Une petite partie de notre atmosphère
Les gaz rares sont présents en quantité extrêmement limitée dans l’atmosphère terrestre. Constitutifs de la dernière colonne du tableau périodique, ils sont au nombre de 7 et présentent une très faible réactivité chimique.
Seuls le xénon, le krypton et le néon sont qualifiés de gaz nobles.
Les gaz rares sont disponibles sous forme monoatomiques et présentent une très faible réactivité, propriété fondamentale pour leur mise en œuvre dans applications industrielles et médicales.
Les gaz rares, ces molécules précieusement utiles
Xénon, krypton et néon sont extraits de nos unités de séparation d‘air (ASU), puis traités dans des installations de séparation secondaire et de purification spéciales. Ils sont ensuite conditionnés selon vos besoins dans des bouteilles sécurisées garantissant une conservation optimale du gaz et une manipulation facilitée.
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Les gaz rares n'étant présents qu'à l'état de traces dans notre atmosphère, la quantité de xénon, de krypton et de néon pouvant être extraite est très limitée. Bien que leurs volumes soient limités, la demande pour ces gaz rares est en constante augmentation sur plusieurs segments de marché.
Les gaz rares, un marché en pleine expansion
Les gaz rares sont principalement utilisés sous forme pure ou dans des mélanges de gaz comme gaz de remplissage ou de fonctions, dans des lampes et des lasers. Le krypton est en outre utilisé comme gaz de remplissage dans des vitrages isolants.
Certaines applications laser fonctionnent exclusivement avec des mélanges de gaz rares et constituent une part importante du marché des gaz rares, notamment dans les secteurs du médical et de l’électronique, où les gaz rares sous leur forme la plus pure sont également utilisés à d'autres fins. La production de verre et de fenêtres, ainsi que la propulsion de satellites dans l'espace, constituent d'autres applications des gaz rares.
Nos équipes sont à votre disposition pour vos besoins en gaz rares de haute pureté.
Messer, partenaire fiable pour les gaz rares
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L’offre de gaz rares Messer
Xénon (Xe)
Le xénon est le plus lourd des gaz rares stables, avec une masse molaire est de 131,3 g/mol. C’est un gaz incolore, inodore et monoatomique, ni inflammable ni toxique et presque inerte chimiquement. C'est le seul gaz rare connu qui forme des composés, tels que le difluorure de xénon (XeF²) . Il est le plus rare des gaz de sa catégorie dans l’atmosphère (0,087 ppm, soit environ 1 particule sur 10 millions)
Production industrielle de xénon
La principale caractéristique utilisée pour la production de xénon est son point d’ébullition situé à -108,1 °C (165,0 K) :
- Lors de la séparation des composants de l'air, le xénon s'accumule avec le krypton dans la partie inférieure de l’unité de séparation de l’air.
- Le mélange brut xénon-krypton est extrait puis purifié.
- Une distillation supplémentaire dans une colonne spéciale permet d'extraire le xénon de la partie inférieure de la colonne, compte tenu de son point d'ébullition plus élevé que celui du krypton.
| Composition du xénon (Xe) 5.0 | |
|---|---|
| Pureté | ≥ 99,999% |
| Impuretés | |
| Kr | ≤ 2 ppmv |
| N₂ | ≤ 2,5 ppmv |
| O₂ + Ar | ≤ 1 ppmv |
| CO + CO₂ | ≤ 1 ppmv |
| H₂O | ≤ 2 ppmv |
| CF₄ | ≤ 1 ppmv |
| H₂ | ≤ 0,5 ppmv |
| HC (comme CH₄) | ≤ 0,5 ppmv |
Applications du xénon
Ce gaz rare est mis en œuvre dans une grande variété d'applications dans divers domaines de la vie quotidienne :
Commander du xénon de haute pureté
Krypton
Le krypton, 4e gaz rare, n'est ni inflammable ni toxique. C'est un gaz incolore, inodore, monoatomique et chimiquement inerte. Sa masse molaire est de 83,8 g/mol et il n'est présent dans l'atmosphère qu'à l'état de traces, soit 1,14 ppm (1,14 partie par million, soit environ 1 par million de particules).
Production industrielle de krypton
Le krypton est présent presque exclusivement dans l'atmosphère terrestre et présente des caractéristiques proche du xénon (Xe).
- les lasers au chlorure de xénon fonctionnent avec des mélanges gazeux à faible concentration de xénon, pour une utilisation en industrie et médecine.
- le xénon de haute pureté, quant à lui, est utilisé dans l'industrie électronique comme agent de gravure dans certains procédés et pour propulser des satellites spatiaux équipés de moteurs ioniques.
- nombreuses applications scientifiques, notamment comme scintillateur pour la détection de matière noire.
Composition du krypton (Kr) 5.0 Pureté ≥ 99,999% Impuretés Xe ≤ 2 ppmv Ar - O₂ - N₂ ≤ 2 ppmv KW (comme CH₄) ≤ 0,5 ppmv O₂ + Ar ≤ 1,5 ppmv CO + CO₂ ≤ 1 ppmv H₂O ≤ 2 ppmv CF₄ ≤ 1 ppmv H₂ ≤ 0,5 ppmv Applications du krypton
Grâce à sa faible conductivité thermique, l'une des principales applications du krypton est l’isolation thermique, notamment lors de son remplissage entre deux vitres pour créer des fenêtres isolantes à double vitrage.
Bien que son efficacité soit réduite dans les deux cas en raison de sa faible masse molaire, le krypton de haute pureté représente une alternative économique au xénon dans des procédés de gravure spécialisés dans l'industrie électronique et comme combustible dans les propulseurs ioniques des satellites de l'industrie spatiale.
Le laser au fluorure de krypton fonctionne quant à lui avec des mélanges gazeux contenant de faibles quantités de krypton.
Commander du krypton de haute pureté
Néon
Le néon, 2e gaz rare après l'hélium, n’est ni inflammable ni toxique. C’est un gaz incolore, inodore, monoatomique et chimiquement inerte. Sa masse molaire de 20,18 grammes par mole correspond à une masse volumique de 0,842 kg/m³ à 15 °C / 1 000 mbar, ce qui explique sa légèreté par rapport à l'air. Dans l'atmosphère terrestre, cet effet est toutefois négligeable, car le néon n'est présent qu'à l'état de traces, soit 18,2 ppm (18,2 parties par million , soit environ 1 particule sur 50 000).
Production industrielle de néon
Le néon peut être extrait de l'air grâce à de grandes installations de séparation d'air. L'atmosphère terrestre est la seule source connue de gaz rare. La distillation des composants de l'air produit un mélange gazeux enrichi en néon et en hélium, principalement en raison de leurs densités relativement faibles. Après élimination des autres composants (hydrogène et azote), le mélange hélium-néon brut est rectifié dans une colonne spéciale. Le point d'ébullition du néon, à -246,0 °C (27,1 K), permet au néon de se condenser tandis que l'hélium reste à l'état gazeux, rendant ainsi les deux composants accessibles pour une extraction efficace.
Composition du néon (Ne) 5.0 Pureté ≥ 99,999% Impuretés He ≤ 6 ppmv N₂ ≤ 2 ppmv O₂ ≤ 1 ppmv CO₂ ≤ 0,5 ppmv H₂O ≤ 1 ppmv HC ≤ 0,1 ppmv Applications du néon
Autrefois utilisé dans les enseignes et les lampes, où il était connu pour sa lueur rouge-orange caractéristique, le néon de haute pureté est désormais utilisé presque exclusivement dans les applications laser en électronique et en médecine.
Commander du néon de haute pureté
- Lors de la séparation des composants de l'air, le krypton s'accumule avec le xénon dans la partie inférieure de l’unité de séparation de l’air.
- Le mélange brut xénon-krypton est extrait puis purifié.
- Une distillation supplémentaire dans une colonne spéciale permet d'extraire le krypton de la partie supérieure, compte tenu de son point d’ébullition très bas (-153,4 °C soit 119,8 K), inférieur à celui du xénon
- Sa faible masse molaire, combinée à son énergie d'ionisation relativement élevée pour un gaz rare, en fait un gaz vecteur idéal pour les mélanges laser grâce à sa dissipation thermique rapide et sa faible réactivité.
- Compte tenu de son faible point d'ébullition, le néon peut également être utilisé comme fluide de refroidissement, surpassant même l'hélium en termes d'efficacité de refroidissement. Cependant, ses applications réelles sont limitées par l'existence d'alternatives plus économiques.