HYDROGÈNE

Étymologie. Hydrogène , de üJ'ctp . eau et yiyit/uu ( en composition 71111c ), je nais , je deviens.

Syhonymbs. Hydrogenium (lat. ) air inflammable , gaz inflammable , Wasserstoff (allemand).

Propriétés physiques. L’hydrogcne est un gaz incolore , insipide et inodoro(l). Une pression de 100 atmosphères et un abaissement de température de — 100° ne le font pas changer d’état. L’hydrogène est le plus léger de tous les gaz connus. Sa densité est 0,0688 ; il pèse environ 14-, 535 moins que l’air. Son pouvoir réfringent est 0,470, celui de l’air étant 1. L’hydrogène est de tous les corps simples non métalliques le plus électro-positif. Il est très-peu soluble dans l’eau. 100 litres d’eau ne dissolvent que 1 litre d’hydrogène; ou (en poids) 1 kilogramme d’eau dissout 0kllOf-, 000001 d hydrogène.

Propriétés chimiques. L’hydrogène se combine directement avec le chlore , le brôme , l’iode et le fluor. Il en résulte des acides de composition analogue. Un mélange de gaz chlore et d’hydrogène, à volumes égaux (dans uu ballon de verre), peut être conservé indéfiniment dans l’obscurité, sans que ces deux gaz , qui pourtant ont une grande affinité l’un pour l’autre , se combinent entre eux. Mais , dès qu’on y fait arriver un rayon de soleil, la combinaison s’opère brusquement avec explosion , sans que le volume du mélange soit changé. A la lumière dif-

(1) L'odeur alliacée , que répand l'hydrogène quand on le prépare avec du fer ou du zinc , est étrangère à ce gaz , et on l'en débarrasse en le faisant passer à travers de l'alcool ou une dissol lition de potasse. Cette odeur tient très-probablement à la présence, d'un peu d'arsenic qui se trouve presque constamment dans le zinc et le fer du commerce.

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fuse du soleil , la combinaison s’effectue également, mais lentement et sans explosion. L’hydrogène se combine avec l’oxygène , à l'aide de l'électricité ; il y a dètonnation et formation d’eau. Pour que la combinaison des deux gaz, qui forment le mélange explosif, soit complète, il ne faut pas dépasser certaines proportions (Gay-Lussac et Huinbold). Quand on dépasse la proportion de 1J9, l’étincelle électrique n’a plus d’action sur le mélange explosif. Les boules de platine de M. Doebereiner (faites avec une partie de noir de platine et 4 parties d’argile) , portées à l’extrémité d'uu fil de platine ou de fer, dans un mélange explosif, produisent une combinaison complète , quelles que soient les proportions des deux gaz. Cette combinaison s'opère graduellement et sans explosion (t). Les boules de platine pourront remplacer avec avantage l’emploi de l’électrophore et de l’étincelle électrique. Le platine en éponge , sur lequel on fait arriver un courant d’hydrogène, devient incandescent au bout de quelques instants. Il y a formation d’eau aux dépens de l’oxygène de l’air. C’est de ce fait que M. Doebereiner a déduit l’heureux emploi des boules de platine dont nous venons de parler. Le rhodium, l’iridium, le palladium et probablement d’autres métaux encore, ont, à cet égard, la même propriété que le platine. Quand on fait passer un mélange explosif ( 1 vol. d’oxygène-}- 2 vol. d’hydrogène), par un tube étroit et qu’on l’allume, la température de la flamme qui se produit est si élevée , qu’elle fait fondre en quelques instants les substances les plus réfractaires et qu’on avait jusqu’ici regardées comme infusibles ou apyres , comme la pierre à fusil (silice) et le platine. De là, la découverte et l’emploi du chalumeau. Pour prévenir les dangers d’une explosion qui pourrait être causée par la rétrocession de la flamme, on a disposé , dans l’intérieur du tube que traverse le mélange gazeux , une grande quantité

(1) Un mélange «le bioxyde d'azote et «l’hydrogène se convertit, sons 1 influence du platine divisé, en ammoniaque et en eau (Doebereiner). Formule de cette réaction : KO1 + 511 = Nil3 + aHU.

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( 100 à ISO ) de toiles métalliques très-fines qui s’opposent à la pénétration de la flamme dans l’intérieur du réservoir.

Caractères distinctifs. La grande légèreté , le mélange explosif que l'hydrogène produit avec l'oxygène et avec le chlore, et la propriété qu'il a de hrùler à l'air avec une flamme trèspâle en dounant naissance à de l’eau , tous ces caractères suffisent pour distinguer i'hydrôgène des autres corps. Quand on enveloppe la flamme pâle de l’hydrogène, produite à l’extrémité d’un tube effilé {lampe des philosophes), avec un large tuyau de verre , on entend une série de sons ayant beaucoup d'analogie avec les sons d’un orgue {harmonica chimique). Il est facile de produire successivement l’octave, la tierce majeure et la quinte, enfin les sons de l’accord parfait en élevant ou en abaissant lentement le tuyau.

État. L’hydrogène ne se trouve pas dans la nature à l’état de liberté. Les anciens chimistes croyaient que ce gaz existait dans les hautes régions de l’atmosphère et que sa combinaison avec l'oxygène de l'air produisait les phénomènes de l orage. M. Gay-Lussac, dans son voyage aérostatique , dans lequel il s’est élevé à G, 000 mètres au-dessus de la surface de la terre , n a pas trouvé de trace de ce gaz dans les hautes régions de l’atmosphère. L’hydrogène est très-répandu à l'état de combinaison. Il existe ainsi dans l’eau , dans l’ammoniaque , dans les hydracides ( acide chlorhydrique , acide bromliydrique, acide iodhydrique, etc.) et dans presque toutes les substances animales et végétales.

Préparation. On prépare l liydrogène par voie humide , eu faisant agir un acide fort sur un mélange de métal et d’eau. Le fer ou le zinc , une partie d’acide sulfurique concentré , auquel on ajoute k à 5 fois son volume d’eau, remplissent ce but. A peineces trois substances sont-ellesen contact l’une avec l’autre, que la température s’élève et que l’hydrogène se dégage avec effervescence. Explication. Dans cette action, l'eau (HO) est décomposée. L’oxygène de celle-ci se porte sur le zinc (Zu) pour former de l'oxyde de zinc (ZnO) et celui-ci se combine avec

AZOTE ET HYDROGÈNE

l’acide sulfurique (SO5) pour former du sulfate de zinc (vitriol blanc ), qui reste dissous dans une partie d’eau non décomposée où il cristallise par refroidissement. L’hydrogène de l’eau ainsi décomposée , ne rencontrant aucun corps avec lequel il puisse se combiner , s’échappe par un tube recourbé adapté à un flacon , pour se rendre dans une éprouvette remplie d’eau. Voici cette réaction exprimée en formules :

Zn, + SO’ + HO=

ZnO, SO1 ( reste )

H (se dégage).

Si , à la place de l’acide sulfurique , on se sert d’un hydracide , tel que l’acide chlorhydrique , on obtient également un dé- * gagement d’hydrogène. Mais celui-ci provient alors non pas de l’eau , mais de l’acide décomposé :

Zn + Cl H =

Zn Cl ( reste )

H (se dégage).

On prépare l’hydrogène par voie sèche en faisant passer des vapeurs d'eau à travers un tube de porcelaine contenant des fils de fer chauffés au rouge. L’eau en vapeur se décompose à mesure quelle arrive sur le fer incandescent. L’oxygène de l’eau se porte sur le fer pour l’oxyder et l’hydrogène se dégage. On constate dans cette expérience que le volume d'hydrogène qui se dégage est égal au volume de la vapeur d’eau décomposée. L’eau , décomposée au moyen de la pile , donne de l’hydrogène au pôle négatif (1).

Formule de l'hydrogène = H = H* ( 2. atomes ) =* 12,48.

Usages. On emploie l’hydrogène dans l’analyse de l’air. Mêlé avec l’oxygène , dans les rapports de 2 vol. d’hydrogène à Un vol. d’oxygène, il sert à produire , en brûlant , la tem-

(I) Une batterie «le 10 pieds carrés «le zinc suffit pour produire 1 pied cube de mélange détonnant, par heure (voy. llullctia scientifique Je l'Acad. Impér. de Saint-Pétersbourg , u« jog).

azote et hydrogène.

pératurcla plus élevée que l’on connaisse. On se sert do l'hydrogène , à cause de sa légèreté , pour gonfler les ballons aérostatiques.

Hydrogène protocarboné.

Svn. Gai des marais, protocarbure d'hydrogène, Kohleawasserstoffgas (allcm.).

Propriétés physiques. L’hydrogène protocarboné est un gaz incolore, insipide , inodore. Sa densité est 0,559. 11 est très-peu soluble dans l’eau , dans l’alcool et dan9 l’éther. On ne connaît pas encore son véritable dissolvant. Il brûle avec une flamme bleuâtre , très- faible. Son indice de réfraction est 2,0927.

Propriétés chimiques. L’hydrogène protocarboné , soumis à l’action d’une série d'étincelles électriques , double de volume , en se décomposant en hydrogène et en carbone. En contact avec l’oxygène , il détonne , par l’approche d’une allumette en produisant de l’eau et de l’acide carbonique. Pour que cette combustion soit complète , il faut employer 2 volumes d’oxygène pour i vol. de gaz des marais. En effet :