Néon

GÉNÉRALITÉS :
Le Néon est un des gaz de l'air atmosphèrique (voir ce lien sur l'air). Il représente 0,0018 % (18 ppm) du volume total de l'atmosphère terrestre. Il appartient au groupe des gaz "rares" (parfois appelé "gaz nobles"), avec l'argon, l’hélium, le krypton et le xénon.

De formule Ne, c'est un gaz inerte et incolore comme le di-azote N₂, à l'état naturel il n'est présent que dans l'air.
Masse atomique : 20,179 g mol^-1 (numéro atomique Z = 10).

Isotopes : stables > ²⁰Ne, ²¹Ne et ²²Ne.

Propriétés du Néon
Le néon est un un gaz incolore, inodore, inerte et ininflammable.
Il donne une lueur rougeâtre distinctive lorsqu'il est utilisé dans les tubes à vide et les "lampes néon".
À des tensions et des courants normaux, le néon a la décharge la plus intense de tous les gaz rares.

Nota : c'est par une généralisation abusive qu'on dénomme "néons" tous les tubes fluorescents, et notamment ceux des enseignes lumineuses. Seul le rouge est en effet possible avec le néon, et les autres couleurs sont, soit obtenues avec d'autres composés : hélium>jaune, CO₂ > blanc, argon > violet, argon/mercure > bleu. Soit produites par un revêtement fluorescent excité par un rayonnement ultraviolet.

Il est largement utilisé dans certaines applications industrielles, car c'est un réfrigérant moins cher que l'hélium, et il possède 40 fois sa capacité cryogénique.

Le néon est en principe le moins réactif de tous les gaz nobles, et on considère généralement qu'il est pratiquement inerte chimiquement. Les énergies de liaisons calculées pour le néon avec divers éléments (hydrogène, bore, béryllium, métaux nobles) sont encore inférieures à celles calculées pour l'hélium.
Aucun composé neutre du néon n'a été identifié, en revanche les ions moléculaires HNe⁺, HeNe⁺, Ne²⁺ et NeAr⁺ ont été observés lors d'études optiques ou spectroscopiques

Aux conditions "normales" de pression (1013,25 hPa), c'est un gaz plus léger que l'air : 0,853 kg/m3 à 15 °C et 0,8999 kg/m3 à 0°C.

Solubilité dans l'eau (à 1,013 bar et 0 °C) : 0,014 vol/vol (14 ml dans 1 litre d'eau), donc moins soluble que l'azote N₂ (23,4 ml/L), l'oxygène O₂ (48,9 ml/L) ou l'argon (53,7 ml/L).

Il se liquéfie vers -246°C (27,15 K) sous 1,013 bar (1 atm).

Le point d'ébullition du néon liquide se situe vers -246,1 °C (27,05 K).

Le point de fusion du néon solide (néon congelé) est à -249 °C (24,15 K) sous 1 atmosphère, et c'est donc aussi le point approché, de solidification du néon liquide.

Le Point Triple se situe vers T = -248,6 °C (24,55 K) et Pression = 4,34·10^-8 hPa, il se trouve donc largement inférieur à la pression atmosphérique "normale" (1013,25 hPa ou 1,013 bar), et le néon liquide et solide ne peuvent ainsi exister aux pressions et températures "classiques" sur Terre.

Point Critiques : Pression Pc = 2,756 MPa (27,56 bar) et Température Tc = -228,8 °C [44,35 K].

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Diagramme des phases

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Quelques caractéristiques :

• Phase gazeuse :
  • Masse volumique de la phase gazeuse [1013,25 hPa et au point d'ébullition] : 9,39 kg m3^-1.
  • Equivalent gaz/liquide (1013,25 hPa et 15 °C) : 1 m3 de gaz (0,853 kg) > 0,697 litre de liquide
  • Volume spécifique (1013,25 hPa, à 21 °C ) : 1,199 m3 kg^-1
  • Chaleur spécifique à pression constante (Cp) (1 bar et 25 °C) : 21 J/(mole.K)
  • Chaleur spécifique à volume constante(Cp) (1 bar et 25 °C) : 12 J/(mole.K)
  • Viscosité (1013,25 hPa, à 0 °C ) : 0,0002974 Poise
  • Conductivité thermique (1013,25 hPa, à 0 °C ) : 45,8 mW/(m.K)
    
• Phase liquide :
  • Masse volumique de la phase liquide (1013,25 hPa, au point d'ébullition) : 1207 kg m3^-1
  • Point d'ébullition (1013,25 hPa) : -246,1 °C (27,05 K)
    Equivalent liquide/gaz (1013,25 hPa et 15 °C) : 1434 litres de gaz (1,223 kg) pour 1 litre de liquide
  • Chaleur latente de vaporisation (1013,25 hPa, au point d'ébullition) : 88,7 kJ kg^-1
    
• Phase solide (néon congelé) :
  • Point de fusion : -249 °C (24,15 K)
  • Chaleur latente de fusion (1,013 bar, au point triple) : 16,61 kJ/kg

Utilisations.

• Industrielles :
  • En mélange avec l'argon, il est utilisé dans les lampes d'enseignes lumineuses.
  • Utilisé pour remplir les lampes fluorescente, à arc, à vapeur de sodium ou les lampes stroboscopiques.
  • Permet d'obtenir des lampes à faibles consommations.
  • Remplissage de tubes à rayons X tels que les thyratrons (en mélange avec l'argon).
  • Utilisé dans les lasers hélium néon.
  • Utilisé comme gaz tampon dans les lasers à vapeurs métalliques.
    

Divers.

• Recherche sur les particules ionisées.
• Refroidissement des détecteurs infra-rouges ultra sensibles.
• Détection de particules ionisées dans les chambres à bulles.

Effet sur l'homme.
Risque de suffocation : une inhalation d’une grande quantité comporte des risques d’asphyxie par privation d’oxygène.

Lien (canadien) sur les dangers des liquides cryogéniques.

A noter que les atmosphères des autres planètes télluriques Vénus et Mars contiennent respectivement 7 ppm (0,0007%) et 2,5 ppm (0,00025%) de gaz Néon.

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