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Hydrogène
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Hydrogène
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H2
Hydrogène

Propriétés Physiques

En phase solide (gris), liquide (bleu) et vapeur (blanc) et le long des courbes d'équilibre

  • Propriétés générales
  • Phase solide
  • Phase Liquide
  • Phase Gazeuse
(P)
log(P)
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  • Masse molaire
    2,016
    g/mol
  • Teneur dans l'air sec
    /

Point critique

  • Température
    - 239,96
    °C
    - 399,928 °F 33,19 K
  • Pression
    13,13
    bar
    1,313E6 pa 190,4345 lbf/in2 12,9583 Atm 1313 Kpa 9848,3371 mmHg
  • Masse volumique
    31,43
    kg/m³
    1,9621 lb/ft³

Point triple

  • Température
    - 259,19
    °C
    - 434,542 °F 13,96 K
  • Pression
    7,7E-2
    bar
    7700 pa 1,1168 lbf/in2 7,5993E-2 Atm 7,7 Kpa 57,7549 mmHg
Pression 1,013 bar
  • Point de fusion
    - 259,2
    °C
    - 434,56 °F 13,95 K
  • Chaleur latente de fusion (au point de fusion)
    58,089
    kJ/kg
    24,9905 Btu/lb 13,8836 kcal/kg
  • Masse volumique de la phase solide
    /
Pression 1,013 bar
  • Masse volumique de la phase liquide (au point d'ébullition)
    70,516
    kg/m³
    4,4022 lb/ft³
  • Point d'ébullition
    - 252,78
    °C
    - 423,004 °F 20,37 K
  • Chaleur latente de vaporisation (au point d'ébullition)
    448,69
    kJ/kg
    193,0314 Btu/lb 107,2395 kcal/kg
Pression1,013barTempérature
  • Facteur de compressibilité Z
    1,0006
    1,0006
    1,0006
  • Rapport γ=Cp/Cv
    1,4098
    1,4069
    1,4054
  • Viscosité dynamique
    8,3969E-5
    Po
    8,3969 µPa.s 8,3969E-6 PA.S 5,6425E-6 lb/ft/s
    8,7098E-5
    Po
    8,7098 µPa.s 8,7098E-6 PA.S 5,8527E-6 lb/ft/s
    8,9154E-5
    Po
    8,9154 µPa.s 8,9154E-6 PA.S 5,9909E-6 lb/ft/s
  • Densité de la phase gaz au point d'ébullition
    1,438
    kg/m³
    8,9771E-2 lb/ft³
    1,438
    kg/m³
    8,9771E-2 lb/ft³
    1,438
    kg/m³
    8,9771E-2 lb/ft³
  • Densité de la phase gaz
    8,99E-2
    kg/m³
    5,6123E-3 lb/ft³
    8,52E-2
    kg/m³
    5,3189E-3 lb/ft³
    8,23E-2
    kg/m³
    5,1378E-3 lb/ft³
  • Chaleur spécifique à pression constante Cp
    14,1976
    kJ/(kg.K)
    3,3933 BTU/lb∙°F 1,4198E4 J/kg∙K 3,3933 kcal/kg∙K
    14,2676
    kJ/(kg.K)
    3,41 BTU/lb∙°F 1,4268E4 J/kg∙K 3,41 kcal/kg∙K
    14,3063
    kJ/(kg.K)
    3,4193 BTU/lb∙°F 1,4306E4 J/kg∙K 3,4193 kcal/kg∙K
  • Chaleur spécifique à volume constant Cv
    10,0704
    kJ/(kg.K)
    2,4069 BTU/lb∙°F 1,007E4 J/kg∙K 2,4069 kcal/kg∙K
    10,1409
    kJ/(kg.K)
    2,4237 BTU/lb∙°F 1,0141E4 J/kg∙K 2,4237 kcal/kg∙K
    10,1796
    kJ/(kg.K)
    2,433 BTU/lb∙°F 1,018E4 J/kg∙K 2,433 kcal/kg∙K
  • Equivalent gaz/liquide (au point d'ébullition)
    785,24
    mol/mol
    831,17
    mol/mol
    857,09
    mol/mol
  • Solubilité dans l'eau
    /
    1,51E-5
    mol/mol
    1,411E-5
    mol/mol
  • Densité
    0,07
    0,07
    0,07
  • Volume spécifique
    11,128
    m³/kg
    178,2533 ft³/lb
    11,739
    m³/kg
    188,0406 ft³/lb
    11,983
    m³/kg
    191,9491 ft³/lb
  • Conductivité thermique
    172,58
    mW/m∙K
    9,9781E-2 Btu/ft/h/°F 1,4849 cal/hour∙cm∙°C 4,1248E-4 cal/s∙cm∙°C 1,7258E-1 W/(m∙K)
    180,05
    mW/m∙K
    1,041E-1 Btu/ft/h/°F 1,5492 cal/hour∙cm∙°C 4,3033E-4 cal/s∙cm∙°C 1,8005E-1 W/(m∙K)
    184,88
    mW/m∙K
    1,0689E-1 Btu/ft/h/°F 1,5907 cal/hour∙cm∙°C 4,4187E-4 cal/s∙cm∙°C 1,8488E-1 W/(m∙K)
  • Pression de vapeur saturante
    /
    /
    /
H2
Hydrogène

Volumes Gaz / Liquide

Calculez le volume ou la masse d'une quantité de gaz ou de liquide

Phase Liquide

Au point d'ébullition à 1,013 bar

m3(Volume)
kg(Masse)

Phase Gazeuse

à 1,013 bar et au point d'ébullition

m3(Volume)
kg(Masse)
H2
Hydrogène

Applications

Des exemples d'utilisations de la molécule dans l'industrie et la santé

Aéronautique

L'utilisation de l'hydrogène pour produire à bord de l'avion l'électricité nécessaire aux fonctionnements de ses équipements (hors propulsion) est actuellement à l'étude. Des avions ont été équipés et des tests sont en cours.

Aéronautique

Spatial

Sous forme liquide, l'hydrogène est utilisé pour la propulsion des fusées et lanceurs. Combiné à un oxydant, en général l'oxygène liquide, l'hydrogène est le fluide propulseur le plus efficace à ce jour.

Spatial

Automobile

L'hydrogène, via une pile à combustible, est transformé en électricité et en chaleur. Des véhicules électriques, comme par exemple des bus, des voitures  et des chariots élévateurs utilisent de l'hydrogène pour produire l'électricité à bord, plutôt que d'utiliser une batterie électrique. La puissance et l'autonomie du véhicule peuvent ainsi être optimisées.  L'hydrogène est également nécessaire pour le traitement thermique des métaux utilisés dans la fabrication automobile. Il est un des composants des gaz utilisés  pour le soudage plasma ou le soudage à l'arc des aciers inoxydables.

Automobile

Chimie

L'hydrogène est utilisé pour la synthèse d'amines (par ex. l'aniline) ou d'alcanes (par ex. le cyclohexane) via les réactions d'hydrogénation. L'hydrogène combiné au monoxide de carbone est utilisé pour la production de méthanol, un intérmédiaire chimique important pour la production de matières plastiques et de polymères.

Chimie

Composants électroniques

L'hydrogène est utilisé comme gaz vecteur lors des étapes de dépôt de silicium ou de croissance crystalline. Les opérations de brasage et de recuit des films de cuivre sont réalisés sous atmosphère d'hydrogène. L'emploi d'hydrogène avec des gaz inertes protecteurs (H2 dilué dans de l'azote) permet d'éliminer toute présence d'oxygène, néfaste pour ces procédés à moyenne et haute températures. L'hydrogène fournit une atmosphère réductrice tout en mélangeant des molécules réactives.

Composants électroniques

Alimentaire

L'hydrogène est utilisé pour hydrogéner les amines et acides gras et produire des graisses alimentaires solides telles que les margarines.

Alimentaire

Verre

Mélangé à l'azote, l'hydrogène crée une atmosphère réductrice au-dessus du bain d'étain empêchant l'oxygène de réagir avec celui-ci, lors de la production de verre. L'hydrogène est utilisé dans le traitement thermique (flamme oxy-hydrogène) du verre creux et des préformes en fibre optique.

Verre

Laboratoires et Centre de Recherche

L'hydrogène est un gaz vecteur utilisé en chromatographie en phase gazeuse et dans divers procédés analytiques pour transporter la substance à analyser.

Laboratoires et Centre de Recherche

Fonderie métallique

L'emploi d'hydrogène avec des gaz inertes protecteurs (H2 dilué dans de l'azote) permet d'éliminer toute présence d'oxygène, néfaste pour les procédés à moyenne et haute températures. L'hydrogène, mélangé avec de l'azote est utilisé dans différents procédés de traitement thermique. Le traitement thermique consiste en une série d'opérations visant à améliorer les propriétés mécaniques et métallurgiques des métaux (bobines, tubes ou tôles), grâce à la modification de leur structure ou de leur composition chimique. L'hydrogène est aussi utilisé dans des mélanges de gaz pour la soudure à l'arc et plasma d'acier inoxydable.

Fonderie métallique

Pétrole & Gaz

La désulfuration est un procédé qui consiste à réduire la teneur en soufre des carburants à l’aide d'hydrogène gazeux, afin de diminuer les émissions d'oxyde de soufre responsables des pluies acides. L'hydrogène est également utilisé pour convertir les fuels lourds en produits plus légers qui sont ensuite raffinés (procédé d'hydrocraquage), pour convertir des paraffines normales en iso-paraffines et améliorer les propritétés du produit (hydroisomerisation) et pour éliminer les composés aromatiques d'un mélange, en particuler lors du procédé de raffinage de l'huile (désaromatisation).

Pétrole & Gaz

Autre

Les piles à combustible à hydrogène peuvent être utilisées comme source d'énergie propre et autonome pour des sites isolés, comme les stations de télécommunication et des habitations.

Photonique

L'hydrogène est utilisé dans la fabrication de fibre optique en tant que gaz de haute pureté.

Photonique
H2
Hydrogène

Sécurité & Compatibilité

Informations nécessaires à l'utilisation de la molécule

  • Risques majeurs
  • Compatibilité matériaux
  • GHS02
    Inflammable
  • GHS04
    Gaz sous pression

Température d'auto-inflammation dans l'air à Patm et limites d'explosivité dans l'air à Patm et 20°C (sauf si température indiquée)

  • Europe (selon EN1839 pour les limites et EN 14522 pour les températures d'auto-inflammation)

    • Température d'auto-inflammation
      560
      °C
      1040 °F 833,15 K
    • Point éclair
      /
    • Limite inférieure d'explosivité
      /
    • Limite supérieure d'explosivité
      /
  • US (selon NFPA pour les limites et ASTM E659 pour les températures d'auto-inflammation)

    • Température d'auto-inflammation
      500
      °C
      932 °F 773,15 K
    • Point éclair
      /
    • Limite inférieure d'explosivité
      /
    • Limite supérieure d'explosivité
      /

Odeur

aucune

Métaux

  • Aluminium
    Satisfaisant
  • Laiton
    Satisfaisant
  • Alliage de Nickel
    Satisfaisant
  • Cuivre
    Satisfaisant
  • Aciers ferritiques
    Satisfaisant
    risque de fragilisation du matériau
  • Aciers inoxydables
    Satisfaisant
    risque de fragilisation du matériau
  • Zinc
    Satisfaisant
  • Titane
    Pas de données
    risque de fragilisation du matériau

Plastiques

  • Polytétrafluoroéthylène
    Acceptable
    fort taux de perméation
  • Polychlorotrifluoroéthylène
    Satisfaisant
  • Polyvinylidène fluoride
    Satisfaisant
  • Polyvinyl chloride
    Satisfaisant
  • Ethylène tétrafluoroéthylène
    Satisfaisant
  • Polycarbonate
    Satisfaisant
  • Polyamide
    Satisfaisant
  • Polypropylène
    Acceptable
    fort taux de perméation

Elastomères

  • Buthyl (isobutène- isoprène) rubber
    Satisfaisant
  • Nitrile rubber NBR
    Satisfaisant
  • Chloroprène
    Satisfaisant
  • Silicone
    Acceptable
    fort taux de perméation
  • Perfluoroélastomères
    Satisfaisant
  • Fluoroélastomères
    Satisfaisant
  • Néoprène
    Satisfaisant
  • Polyuréthane
    Satisfaisant
  • Ethylène-Propylène
    Satisfaisant

Lubrifiants

  • Huile de lubrification à base d'hydrocarbures
    Satisfaisant
  • Huile de lubrification à base de fluorocarbures
    Satisfaisant

Compatibilité avec les matériaux

Air Liquide a rassemblé ces informations sur les compatibilités des molécules avec les matériaux pour vous assister dans l’évaluation des produits à utiliser pour leur mise en œuvre. Ces données ont été obtenues à partir de sources qu’Air Liquide considère comme fiables (Normes internationales: Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus gazeux;  ISO 11114-1 (March 2012), Part 2 - Non-metallic materials: ISO 11114-2 (April 2013). Toutefois les informations données ici doivent être utilisées avec beaucoup de précaution car elles ne couvrent pas toutes les conditions de concentration, de température, d’humidité, d’impuretés et de présence d’air.  Cette table peut être par exemple utilisée pour présélectionner des matériaux pour des utilisations à haute pression et à température ambiante. Cependant, des études et des tests plus poussés doivent être réalisés dans les conditions précises d’utilisation. Prenez contact avec une équipe Air Liquide dans votre région si vous avez besoin d'une prestation d'expertise.

H2
Hydrogène

En savoir plus

Informations générales

En savoir plus

L'hydrogène a été découvert en 1766 par Henry Cavendish. Il doit son nom à Antoine Laurent de Lavoisier, du grec « hydro », « eau » et « genen », « engendrer ». L'hydrogène se trouve à l'état naturel dans l'atmosphère à l'état de traces. Dans les années 1970, des flux d'hydrogène ont été détectés le long des dorsales océaniques mais l'exploitation paraît peu rentable compte-tenu des contextes géologiques difficiles. Plus récemment, des émanations d'hydrogène provenant du sous-sol ont été observées. L'origine de cette hydrogène géologique est à approfondir. Pour satisfaire la demande des industries chimiques et pétrochimiques, il est actuellement produit à partir de gaz naturel ou d'hydrocarbures (CnHm) ou à partir de l'eau (H20). L'hydrogène est un gaz incolore, très léger et qui réagit facilement en présence d'autres substances chimiques en tant qu'agent réducteur ou oxydant, d'où ses applications nombreuses dans l'industrie. Très dense en énergie (120 MJ/kg), ne contenant pas de carbone, il est considéré comme un des vecteurs énergétiques du futur. En effet, il est converti en électricité via une pile à combustible en présence de l'oxygène de l'air, conversion qui ne rejette que de l'eau. Rouler dans une voiture électrique ayant plus de 600 km d'autonomie et qui ne pollue pas, tout le monde en rêve !