Vous trouverez ci-après un tableau regroupant les densités par rapport à l’air de quelques Gaz et Vapeurs, choisis pour leur importance ou le fait que l’on en parle…

Il faut que j’explique pourquoi les colonnes 2 et 3 ont un double intitulé.

Lorsqu’il s’agit d’un corps composé, par exemple le gaz acide carbonique ou la vapeur d’eau, il est évident que ce sont les intitulés " Formule " et " Masse moléculaire " qui s’appliquent.

Lorsqu’il s’agit d’un élément, là encore ce sont le plus souvent ces mêmes intitulés qui s’appliquent. En effet, les atomes de la plupart des éléments se groupent, le plus souvent par deux, et les gaz ou vapeurs correspondants sont formés de molécules . Ainsi le gaz Hydrogène est-il formé de molécules de formule H2 et de masse moléculaire 2.

Mais chez une classe d’éléments, les " Gaz rares " (pas tous si rares que cela puisque l’Argon représente environ 1% de l’atmosphère terrestre et que l’Hélium, assez rare en effet sur notre globe, est un constituant essentiel des étoiles), les atomes restent isolés : ces gaz sont " monoatomiques ". La vapeur de Mercure présente la même particularité.

Dans ce cas, ce sont, bien sûr, " Symbole " et " Masse atomique " qui conviennent.

La dernière colonne héberge des numéros qui renvoient à des notes et remarques faisant suite.

Densités par rapport à l’air de quelques Gaz et Vapeurs

Nom	Symbole ou Formule		Masse atomique ou Moléculaire		Densité par rapport à l’air		Notes
- :- :- :- :- :- :- :- :- : GAZ :- :- :- :- :- :- :- :- :
Hydrogène	H2		2		0,069		1
Hélium	He		4		0,139		1
Oxygène	O2		32		1,11
Azote	N2		28		0,97
Argon	Ar		40		1,39		2
Ozone	O3		48		1,67		3
Di-oxyde de carbone (acide carbonique)	CO2		44		1,53		4
Monoxyde de carbone	CO		28		0,97		4
Di-oxyde de soufre	SO2		64		2,22
Méthane	CH4		6		0,55		5
Propane	C3H8		44		1,53
Butane	C4H10		58		2,014		6
Chlore	Cl2		71		2,46
Krypton	Kr		84		2,92		7
Radon	Rn		222		7,71		8
- :- :- :- :- :- :- :- :- : VAPEURS :- :- :- :- :- :- :- :- :
Eau		H2O		18		0,625		9
Alcool éthylique(Alcool)		C2H6O		46		1,6
Oxyde d’éthyle(Ether officinal)		C4H10O		74		2,57		10
Benzène (Benzine)		C6H6		78		2,71		10
Mercure		Hg		200		6,94		11
Iode		I2		254		8,82		11

Notes et Remarques

(1)Hydrogène et Hélium

Bien que l’atome d’Hélium soit 4 fois plus lourd que celui d’Hydrogène (son noyau contient 2 protons et 2 neutrons contre un seul proton pour l’Hydrogène), le gaz Hélium, monoatomique, n’est que 2 fois plus dense que le gaz Hydrogène, diatomique.

Ne pas déduire de cette double densité qu’un ballon gonflé à l’hélium a une force ascensionnelle moitié de celle du même ballon gonflé à l’hydrogène ; elle n’est que de 7% inférieure. Le seul inconvénient de l’hélium pour cet usage est son prix, mais c’est le prix de la sécurité. L’hydrogène est d’ailleurs maintenant interdit pour le gonflement des ballons, en raison de son inflammabilité.

(2) Argon et " Gaz rares "

L’Argon est, sur Terre, le plus abondant des " Gaz rares ", ces corps dont les atomes gardent un " splendide isolement " et ne se lient à rien, pas même à eux-mêmes. Sa proportion dans l’atmosphère est voisine de 1%, donc considérablement plus grande que celle du gaz carbonique (3 dix millièmes), dont cependant les végétaux tirent tout le carbone nécessaire à leur vie.

(3) Ozone

L’Ozone est constitué des mêmes atomes que l’Oxygène qui entretient notre vie ; seulement, dans l’oxygène moléculaire que nous respirons, ils sont groupés par deux, dans les molécules d’ozone ils sont groupés par trois, ce qui confère à l’ozone des propriétés différentes. L’Ozone étant relativement lourd peut s’accumuler dans les rues des villes en l’absence de vent et alors irriter les voies respiratoires, mais celui créé dans la haute atmosphère protège les êtres vivants des rayons ultraviolets les plus nocifs.

(4) Di-oxyde et monoxyde de Carbone

Ces deux produits de la combustion (combinaison à l’oxygène) de matières carbonées sont très différents. Le di-oxyde de carbone ou acide carbonique ou gaz carbonique, indispensable à la vie des végétaux, n’est pas toxique, mais il ne permet pas la respiration des animaux et comme il est assez lourd, il peut s’accumuler dans des lieux creux (cuves de fermentation, certaines grottes) et y remplacer l’air respirable, d’où des accidents mortels par asphyxie. Malgré sa grande densité, il diffuse vers la haute atmosphère et constitue la part la plus active des " gaz à effet de serre ".

Au contraire, le monoxyde de carbone est gravement toxique : il se combine à l’hémoglobine du sang en formant un composé stable qui empêche l’hémoglobine de jouer son rôle de transport de l’oxygène. Comme il a sensiblement la densité de l’air, il diffuse facilement et comme il est inodore, on peut ne le percevoir que trop tard.

(5) Méthane


C’est aussi un " gaz à effet de serre ". Principal constituant du " gaz naturel ", il est engendré par les fermentations de matières organiques (" gaz des marais ", démonstration au marais poitevin, éructations des ruminants). Comme il est léger, il monte facilement dans la haute atmosphère.

(6) Propane et Butane

Ces combustibles domestiques, du fait de leur densité élevée (une fois et demie et deux fois celle de l’air), présentent un danger dans les espaces bien clos vers le bas. C’est en particulier le cas des bateaux, où la moindre fuite de butane peut accumuler dans les fonds une couche explosive très difficile à ventiler.

(7) Krypton

Je mentionne ce " gaz rare " parce que, s’il est vraiment rare dans la nature, il est présent dans bien des foyers sous la forme d’ampoules d’éclairage " krypton ".

Lorsqu’on s’efforça d’accroître le rendement lumineux des lampes à incandescence, on imagina de ralentir l’évaporation du filament en introduisant dans l’ampoule un gaz inerte. Ainsi naquirent les lampes " demi-watt ", à remplissage d’argon. Mais comme on n’arrête pas le progrès, on augmenta le rendement en remplaçant l’argon par le krypton, plus de 2 fois plus dense, donc moins conducteur de la chaleur, ce qui permit au filament, sans majoration de la consommation, de travailler à une température plus élevée
.
(8) Radon

C’est le dernier de la série des " gaz rares " et le plus lourd. Totalement inerte comme ses frères, il ne présente évidemment aucune toxicité chimique. Mais il est radioactif et peut présenter certains risques, ses produits de désintégration étant solides et pouvant se fixer dans les poumons. Il se dégage du sol en certaines régions et s’accumule dans les caves et cavernes.

(9) Vapeur d’eau

La vapeur d’eau est plus légère que l’air. C’est pourquoi les dépressions atmosphériques naissent au-dessus des océans.

(10) Ether officinal, Benzine

Les vapeurs de ces liquides sont lourdes et très inflammables ; il faut se méfier, elles peuvent " courir " sur une table et aller s’enflammer sur une flamme ou un point incandescent éloigné.

(11) Mercure et Iode

Comme pour l’Hydrogène et l’Hélium, la vapeur de Mercure, monoatomique, est moins dense que la vapeur d'Iode, diatomique, bien que l’atome de Mercure soit plus lourd que l’atome d’Iode.

La vapeur d’Iode a une belle couleur violette.

La vapeur de Mercure a eu une grande importance en électrotechnique en permettant la réalisation de redresseurs à tache cathodique. Les pompes à diffusion à vapeur de mercure ont été pendant longtemps les seules à pouvoir atteindre des vides profonds.

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