Hydrogène - H

Numéro atomique

1

Masse atomique

1.007825 g.mol ^-1

Electronégativité de Pauling

2,1

Masse volumique

0,0899.10 ^-3 g.cm ^-3 à 20 °C

Température de Fusion

- 259,2 °C

Température d'ébullition

- 252,8 °C

Rayon atomique (Van der Waals)

0,12 nm

Rayon ionique

0,208 (-1) nm

Isotopes

Le deutérium et le tritium ( respectivement 1 et 2 neutrons )

Configuration électronique

1s¹

Energie de première ionisation

1311 kJ.mol ^-1

Découverte :

En 1671 par Boyle. Cavendish étudie ses propriétés. Lavoisier lui donne son nom.

Abondance :

C'est l'élément le plus abondant de l'univers et le troisième élément le plus abondant sur le globe terrestre

Hydrogène

Premier élément dans la table périodique. Dans les conditions normale c'est un gaz sans couleur, inodore et insipide, constitué par les molécules diatomiques, H₂. L'atome d'hydrogène, le symbole H, est constitué par un noyau avec une unité de charge positive et d'un électron. Son nombre atomique est 1 et son poids atomique 1,00797. C'est un des composés principaux de l'eau et de toute la matière organique, et il est largement étendu non seulement dans la terre mais également dans l'univers entier. Il y a trois isotopes d'hydrogène: le protium, de masse 1, trouvé dans plus de 99.98% de l'élément normal; le deutérium, de masse 2, trouvé dans la nature à approximativement 2%, et tritium, de masse 3, qui apparaît en petite quantité dans la nature. Il peut aussi être artificiellement produit par diverses réactions nucléaires.

Utilisations: L'utilisation la plus importante de l'hydrogène est la synthèse d'ammoniaque. L'utilisation de l'hydrogène se prolonge rapidement dans l'amélioration de carburant, comme la décomposition par l'hydrogène (hydrocracking), et dans l'élimination de soufre. Des quantités énormes d'hydrogène sont consommées dans l'hydrogénation catalytique d'huiles végétales insaturées pour obtenir la graisse solide. L'hydrogénation est employée dans la fabrication des produits chimiques organiques. Des quantités énormes d'hydrogène sont employées comme carburants de fusée, en combinaison avec l'oxygène ou le fluor, et comme propulseur de fusée propulsée par énergie nucléaire.  

Propriétés: L'hydrogène commun a un poids moléculaire de 2,01594. Comme un gaz, il a une densité de 0,071g/l à 0ºC et à 1 atmosphère. Sa densité relative, comparée à celle d'air, est 0,0695. L'hydrogène est le plus inflammable de toutes les substances connues. L'hydrogène est légèrement plus soluble dans les dissolvants organiques que dans l'eau. Beaucoup de métaux absorbent l'hydrogène. L'absorption d'hydrogène par l'acier peut avoir comme conséquence la fragilisation de l'acier, lequel conduit à faire des défauts dans l'équipement de processus chimique.

À la température normale, l'hydrogène n'est pas une substance très réactive, à moins qu'il ait été activé d'une façon ou d'une autre; par exemple, par un catalyseur approprié. A des températures élevées, il est fortement réactif. 

Bien qu'en général il est diatomique, l'hydrogène moléculaire se dissocie dans les atomes libres à températures élevées. L'hydrogène actif est un agent réducteur puissant, même à température ambiante. Il réagit avec les oxydes et les chlorures de beaucoup de métaux, comme l'argent, le cuivre, le plomb, le bismuth et le mercure, pour produire des métaux libres. Il ramène quelques sels à leur état métallique, comme les nitrates, les cyanures à nitrites, à sodium et à potassium. Il réagit avec un certain nombre d'éléments, métaux et non-métaux, produit des hydrures, comme NAH, KH,H₂S et PH₃ . L'hydrogène actif produit le peroxyde d'hydrogène, H₂O₂, avec l'oxygène.

L'hydrogène actif réagit avec les composés organiques pour former un mélange complexe des produits; avec l'éthylène, C₂H₄, par exemple, les produits sont l'éthane, C₂H₆, et le butane, C₄H₁₀ . La chaleur libérée quand les atomes d'hydrogène se recombinent pour former les molécules d'hydrogène, est employée pour obtenir des températures élevées dans la soudure d'hydrogène actif.

L'hydrogène réagit avec l'oxygène pour former de l'eau et cette réaction est extraordinairement lente à température ambiante; mais si elle est accélérée par un catalyseur, comme le platine, ou une étincelle électrique, elle est produite avec une violente explosion. 

Effets de l'hydrogène sur la santé

Effets d'exposition à l'hydrogène: Le feu: Extrêmement inflammable. Beaucoup de réactions peuvent causer l'incendie ou l'explosion. Explosion: Les mélanges de gaz/air sont explosifs. Itinéraires d'exposition: la substance peut être absorbée dans le corps par inhalation. Inhalation: Les concentrations élevées de ce gaz peuvent causer un environnement en oxygène déficient. Les individus respirant une telle atmosphère peuvent éprouver des symptômes incluant des maux de tête, des sifflements dans des oreilles, des vertiges, des somnolences, des pertes de connaissance, des nausées, des vomissements et dépressions. La peau d'une victime peut avoir une couleur bleue. Dans quelques circonstances, la mort peut se produire. On ne s'attend pas à ce que de l'hydrogène cause la mutagénicité, l'embriotoxicité, la tératogénéité ou la toxicité reproductrice. Des conditions respiratoires préexistantes peuvent être aggravées par une surexposition à l'hydrogène. Risque d'inhalation: Une concentration nocive de ce gaz dans l'air peut être atteinte très rapidement.

Dangers physiques: Le gaz se mélange bien à l'air, les mélanges explosifs sont facilement formés. Le gaz est plus léger que l'air.

Dangers chimiques: Le chauffage peut causer la combustion ou l'explosion violente. Réagit violemment avec l'air, l'oxygène, des halogènes et des oxydants forts causant le feu et le risque d'explosion. Les catalyseurs en métal, tels que le platine et le nickel, augmentent considérablement ces réactions.

Les concentrations élevées dans l'air causent une insuffisance de l'oxygène avec le risque de perte de connaissance ou de mort. Vérifiez le contenu d'oxygène avant d'entrer dans le secteur. Il n'y a aucun avertissement d'odeur si les concentrations toxiques sont présentes. Mesurez les concentrations en hydrogène avec le détecteur approprié de gaz (un détecteur normal de gaz inflammable n'est pas adapté à ce genre de but).

Premiers soins: Le feu: Approvisionnement coupé; si ce n'est pas possible et qu'il n'y a aucun risque aux alentours, laissez le feu brûler par lui-même dehors; dans d'autres cas éteignez-le avec un jet d'eau, de la poudre, ou de l'anhydride carbonique. Explosion: En cas de feu: maintenez le cylindre frais par la pulvérisation avec de l'eau. Combattez l'incendie d'une position abritée. Inhalation: Air frais, repos. La respiration artificielle peut être nécessaire. Référez-vous à une attention médicale. Peau: Référez-vous à une attention médicale. 

Stabilité environnementale: l'hydrogène se produit naturellement dans l'atmosphère. Le gaz sera absorbé rapidement dans des secteurs bien-aérés.

Effet sur les plantes ou les animaux: Aucun effet sur les animaux n'a été relaté dans des endroits déficients en l'oxygène. Aucun effet nuisible ne se produit sur la flore, excepté le gel produit en présence de gaz s'étendant rapidement.

Effet sur la vie aquatique: Aucune preuve n'est actuellement disponible sur l'effet de l'hydrogène sur la vie aquatique.