Хелијум је елемент познат као племенити гас. Без боје је и без мириса, а распрострањен је широм свемира. Можда знате о хелијуму из хелијумових балона, који плутају. Елемент хелијум има много више користи од балона за забаву. Такође се користи у ваздушним јастуцима за аутомобиле, високотехнолошкој опреми, медицинским уређајима и авионима. Хелијум је и даље главна компонента модерног живота, иако га не можете директно видети.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Хелијум је други најраспрострањенији елемент у свемиру. Иако га не можете видети или осетити, хелијум се користи у многим свакодневним употребама, у технологији, медицини, па чак и у аутомобилима.
Зашто је хелијум важан за свет?
Да бисте разумели важност хелијума за свет, помаже вам да сазнате више о својствима елемента. Поред тога, од кључне је важности научити о његовој историји и о томе како се проблеми са снабдевањем укључују у аспекте савременог живота.
Хелијум је елемент који постоји у облику гаса. Његов атомски симбол је „Хе“, а атомски број је 2 на периодном систему. Тачка топљења хелијума је најнижа од свих елемената, а тачка кључања је -452 степени Фахренхеита. Само хелијум може остати течан чак и ако му је температура снижена. Очврсће се само под екстремним притиском. Ова својства чине хелиј незаменљивим за неке новије технологије као што су суправодљиви материјали.
Елемент хелијум је по обиљу у свемиру само за водоником. Хелијум постоји у свакој звезди, а највише га има у најтоплијим звездама. Настаје из реакција нуклеарне фузије у звездама. Заправо, хелијум је први откривен током проучавања наше сопствене звезде, сунца. Хелиј је распрострањен на сунцу; то је суштински елемент и стога важан за свет.
Хелијум је откривен тек 18. августа 1868. Француски астрофизичар Пиерре Јулес Цесар Јанссен користио је нови астрономски уређај назван спектроскоп за посматрање таласних дужина светлости. Спектроскоп је приказао спектре, или таласне дужине светлости, као опсеге боја. Током посматрања помраченог сунца спектроскопом, Јанссен је пронашао таласну дужину у сунчевој светлости који није одговарао ниједном другом елементу који се још налази на Земљи, у облику светло жуте боје линија. Јанссен је схватио да је открио нови елемент. Још један астроном, Енглез Норман Лоцкиер, такође је извршио ово посматрање док је гледао сунце. Обојица су посматрали елемент хелијум, који је Локер назвао по грчкој речи за сунце. На крају, 1882. године, хелиј је у ствари откривен на Земљи, у лави Везува, када је физичар Луиги Палмиери пронашао јарко жуте спектре док је анализирао лаву. Касније је Виллиам Рамсаи извео експерименте који су доказали да хелијум постоји на Земљи; открио је да када се елемент радијум распада, он производи хелијум. По Теодору Цлевеу и Нилсу Абрахам Лангер би 1895. одредио атомску тежину хелијума.
Проучавање хелијума помаже научницима да боље разумеју не само Земљу, већ и друге планете. У Сунчевом систему научници су открили хелијум у атмосфери џиновских гасних планета Јупитер и Сатурн. На Сатурну, врста хелијумске кише, помешане са течним водоником, пада у атмосферу у екстремном окружењу температуре и притиска. Научници мисле да ова хелијумска „киша“ пада у језгро планете. Његова ослобођена гравитациона потенцијална енергија може бити оно због чега Сатурн тако блиста, што је карактеристика која збуњује научнике годинама.
Временом су научници сазнали више о својствима хелијума. Опис хелијума је да је без боје и мириса, а лакши је од ваздуха. Због тога балони пуњени хелијумом плутају, а хелијум није баш растворљив у води. Инертни квалитети елемента често се појављују у опису хелијума. Историјски сматран хемијски инертним, има тенденцију да не реагује са другим елементима. Хелијум не жели да се одрекне своја два електрона; остаје стабилан са својом електронском љуском. Због тога је хелијум категорисан као један од племенитих гасова, заједно са неоном, аргоном, радоном и осталим племенитим гасовима на периодном систему.
Недавно су научници открили да хелијум није потпуно инертан, како се некада мислило. Откривајући кристале направљене од елемената хелијум и натријум, истраживачи су открили да се хелиј може комбиновати са другим атомима иако не дели своје електроне - другим речима, он се комбинује са другим атомима, али у том процесу не ствара хемијске везе. Уместо тога, штити позитивно наелектрисане атоме једни од других и супротставља се одбојној сили која их нормално раздваја. Под екстремним притиском, какав би могао бити у сржи Земље, хелијум и водоник се компресују и формирају стабилна једињења. Научници ће можда открити фасцинантније аспекте елемента хелијум и да ли ће он и даље бити могуће сматрати истински инертним или ако заиста може створити стабилна једињења у екстремним условима окружења.
У атмосфери је хелијум концентрисан само у приближно једном делу од 200.000. Није практично, исплативо или ефикасно вадити хелијум из ваздуха, па то није начин на који људи добијају хелијум. Уместо тога, хелијум се производи из природног гаса. Прво се морају уклонити нечистоће попут воде, сулфида и угљен-диоксида, а затим и сирова хелијум, који и даље садржи друге елементе попут аргона, неона, водоника и азота, пречишћава се на високим температурама притисци. Затим се ова сирова нафта супер охлади. Аргон и азот су течни, а на крају азот испарава. Хелијум се одваја од неона, азота и водоника. Додатно филтрирање активним угљем уклања остале гасове.
Хелиј се може наћи у неким налазиштима природног гаса широм света. Нема га, међутим, у сваком лежишту природног гаса. У Сједињеним Државама хелијум се вади из бунара у Канзасу, Оклахоми и Тексасу. Само у Тексасу се налази Федерални резерват хелијума, главно снабдевање САД-а. Међутим, то се временом смањује. Велико лежиште хелијума постоји и у Танзанији. На свету постоји само 14 биљака које рафинишу хелијум. Хелиј се такође налази у распадајућим радиоактивним минералима. Природно је направљен од космичког и рентгенског бомбардирања берилија и литијума.
Смањивање залиха хелијума постало је главно питање. Зависност од хелијума у модерној технологији се повећала, а понуда се смањила као резултат. Научници раде на томе да производњу хелијума учине ефикаснијом и одрживијом. Нове методе попут рециклирања и поновног течења хелијума могу деловати у малом обиму и помоћи истраживачима. Ово може помоћи у смањењу трошкова хелијума како његова залиха опада.
Откриће хелијума довело је до многих великих иновација. На крају би се појавиле многе употребе хелијума. У савременом животу, значај хелијума је огроман у сферама технологије, медицине и истраживања.
За шта се користи хелијум?
Постоји много примена хелијума. Наравно, користи се за пуњење балона за забаву који одушевљавају децу и одрасле широм света. Хелијум је заменио водоник у ваздушним бродовима, након што је утврђено да је водоник високо реактиван. Хелијум се користи за медицину, научна истраживања, електролучно заваривање, хлађење, гас за авионе, расхладну течност за нуклеарне реакторе, криогена истраживања и откривање цурења гаса. Користи се због својстава хлађења, јер је тачка кључања близу апсолутне нуле. То га чини атрактивним за употребу у суперпроводницима. Хелијум се такође користи за стварање ракета под притиском и других свемирских летелица. Такође се користи као средство за пренос топлоте.
У медицини се понекад хелијум користи за помоћ пацијентима са проблемима плућа као што су зачепљени дисајни путеви, астма и ХОБП. Хелијум омогућава бољи продор гасова до дисталних алвеола у плућима, па се користи за вентилацију плућа када је то неопходно. Хелијум се такође користи за испитивање плућне функције. Хелијум се такође користи у неким лапароскопским операцијама уместо угљен-моноксида. Хелијум се понекад користи као етикета за снимање. Понекад се хелијум користи за операцију на отвореном срцу, помешан са кисеоником и користи се као магла за плућа. Хелијум се такође користи за хлађење суперпроводљивих магнета у МРИ скенерима. Монитори зрачења такође користе хелијум.
Јесте ли знали да је хелијум важан за рониоце? Хелијум замењује азот у мешавинама ронилачких гасова, тако да рониоци могу ићи дубље под водом без негативних ефеката на централни нервни систем. Без ове смеше, рониоци би могли патити од утицаја притиска са стањем званим „завоји“.
Постоје бројне научне употребе хелијума. Велики хадронски сударач користи хелиј у сврху хлађења. Хелијум је коришћен за откривање Хиггсовог бозона, великог открића у физици. Користи се у спектрометрима нуклеарне магнетне резонанце. Суперпроводници могу радити само ако су окружени екстремном хладноћом хелијума, а хелијум се користи у свемирској индустрији за хлађење сателитских инструмената и расхладно средство за гориво свемирских летелица. Метеоролози користе метеоролошке балоне пуњене хелијумом за проматрање времена. Скенирајући електронски микроскопи понекад користе хелијум за бољу резолуцију слике.
Хелијум такође игра важну улогу у безбедности возила. Користи се за пуњење ваздушних јастука у случају пада возила.
Хелијум се складишти и отпрема у течном облику и изузетно је хладан. Његов недостатак реактивности чини га идеалним за заштитно окружење. Никада немојте директно руковати хелијумом. Толико је невероватно хладно да може да изазове опасне смрзотине.
Где се хелиј налази у свакодневном животу?
Хелијум који се користи у свакодневном животу можете пронаћи у разним облицима. Користи се као средство за дизање, у балонима за забаву, у ронилачким смешама и у оптичким влакнима. Заваривачи користе хелијум за заваривање лука у грађевинарству. Лекари и хирурзи користе хелијум за помоћ пацијентима у плућним и срчаним процедурама. Када посетите продавницу и ваше намирнице се скенирају, вероватно посматрате хелијум-неонске ласере. Ако икада видите надморски врх који плови изнад вас, можете бити сигурни да га хелијем држи изнад себе. Погледајте да ли можете уочити употребу хелијума у свакодневном животу током дана.
Да ли је хелиј експлозиван гас?
Хелијум није експлозиван гас. Класификован је као негорив, што значи да хелиј не може сагорети. Изузетно је хладно у течном облику, толико хладно да замрзава друге гасове. Међутим, ако је његов контејнер изложен топлоти, сам контејнер може да пукне. Течни хелијум може да кључа снажно када се стави у воду, а то може довести до великог притиска у контејнерима, повећавајући ризик да контејнери експлодирају од притиска. Али сам за себе, хелијум неће експлодирати.
Које су последице удисања хелијума?
Можда сте чули шаљиви звук некога ко из балона удише мало хелијума. Хелијум који удише мења висину тона људског гласа, чинећи га много вишим, шкрипавим и цртаним. Проблем са овим је тај што када удишете хелијум из балона, не удишете ваздух. Људско тело треба да удише ваздух да би правилно функционисало и да би добило кисеоник тамо где је потребан у мозгу и телу. Чак и удисање мале количине хелијума може изазвати вртоглавицу. Али то такође може проузроковати губитак свести и гушење. Даље дисање хелијума може чак довести до смрти од аноксије, што значи изгладњивање кисеоника из тела.