Helium adalah salah satu unsur alam yang paling serbaguna dalam industri baja, dan dalam ilmu kedokteran berguna dalam pengoperasian perangkat diagnostik nuklir. Ia juga memainkan peranan penting dalam aeronautika luar angkasa, dalam pengoperasian monitor radiasi dan teleskop.
Apa itu helium?
Gas ini 7 kali lebih ringan dari udara, tidak berasa atau berbau dan tidak berwarna. Itu ditangguhkan pada konsentrasi rendah hanya 5 ppm. Ia bersifat inert, artinya tidak bereaksi (dengan beberapa pengecualian), kurang larut dibandingkan gas lain dalam cairan dan tidak mudah terbakar. Titik didihnya paling rendah di antara unsur-unsur kimia, apalagi tidak membeku dan hanya membeku di bawah tekanan kuat. Setelah hidrogen, ia merupakan yang paling berlimpah di alam semesta.
Simbol helium
Merupakan unsur kimia berbentuk gas dan merupakan bagian dari golongan O. Ia ditetapkan sebagai unsur monatomik dengan nomor 2 dan berat standar 4,0026. Helium dalam tabel periodik menempati urutan ke-18 setelah hidrogen, namun di blok p, diidentifikasi sebagai gas mulia karena memiliki tingkat energi penuh.
Karakteristik helium
Ini adalah gas yang jenisnya sangat khusus dan dijelaskan di bawah ini:
- Reaktivitas kimia : Rendah atau bahkan nol karena lapisan elektronik terakhir sudah lengkap.
- Mencair dan mendidih : Panas spesifiknya sangat tinggi dan uapnya sangat padat, ia mengembang dengan cepat pada suhu kamar.
- Keadaan : Sebagian besar berbentuk gas.
- Modifikasi : Dapat mengkristal pada tekanan -248,15°C dan menjadi cair pada suhu yang sangat spesifik.
- Suhu : 1 atm dan 0°C karena partikelnya tidak berinteraksi.
- Titik kritis : 5,19 K.
- Volume : Hanya padatan 3He dan 4He dengan meningkatnya tekanan.
Sifat kimia dan fisik helium
- Nomor atom : 2
- Jari-jari kovalen (Å): 0,93
- Konfigurasi elektronik: 1 s²
- Massa atom (g/mol): 4,0026
- Kekuatan ionisasi pertama (eV): 24,73
- Kepadatan relatif terhadap udara: 0,138 (15ºC)
- Titik didih: -268,9°C (4,22K)
- Titik leleh: -272,2°C (0,95K) (26 atm)
- Keadaan biasa: Gas
- Entalpi penguapan: 0,0835 kJ/mol
- Entalpi fusi: 5,23 Kj/mol
- Kecepatan suara: 970 m/s pada 293,15 K
- Berat molekul: 4,00026 g/mol
Asal usul helium
Kata unsur ini berasal dari bahasa Yunani Helios yang berarti matahari. Memang ditemukan pada spektrum korona matahari pada tahun 1868, saat sedang terjadi gerhana. Astronom Pierre Janssen dan Norman Lockyer, dari Inggris dan Swedia, membenarkan keberadaannya dengan memperhatikan garis kuning di atas India.
Pada tahun 1895, unsur gas Helium ditemukan dan diisolasi di Bumi oleh ahli kimia William Ramsay, berkat kumpulan klaveit (bijih uranium), yang bereaksi dengan asam anorganik tertentu. Sementara itu, William Crookes dan Lockyer mengkonfirmasi elemen baru dengan panjang gelombang 587,49 nm. Hampir pada saat yang sama, ahli kimia Per Theodor Cleve dan Nils Langlet berhasil mengisolasinya secara independen dari claveite.
Untuk apa helium digunakan?
Ini memiliki banyak kegunaan, dari yang terbesar hingga sehari-hari, bahkan jika Anda tidak menyadarinya. Umumnya digunakan di bidang berikut:
Ilmu pengetahuan dan teknologi
Telah digunakan untuk membuat mikroskop dan magnet superkonduktor, membuat gambar resonansi magnetik, dan memiliki aplikasi dalam nanoteknologi.
Aktivitas luar angkasa
Dengan elemen ini, bagian-bagian satelit dipelihara, bahan bakar diproduksi, dan mesin roket dibersihkan. Selain itu, digunakan untuk mendinginkan hidrogen cair dan oksigen di pesawat ruang angkasa Apollo milik NASA.
Energi nuklir
Beberapa negara seperti Tiongkok ingin mereproduksi aksi matahari atau fusi nuklir, di mana helium memainkan peran utama. Tujuannya adalah untuk menciptakan energi yang bersih dan hampir tidak ada habisnya. Mereka sudah memiliki alat yang sangat canggih atau tokamak yang dikenal dengan nama HL-2M, yaitu matahari buatan.
Penggunaan industri
Hal ini digunakan untuk menemukan kebocoran menggunakan teknik tekanan, vakum dan ultra-vakum ketika perendaman hidrolik atau pengujian tekanan tidak cukup. Ia juga banyak digunakan dalam pengelasan busur, seperti argon, karena bersifat inert.
Kapasitas ionisasinya yang tinggi memungkinkan masukan panas yang lebih besar, sehingga memungkinkan terjadinya campuran Ar/He dalam pengelasan aluminium dan bahan tebal lainnya. Di sisi lain, ia juga merupakan gas pelindung dalam produksi kristal germanium, silikon, titanium dan zirkonium.
Kehidupan sehari-hari
Barcode mesin kasir komersial terbuat dari Helium dan neon. Ini juga digunakan dalam campuran tangki scuba diving. Selain itu, digunakan untuk mengisi kapal udara dan balon pesta terkenal.
Informasi lebih lanjut tentang Helium
Di mana menemukan helium?
Itu berasal dari ekstraksi gas alam, jadi ini merupakan produk sampingan dari ekstraksi tersebut. Gas ini sendiri sulit disimpan dan prosesnya sangat mahal. Negara penghasil unsur ini adalah Amerika Serikat, Aljazair, Qatar dan Rusia.
Kesimpulannya, Helium merupakan gas paling ringan kedua di dunia. Kondisi ini menandainya sebagai salah satu unsur alam yang terancam punah.