'oxydation
... principaux
-1,0,1
1

Propriétés physiques  Up Page
Températures
Point de fusion
Point d'ébullition
Point critique
(°C)  
-259.34
-252.87
-239.96
(K)  
14.01
20.28
 
Chaleurs d'enthalpie
Enthalpie de fusion
Enthalpie d'évaporation
Chaleur d'atomisation
(KJ.Mol-1)
0.12
0.46
216.003
Etat physique
Densité (g.dm-3)
 
Volume molaire (cm3.mol-1)
 
Gaz
Solide (à 11K)
76.0
Solide (à 11K)
13.26
 
Liquide (en basse pression)
70.8
Liquide (en basse pression)
14.24
 
Gaz (à 273K)
0.08988
Gaz (à 273K)
22423.54
Conductibilité thermique (W.m-1.K-1)
Résistivité électrique (μΩ.cm)
0,1815 (à 300K)
-

Propriétés électroniques  Up Page
Configuration à l’état fondamental (K) ou 1s1

Energie d’ionisation
Affinité électronique M à M-
Energie d'ionisation (1ière) de M à M+
Energie d'ionisation (2ière) de M+ à M2+
Energie d'ionisation (3ière) de M2+ à M3+
Energie d'ionisation (4ière) de M3+ à M4+
Energie d'ionisation (5ière) de M4+ à M5+

(KJ.Mol-1)
 
1312.06
_
_
_
_

Potentiels de réduction
Demi-réaction   Eo / V      Annotation
2H+ + 2e- <—> H2(g) ±0.000  
2H+ + 2e- <—> H2(g) - 0.41  [H+] = 10-7 mol dm-3
2H+ + 2e- <—> H2g) - 0.005  1 mol dm-3 HCl
2H+ + 2e- <—> H2(g) - 0.005  1 mol dm-3 HClO4
2H2O + 2e- <—> H2(g) + 2OH- - 0.83  
H2O2 + 2H+ + 2e- <—> 2H2O +1.77  
HO2- + H2O + 2e- <—> 3OH- +0.88  
H2(g) + 2e- <—> 2H- - 2.25  

Abondance (ppm)
Cosmique
92%
Croûte terrestre
1400 ( 0,88%)
Air
0.53
Océan
H2O
Corps
10%

Spectre de raies  Up Page
Spectre d’émission de 400 à 700 nm

Principales raies du spectre
Elément
H
H
H
H
H
Longueur d’onde (nm)
410,17
434,05
486,13
656,27
656,29
Longueur d’onde (Ang)
4101,74
4340,47
4861,33
6562,72
6562,85
Fréquence (x1 000 GHz)
731,40
691,17
617,12
457,13
457,12
Type
I
I
I
I
I