El helio es un elemento conocido como gas noble. Es incoloro e inodoro, y prevalece en todo el universo. Es posible que conozca el helio de los globos de helio, que flotan. Sin embargo, el elemento helio tiene muchos más usos que los globos de fiesta. También se utiliza en airbags de automóviles, equipos de alta tecnología, dispositivos médicos y aviones. El helio sigue siendo un componente importante de la vida moderna, aunque no se puede ver directamente.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
El helio es el segundo elemento más abundante del universo. Si bien no puede verlo ni olerlo, el helio se presenta en muchos usos cotidianos, en tecnología, medicina e incluso en automóviles.
¿Por qué es importante el helio para el mundo?
Para comprender la importancia del helio para el mundo, es útil aprender más sobre las propiedades del elemento. Además, es crucial aprender sobre su historia y cómo sus problemas de suministro se incorporan a aspectos de la vida moderna.
El helio es un elemento que existe en forma de gas. Su símbolo atómico es "Él" y su número atómico es 2 en la tabla periódica. El punto de fusión del helio es el más bajo de todos los elementos y su punto de ebullición es de -452 grados Fahrenheit. Solo el helio puede permanecer líquido incluso si se baja su temperatura. Se solidificará solo a presión extrema. Estas propiedades hacen que el helio sea indispensable para ciertas tecnologías más nuevas, como los materiales superconductores.
El elemento helio es superado solo por el hidrógeno en su abundancia en el universo. El helio existe en todas las estrellas y es más abundante en las estrellas más calientes. Se produce a partir de reacciones de fusión nuclear en estrellas. De hecho, el helio se descubrió por primera vez al estudiar nuestra propia estrella, el sol. El helio prevalece en el sol; es un elemento esencial y, por tanto, importante para el mundo.
El helio no se descubrió hasta el 18 de agosto de 1868. Un astrofísico francés llamado Pierre Jules Cesar Janssen utilizó un nuevo dispositivo astronómico llamado espectroscopio para observar las longitudes de onda de la luz. El espectroscopio mostró los espectros, o longitudes de onda de luz, como bandas de color. Mientras observaba el sol eclipsado con un espectroscopio, Janssen encontró una longitud de onda en la luz del sol que no correspondía a ningún otro elemento encontrado todavía en la Tierra, en forma de un amarillo brillante línea. Janssen se dio cuenta de que había descubierto un nuevo elemento. Otro astrónomo, el inglés Norman Lockyer, también hizo esta observación mientras observaba el sol. Ambos habían observado el elemento helio, que Lockyer nombró por la palabra griega sol. Finalmente, en 1882, se descubrió helio en la Tierra, en la lava del Vesubio, cuando el físico Luigi Palmieri encontró los espectros de color amarillo brillante mientras analizaba la lava. Más tarde, William Ramsay realizó experimentos que demostraron que existía helio en la Tierra; descubrió que cuando el elemento radio decaía, producía helio. Según Teodor Cleve y Nils Abraham Langer determinaría, en 1895, el peso atómico del helio.
El estudio del helio ayuda a los científicos a comprender mejor no solo la Tierra, sino también los otros planetas. En el sistema solar, los científicos descubrieron helio en la atmósfera de los planetas gaseosos gigantes Júpiter y Saturno. En Saturno, una especie de lluvia de helio, mezclada con hidrógeno líquido, cae a la atmósfera en un ambiente extremo de temperatura y presión. Los científicos piensan que esta "lluvia" de helio cae al centro del planeta. Su energía potencial gravitacional desatada puede ser lo que hace que Saturno brille con tanta intensidad, una característica que ha desconcertado a los científicos durante años.
Con el tiempo, los científicos aprendieron más sobre las propiedades del helio. La descripción del helio es que es incoloro e inodoro, y más ligero que el aire. Es por eso que los globos llenos de helio flotan y el helio no es muy soluble en agua. Las cualidades inertes del elemento aparecen a menudo en la descripción del helio. Históricamente considerado químicamente inerte, tiende a no reaccionar con otros elementos. El helio no quiere ceder sus dos electrones; permanece estable con su capa de electrones. Debido a esto, el helio se clasifica como uno de los gases nobles, junto con el neón, el argón, el radón y otros gases nobles de la tabla periódica.
Recientemente, los científicos descubrieron que el helio no es completamente inerte, como se pensaba. Al descubrir cristales hechos de los elementos helio y sodio, los investigadores encontraron que el helio puede combinarse con otros átomos. aunque no comparte sus electrones, en otras palabras, se combina con otros átomos pero no forma enlaces químicos en el proceso. En cambio, protege los átomos cargados positivamente entre sí y contrarresta la fuerza repelente que normalmente los separa. Bajo una presión extrema, como la que podría haber en el núcleo de la Tierra, el helio y el hidrógeno se comprimen y forman compuestos estables. Los científicos pueden descubrir aspectos más fascinantes del elemento helio, y si seguirá siendo posible considerarlo verdaderamente inerte, o si de hecho puede formar compuestos estables en condiciones extremas Ambientes.
En la atmósfera, el helio solo se concentra en aproximadamente 1 parte en 200.000. No es práctico, rentable ni eficiente extraer helio del aire, de modo que no es así como la gente obtiene helio. En cambio, el helio se produce a partir de gas natural. Las impurezas como el agua, los sulfuros y los dióxidos de carbono deben eliminarse primero y luego el crudo resultante El helio, que todavía contiene otros elementos como argón, neón, hidrógeno y nitrógeno, se purifica a altas presiones. A continuación, este crudo se sobreenfría. El argón y el nitrógeno se licuan y, finalmente, el nitrógeno se evapora. El helio se separa del neón, el nitrógeno y el hidrógeno. El filtrado adicional con carbón activado elimina otros gases.
El helio se puede encontrar en algunos depósitos de gas natural en todo el mundo. Sin embargo, no se encuentra en todos los depósitos de gas natural. En los Estados Unidos, el helio se extrae de pozos en Kansas, Oklahoma y Texas. Solo Texas alberga la Reserva Federal de Helio, el principal suministro para los EE. UU. Sin embargo, este suministro está disminuyendo con el tiempo. También existe un gran depósito de helio en Tanzania. Ahora solo hay 14 plantas en el mundo que refinan helio. El helio también se encuentra en minerales radiactivos en descomposición. Está hecho de forma natural a partir del bombardeo cósmico y de rayos X de berilio y litio.
La disminución del suministro de helio se ha convertido en un problema importante. La dependencia del helio en la tecnología moderna ha aumentado y, como resultado, el suministro disminuyó. Los científicos están trabajando para hacer que la producción de helio sea más eficiente y sostenible. Los métodos novedosos, como el reciclaje y la re-licuefacción del helio, podrían funcionar a pequeña escala y ayudar a los investigadores. Esto puede ayudar a reducir el costo del helio a medida que disminuye su suministro.
El descubrimiento del helio ha dado lugar a muchas grandes innovaciones. Eventualmente, surgirían muchos usos del helio. En la vida moderna, la importancia del helio es enorme en los ámbitos de la tecnología, la medicina y la investigación.
¿Para qué se utiliza el helio?
Hay muchos usos del helio. Por supuesto, se utiliza para llenar globos de fiesta que hacen las delicias de niños y adultos de todo el mundo. El helio reemplazó al hidrógeno en las aeronaves, después de que se descubrió que el hidrógeno era altamente reactivo. El helio se utiliza para medicina, investigación científica, soldadura por arco, refrigeración, gas para aviones, refrigerante para reactores nucleares, investigación criogénica y detección de fugas de gas. Se utiliza por sus propiedades de enfriamiento debido a que su punto de ebullición está cerca del cero absoluto. Esto lo hace atractivo para su uso en superconductores. El helio también se utiliza para presurizar cohetes y otras naves espaciales. También se utiliza como agente de transferencia de calor.
En medicina, a veces se usa helio para ayudar a pacientes con problemas pulmonares como vías respiratorias obstruidas, asma y EPOC. El helio permite una mejor penetración del gas en los alvéolos distales de los pulmones, por lo que se utiliza para la ventilación pulmonar cuando es médicamente necesario. El helio también se usa para pruebas de función pulmonar. El helio también se usa en algunas cirugías laparoscópicas en lugar del monóxido de carbono. En ocasiones, el helio se utiliza como etiqueta para la obtención de imágenes. A veces, el helio se usa para la cirugía a corazón abierto, se mezcla con oxígeno y se usa como niebla para los pulmones. El helio también se usa para enfriar los imanes superconductores en los escáneres de resonancia magnética. Los monitores de radiación también usan helio.
¿Sabías que el helio es importante para los buceadores? El helio reemplaza al nitrógeno en las mezclas de gases de buceo, por lo que los buzos pueden sumergirse más profundamente sin efectos negativos en el sistema nervioso central. Sin esta mezcla, los buzos podrían sufrir efectos de presión con la condición llamada "las curvas".
Existen numerosos usos científicos del helio. El Gran Colisionador de Hadrones utiliza helio para enfriar. El helio se utilizó para descubrir el bosón de Higgs, un gran avance en la física. Se utiliza en espectrómetros de resonancia magnética nuclear. Los superconductores solo pueden funcionar si están rodeados por el frío extremo del helio, y el helio se ha utilizado en la industria espacial para enfriar instrumentos satelitales y refrigerante de combustible para naves espaciales. Los meteorólogos utilizan globos meteorológicos llenos de helio para realizar observaciones meteorológicas. Los microscopios electrónicos de barrido a veces utilizan helio para obtener una mejor resolución de la imagen.
El helio también juega un papel importante en la seguridad de los vehículos. Se utiliza para llenar los airbags si un vehículo choca.
El helio se almacena y envía en forma líquida y hace mucho frío. Su falta de reactividad lo hace ideal para ambientes protectores. Nunca manipule helio directamente. Es tan increíblemente frío que puede provocar una peligrosa congelación.
¿Dónde se encuentra el helio en la vida cotidiana?
Puede encontrar helio utilizado en la vida cotidiana en varias formas. Se utiliza como agente de elevación, en globos de fiesta, en mezclas de buceo y en fibras ópticas. Los soldadores utilizan helio para soldar arcos en la construcción. Los médicos y cirujanos usan helio para ayudar a los pacientes con procedimientos pulmonares y cardíacos. Cuando visita una tienda de comestibles y se escanean sus comestibles, es probable que esté observando láseres de helio-neón. Si alguna vez ve un dirigible volando por encima de su cabeza, puede estar seguro de que está sostenido en alto por helio. Vea si puede detectar el uso del helio en la vida cotidiana a medida que avanza el día.
¿Es el helio un gas explosivo?
El helio no es un gas explosivo. Está clasificado como incombustible, lo que significa que el helio no se puede quemar. Es extremadamente frío en forma líquida, tan frío que congela otros gases. Sin embargo, si su recipiente se expone al calor, el recipiente en sí puede explotar. El helio licuado puede hervir violentamente cuando se coloca en agua, y esto puede generar una gran presión dentro de los contenedores, lo que aumenta el riesgo de que los contenedores exploten debido a la presión. Pero por sí solo, el helio no explotará.
¿Cuáles son las consecuencias de inhalar helio?
Es posible que haya escuchado el sonido humorístico de alguien que inhala un poco de helio de un globo. Respirar helio cambia el tono de la voz humana, haciéndola mucho más aguda, chillona y caricaturesca. El problema de hacer esto es que cuando inhala helio de un globo, no está inhalando aire. Los cuerpos humanos necesitan respirar aire para funcionar correctamente y obtener oxígeno donde se necesita en el cerebro y el cuerpo. Incluso respirar una pequeña cantidad de helio puede causar mareos. Pero también puede provocar pérdida del conocimiento y asfixia. La respiración continua de helio puede incluso provocar la muerte por anoxia, lo que significa una falta de oxígeno del cuerpo.