L’Hélium

Document d’accompagnement pour des activités pédagogiques

Chacun, en fonction du niveau et de ses objectifs d’enseignement, pourra sélectionner au sein des informations suivantes ce qui lui semble le plus adapté pour la mise en place d’activités pédagogiques sur le thème de l’hélium, de ses propriétés et de son utilisation.

1. Découverte de l’hélium :

C’est au cours de l'éclipse totale du Soleil du 18 août 1868, que le français Janssen et les britanniques Lockyer et Frankland ont analysé le spectre de la couronne solaire. Ils ont alors identifié la présence d’une raie brillante dans le jaune (très proche de la raie jaune du sodium découverte trois ans auparavant par Bunsen et Kirchoff) due à un élément chimique inconnu jusqu’alors. Cet élément fut baptisé « hélium », en référence au nom grec du Soleil, « hélios ». Ce n'est qu’en 1895 que cet élément chimique fut identifié sur Terre par le chimiste anglais William Ramsay.

2. Spectre de l’hélium :

A noter dans le spectre d’émission de l’hélium, trois raies brillantes : - dans le bleu, à 502 nm - dans le jaune, à 587,6 nm (première raie identifiée) - dans le rouge, à 668 nm.

3. Propriétés physiques :

Dans les conditions normales de température et de pression, l’hélium est un gaz incolore, inodore, ininflammable et chimiquement inerte.
Sa masse volumique est égale à 0,176 kg.m-3 et sa densité vaut 0,139 (le septième de l’air). C’est un gaz très volatil et les petites dimensions de la molécule d’hélium favorisent son passage au travers des parois.
La vitesse du son dans l’hélium et dans ces conditions physiques est égale à 960 m.s-1 (pratiquement trois fois plus que dans l’air)

Sous une pression de 1013 hPa, la température d’ébullition de l’hélium a pour valeur
-268,9°C. Au dessous de cette température, l’hélium se présente sous forme liquide, avec une densité égale à 0,124.
Si on abaisse la pression, l’hélium devient un superfluide encore plus froid. C’est