Helium

Helium ist eines der vielseitigsten natürlichen Elemente in der Stahlindustrie und wird in der Medizin beim Betrieb nuklearer Diagnosegeräte eingesetzt. Auch in der Raumfahrt, beim Betrieb von Strahlungsmonitoren und Teleskopen spielt es eine wichtige Rolle.

Was ist Helium?

Dieses Gas ist siebenmal leichter als Luft, hat keinen Geschmack und Geruch und ist farblos. Es ist in geringen Konzentrationen von nur 5 ppm suspendiert. Es ist inert, das heißt, es reagiert nicht (mit einigen Ausnahmen), es ist weniger löslich als andere Gase in Flüssigkeiten und es ist nicht brennbar. Sein Siedepunkt ist der niedrigste unter den chemischen Elementen, außerdem gefriert es nicht und erstarrt nur unter starkem Druck. Nach Wasserstoff kommt es im Universum am häufigsten vor.

Helium-Symbol

Es ist ein gasförmiges chemisches Element und gehört zur Gruppe O. Es wurde als einatomig mit der Nummer 2 und dem Standardgewicht 4,0026 nachgewiesen. Helium belegt im Periodensystem den 18. Platz neben Wasserstoff, allerdings im p-Block, und wird aufgrund seines vollen Energieniveaus als Edelgas identifiziert.

Eigenschaften von Helium

Es handelt sich um ein Gas, dessen Arten sehr spezifisch sind und im Folgenden beschrieben werden:

  • Chemische Reaktivität : Niedrig oder sogar Null, da die letzte elektronische Schicht vollständig ist.
  • Schmelzen und Sieden : Seine spezifische Wärme ist sehr hoch und sein Dampf ist sehr dicht, er dehnt sich bei Raumtemperatur schnell aus.
  • Zustand : Meistens gasförmig.
  • Modifikationen : Es kann unter einem Druck von -248,15 °C kristallisieren und bei ganz bestimmten Temperaturen flüssig werden.
  • Temperatur : 1 atm und 0°C, da seine Partikel nicht interagieren.
  • Kritischer Punkt : 5,19 K.
  • Volumen : Nur in 3He- und 4He-Feststoffen mit zunehmendem Druck.

Chemische und physikalische Eigenschaften von Helium

  1. Ordnungszahl : 2
  2. Kovalenter Radius (Å): 0,93
  3. Elektronische Konfiguration: 1 s²
  4. Atommasse (g/mol): 4,0026
  5. Erste Ionisierungsleistung (eV): 24,73
  6. Relative Dichte zu Luft: 0,138 (15 °C)
  7. Siedepunkt: -268,9°C (4,22K)
  8. Schmelzpunkt: -272,2 °C (0,95 K) (26 atm)
  9. Normalzustand: Gas
  10. Verdampfungsenthalpie: 0,0835 kJ/mol
  11. Schmelzenthalpie: 5,23 Kj/mol
  12. Schallgeschwindigkeit: 970 m/s bei 293,15 K
  13. Molekulargewicht: 4,00026 g/mol

Herkunft von Helium

Das Wort für dieses Element kommt vom griechischen Helios, was Sonne bedeutet. Tatsächlich wurde es 1868 im Spektrum der Sonnenkorona entdeckt, während eine Sonnenfinsternis stattfand. Die Astronomen Pierre Janssen und Norman Lockyer aus England und Schweden bestätigten seine Existenz, indem sie eine gelbe Linie über Indien bemerkten.

Im Jahr 1895 wurde das gasförmige Element Helium vom Chemiker William Ramsay auf der Erde entdeckt und isoliert, dank der Sammlung von Claveit (Uranerz), das mit bestimmten anorganischen Säuren reagiert. William Crookes und Lockyer bestätigten ihrerseits das neue Element mit einer Wellenlänge von 587,49 nm. Fast zeitgleich gelang es den Chemikern Per Theodor Cleve und Nils Langlet, es unabhängig von Claveit zu isolieren.

Wofür wird Helium verwendet?

Es ist vielseitig einsetzbar, vom größten bis zum alltäglichen Gebrauch, auch wenn Sie es nicht bemerken. Es wird im Allgemeinen in folgenden Bereichen eingesetzt:

Wissenschaft und Technik

Es wurde zum Bau von Mikroskopen und supraleitenden Magneten, zur Erstellung von Magnetresonanzbildern und für Anwendungen in der Nanotechnologie verwendet.

Luft- und Raumfahrtaktivitäten

Mit diesem Element werden Satellitenteile gewartet, Treibstoff produziert und Raketentriebwerke gereinigt. Darüber hinaus wurde es zur Kühlung von flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff auf der Apollo-Raumsonde der NASA eingesetzt.

Kernenergie

Einige Länder wie China wollen die Sonnenwirkung oder die Kernfusion nachahmen, wobei Helium eine führende Rolle spielt. Ziel ist es, saubere und nahezu unerschöpfliche Energie zu erzeugen. Sie verfügen bereits über ein sehr fortschrittliches Gerät oder Tokamak, bekannt als HL-2M, also eine künstliche Sonne.

Industrielle Nutzung

Es wird verwendet, um Lecks mithilfe von Druck-, Vakuum- und Ultravakuumtechniken zu entdecken, wenn hydraulisches Eintauchen oder Drucktests nicht ausreichen. Ebenso wie Argon wird es häufig beim Lichtbogenschweißen verwendet, da es inert ist.

Seine hohe Ionisierungskapazität ermöglicht einen größeren Wärmeeintrag und ermöglicht Ar/He-Mischungen beim Schweißen von Aluminium und anderen dicken Materialien. Andererseits ist es auch ein Schutzgas bei der Herstellung von Germanium-, Silizium-, Titan- und Zirkoniumkristallen.

Alltagsleben

Kommerzielle Kassenbarcodes bestehen aus Helium und Neon. Es wird auch in Tauchflaschenmischungen verwendet. Darüber hinaus dient es zum Befüllen von Luftschiffen und den berühmten Partyballons.

Weitere Informationen zu Helium

Wo findet man Helium?

Es stammt aus der Gewinnung von Erdgas und ist somit ein Nebenprodukt des Erdgases. Dieses Gas allein ist schwierig zu speichern und der Prozess ist extrem teuer. Die Produktionsländer dieses Elements sind die Vereinigten Staaten, Algerien, Katar und Russland.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Helium das zweitleichteste Gas der Welt ist. Dieser Zustand macht es zu einem der natürlichen Elemente, die vom Aussterben bedroht sind.