Helium adalah unsur yang dikenal sebagai gas mulia. Itu tidak berwarna dan tidak berbau, dan itu lazim di seluruh alam semesta. Anda mungkin tahu tentang helium dari balon helium, yang mengapung. Namun, elemen helium memiliki lebih banyak kegunaan daripada balon pesta. Hal ini juga digunakan dalam airbag mobil, peralatan berteknologi tinggi, peralatan medis dan pesawat terbang. Helium terus menjadi komponen utama kehidupan modern, meskipun Anda tidak dapat melihatnya secara langsung.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Helium adalah unsur paling melimpah kedua di alam semesta. Meskipun Anda tidak dapat melihat atau menciumnya, helium banyak digunakan sehari-hari, dalam teknologi, kedokteran, dan bahkan di mobil.
Mengapa Helium Penting bagi Dunia?
Untuk memahami pentingnya helium bagi dunia, ada baiknya untuk mempelajari lebih lanjut tentang sifat-sifat elemen. Selain itu, penting untuk mempelajari sejarahnya dan bagaimana masalah pasokannya menonjol dalam aspek kehidupan modern.
Helium adalah unsur yang berwujud gas. Simbol atomnya adalah "Dia," dan nomor atomnya adalah 2 pada tabel periodik. Titik lebur helium adalah yang terendah dari semua elemen, dan titik didihnya adalah -452 derajat Fahrenheit. Hanya helium yang dapat tetap cair meskipun suhunya diturunkan. Ini akan mengeras hanya pada tekanan ekstrim. Sifat-sifat ini membuat helium sangat diperlukan untuk teknologi baru tertentu seperti bahan superkonduktor.
Unsur helium adalah yang kedua setelah hidrogen dalam kelimpahannya di alam semesta. Helium ada di setiap bintang, dan paling melimpah di bintang-bintang yang paling panas. Ini dihasilkan dari reaksi fusi nuklir di bintang. Faktanya, helium ditemukan pertama kali saat mempelajari bintang kita sendiri, matahari. Helium lazim di matahari; itu adalah elemen penting dan karena itu penting bagi dunia.
Helium tidak ditemukan sampai 18 Agustus 1868. Seorang astrofisikawan Prancis bernama Pierre Jules Cesar Janssen menggunakan perangkat astronomi baru yang disebut spektroskop untuk mengamati panjang gelombang cahaya. Spektroskop menampilkan spektrum, atau panjang gelombang cahaya, sebagai pita warna. Saat mengamati gerhana matahari dengan spektroskop, Janssen menemukan panjang gelombang dalam cahaya matahari yang tidak sesuai dengan elemen lain yang pernah ditemukan di Bumi, dalam bentuk kuning cerah garis. Janssen menyadari dia telah menemukan elemen baru. Astronom lain, orang Inggris Norman Lockyer, juga melakukan pengamatan ini saat melihat matahari. Keduanya telah mengamati unsur helium, yang diberi nama Lockyer menurut kata Yunani untuk matahari. Akhirnya, pada tahun 1882, helium sebenarnya ditemukan di Bumi, di lava Gunung Vesuvius, ketika fisikawan Luigi Palmieri menemukan spektrum kuning cerah saat dia menganalisis lava. Kemudian, William Ramsay melakukan eksperimen yang membuktikan helium ada di Bumi; ia menemukan bahwa ketika unsur radium meluruh, ia menghasilkan helium. Per Teodor Cleve dan Nils Abraham Langer, pada tahun 1895, akan menentukan berat atom helium.
Mempelajari helium membantu para ilmuwan lebih memahami tidak hanya Bumi, tetapi juga planet-planet lain. Di tata surya, para ilmuwan menemukan helium di atmosfer planet gas raksasa Jupiter dan Saturnus. Di Saturnus, semacam hujan helium, bercampur dengan hidrogen cair, jatuh ke atmosfer dalam lingkungan suhu dan tekanan yang ekstrem. Para ilmuwan berpikir bahwa "hujan" helium ini jatuh ke inti planet. Energi potensial gravitasinya yang dilepaskan mungkin yang membuat Saturnus bersinar begitu terang, sebuah fitur yang telah membingungkan para ilmuwan selama bertahun-tahun.
Seiring waktu, para ilmuwan belajar lebih banyak tentang sifat-sifat helium. Deskripsi helium adalah tidak berwarna dan tidak berbau, dan lebih ringan dari udara. Inilah sebabnya mengapa balon berisi helium mengapung, dan helium tidak terlalu larut dalam air. Kualitas inert fitur elemen sering dalam deskripsi helium. Secara historis dianggap inert secara kimia, ia cenderung tidak bereaksi dengan unsur lain. Helium tidak mau melepaskan dua elektronnya; itu tetap stabil dengan kulit elektronnya. Karena itu, helium dikategorikan sebagai salah satu gas mulia, bersama dengan neon, argon, radon, dan gas mulia lainnya dalam tabel periodik.
Baru-baru ini, para ilmuwan menemukan bahwa helium tidak sepenuhnya lembam, seperti yang diperkirakan sebelumnya. Setelah menemukan kristal yang terbuat dari unsur helium dan natrium, peneliti menemukan bahwa helium dapat bergabung dengan atom lain sementara tidak berbagi elektron – dengan kata lain, ia bergabung dengan atom lain tetapi tidak membuat ikatan kimia dalam prosesnya. Sebaliknya, ia melindungi atom bermuatan positif dari satu sama lain dan melawan gaya penolak yang biasanya mendorong mereka terpisah. Di bawah tekanan ekstrem, seperti yang mungkin terjadi di inti bumi, helium dan hidrogen memampatkan dan membentuk senyawa yang stabil. Para ilmuwan dapat mengungkap aspek yang lebih menarik dari elemen helium, dan apakah itu akan tetap ada mungkin untuk menganggapnya benar-benar lembam, atau jika memang dapat membentuk senyawa stabil secara ekstrim lingkungan.
Di atmosfer, helium hanya terkonsentrasi di sekitar 1 bagian dalam 200.000. Tidak praktis, hemat biaya atau efisien untuk mengekstrak helium dari udara, sehingga bukan cara orang mendapatkan helium. Sebaliknya, helium dihasilkan dari gas alam. Kotoran seperti air, sulfida, dan karbon dioksida pertama-tama harus dihilangkan, dan kemudian minyak mentah yang dihasilkan helium, yang masih mengandung unsur lain seperti argon, neon, hidrogen, dan nitrogen, dimurnikan pada suhu tinggi tekanan. Minyak mentah ini kemudian didinginkan. Argon dan nitrogen dicairkan, dan akhirnya nitrogen menguap. Helium memisahkan dari neon, nitrogen dan hidrogen. Penyaringan tambahan dengan arang aktif menghilangkan gas lainnya.
Helium dapat ditemukan di beberapa deposit gas alam di seluruh dunia. Namun, tidak di setiap deposit gas alam. Di Amerika Serikat, helium diekstraksi dari sumur di Kansas, Oklahoma dan Texas. Texas sendiri menampung Federal Helium Reserve, pasokan utama untuk AS. Namun, pasokan ini berkurang seiring waktu. Deposit besar helium juga ada di Tanzania. Sekarang hanya ada 14 pabrik di dunia yang memurnikan helium. Helium juga ditemukan dalam mineral radioaktif yang membusuk. Itu secara alami terbuat dari kosmik dan pemboman sinar-x berilium dan lithium.
Pasokan helium yang menyusut telah menjadi masalah utama. Ketergantungan pada helium dalam teknologi modern telah meningkat, dan akibatnya pasokan berkurang. Para ilmuwan sedang bekerja untuk membuat produksi helium lebih efisien dan berkelanjutan. Metode baru seperti daur ulang dan pencairan kembali helium mungkin berhasil dalam skala kecil yang dapat membantu para peneliti. Ini dapat membantu mengurangi biaya helium karena pasokannya turun.
Penemuan helium telah menghasilkan banyak inovasi besar. Akhirnya, banyak kegunaan helium akan muncul. Dalam kehidupan modern, helium sangat penting dalam bidang teknologi, kedokteran, dan penelitian.
Untuk Apa Helium Digunakan?
Ada banyak kegunaan helium. Tentu saja, ini digunakan untuk mengisi balon pesta yang menyenangkan anak-anak dan orang dewasa di seluruh dunia. Helium menggantikan hidrogen di kapal udara, setelah hidrogen ditemukan sangat reaktif. Helium digunakan untuk pengobatan, penelitian ilmiah, pengelasan busur, pendinginan, gas untuk pesawat terbang, pendingin untuk reaktor nuklir, penelitian kriogenik dan mendeteksi kebocoran gas. Ini digunakan untuk sifat pendinginannya karena titik didihnya mendekati nol mutlak. Ini membuatnya menarik untuk digunakan dalam superkonduktor. Helium juga digunakan untuk menekan roket dan pesawat ruang angkasa lainnya. Ini juga digunakan sebagai agen perpindahan panas.
Dalam pengobatan, terkadang helium digunakan untuk membantu pasien dengan masalah paru-paru seperti saluran udara tersumbat, asma, dan PPOK. Helium memungkinkan penetrasi gas yang lebih baik ke alveoli distal di paru-paru, sehingga digunakan untuk ventilasi paru-paru bila diperlukan secara medis. Helium juga digunakan untuk pengujian fungsi paru. Helium juga digunakan dalam beberapa operasi laparoskopi sebagai pengganti karbon monoksida. Helium kadang-kadang digunakan sebagai label untuk pencitraan. Kadang-kadang helium digunakan untuk operasi jantung terbuka, dicampur dengan oksigen dan digunakan sebagai kabut untuk paru-paru. Helium juga digunakan untuk mendinginkan magnet superkonduktor di pemindai MRI. Monitor radiasi juga menggunakan helium.
Tahukah Anda bahwa helium penting bagi penyelam? Helium menggantikan nitrogen dalam campuran gas penyelaman, sehingga penyelam dapat menyelam lebih dalam di bawah air tanpa efek negatif sistem saraf pusat. Tanpa campuran ini, penyelam dapat menderita efek tekanan dengan kondisi yang disebut "tikungan".
Ada banyak kegunaan ilmiah dari helium. Large Hadron Collider menggunakan helium untuk tujuan pendinginan. Helium digunakan untuk menemukan Higgs boson, sebuah terobosan besar dalam fisika. Ini digunakan dalam spektrometer resonansi magnetik nuklir. Superkonduktor hanya dapat bekerja jika dikelilingi oleh helium yang sangat dingin, dan helium telah digunakan dalam industri luar angkasa untuk pendinginan instrumen satelit dan pendingin bahan bakar untuk pesawat ruang angkasa. Ahli meteorologi menggunakan balon cuaca berisi helium untuk pengamatan cuaca. Pemindaian mikroskop elektron terkadang menggunakan helium untuk resolusi gambar yang lebih baik.
Helium juga memainkan peran penting dalam keselamatan kendaraan. Ini digunakan untuk mengisi airbag jika kendaraan mengalami kecelakaan.
Helium disimpan dan dikirim dalam bentuk cair, dan sangat dingin. Kurangnya reaktivitas membuatnya ideal untuk lingkungan pelindung. Jangan pernah menangani helium secara langsung. Ini sangat dingin sehingga dapat menyebabkan radang dingin yang berbahaya.
Dimana Helium Ditemukan dalam Kehidupan Sehari-hari?
Anda dapat menemukan helium yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari dalam berbagai bentuk. Ini digunakan sebagai agen pengangkat, dalam balon pesta, dalam campuran menyelam dan dalam serat optik. Tukang las menggunakan helium untuk pengelasan busur dalam konstruksi. Dokter dan ahli bedah menggunakan helium untuk membantu pasien dengan prosedur paru-paru dan jantung. Saat Anda mengunjungi toko kelontong, dan belanjaan Anda dipindai, Anda mungkin mengamati laser helium-neon. Jika Anda pernah melihat balon udara berlayar di atas kepala, Anda dapat yakin bahwa balon itu terangkat tinggi oleh helium. Lihat apakah Anda dapat melihat penggunaan helium dalam kehidupan sehari-hari saat Anda menjalani hari Anda.
Apakah Helium merupakan Gas Peledak?
Helium bukanlah gas yang mudah meledak. Ini diklasifikasikan sebagai tidak mudah terbakar, yang berarti helium tidak dapat terbakar. Ini sangat dingin dalam bentuk cair, sangat dingin sehingga membekukan gas lainnya. Namun, jika wadahnya terkena panas, wadah itu sendiri bisa pecah. Helium yang dicairkan dapat mendidih dengan hebat ketika ditempatkan di dalam air, dan ini dapat menyebabkan tekanan besar di dalam wadah, meningkatkan risiko wadah dapat meledak karena tekanan tersebut. Tapi dengan sendirinya, helium tidak akan meledak.
Apa Konsekuensi Menghirup Helium?
Anda mungkin pernah mendengar suara lucu dari seseorang yang menghirup sedikit helium dari balon. Menghirup helium mengubah nada suara manusia, membuatnya jauh lebih tinggi, melengking, dan kartun. Masalah dengan melakukan ini adalah ketika Anda menghirup helium dari balon, Anda tidak menghirup udara. Tubuh manusia perlu menghirup udara agar berfungsi dengan baik, dan untuk mendapatkan oksigen di tempat yang dibutuhkan di otak dan tubuh. Bahkan menghirup sedikit helium dapat menyebabkan pusing. Tapi itu juga bisa menyebabkan hilangnya kesadaran dan menyebabkan mati lemas. Pernapasan helium yang terus-menerus bahkan dapat menyebabkan kematian karena anoksia, yang berarti kekurangan oksigen dari tubuh.