Helium: uggetti, caratteristiche, applicazzioni

Helium - di gas inerte di gruppu 18 di i verbi periodic. Hè l 'elementu seconda magri dopu à gocce. Helium - di gas senza culuri, ciàuru e sapuri chi diventa liquidu à una temperatura di -268,9 ° C. puntu vugghia è u so puntu glaciale vascia di chidda chi di qualunqui avutra bè cunnisciutu. Hè u solu elementu chì ùn solidify cù capelli a nurmale prissioni limits. Si trasfirìu a lu statu masiv deve esse 25 atmospheres, à una temperatura di 1 K.

Storia di a scuparta

Helium statu trovu in l 'atmosfera a gas attornu lu suli, lu astronomu Francese Pierre Zhansenom chì in 1868 durante un eclisse hà trovu una ligna gialli luminosu in i peni di lu chromosphere sulari. Cumenciu si pensa chì sta linia rapprisenta l 'elementu di sodium. In u listessu annu, English astronomu Dzhozef Norman Lockyer osservatu una ligna gialla in i peni sulari, chì ùn currisponde à a solcu di sodium canusciutu Fruhlingova ₁ è D _2, è dunque hè chjamatu hè una ligna D _3. Lockyer cunclusu chì era causatu da una sustanza in u scunnisciutu Sun nant'à a Terra. Iddu è chimicu Edward Frankland in l 'elementu titulu cù u nomu grecu' Helios 'suli

In u 1895, l 'chimicu British Sir Uilyam Ramzay ha dimustratu l' esistenza di Helium nant'à a Terra. Arriciviu campionu cleveite minirali natural-porta, è dopu à tocca à u Steuern furmaru duranti pub, si hè trovu chì altura linia gialla in i peni vene cù a linia D _3, osserva in i peni sulari. Cusì, un novu elementu fù infini stallati. In 1903 Ramsay è Frederick Soddy trovu chì Helium hè un pruduttu di lu dicadimentu spuntanea di sustanzi radiuattivu.

Distribution in a natura

The mass of Helium hè circa 23% di a massa tutali di l 'universu, è l' elementu hè a seconda più cumune in u spaziu. Hè supratuttu in stelle, induve gocce hè furmata da l 'asiatica favurèvuli. Puru l 'Helium in l' atmusfera è in una cuncintrazzioni di 1 parte à 200 marzu. (5 Corneli) è hè cuntatu in piccula quantità di minirali radiuattivu, venin météore, oltri a fonte minerale, grande quantità di l 'elementu trova in i Stati Uniti d'America (in particulari in Texas, New City Mexico, Kansas, Oklahoma, Utah, è Arizona) comu cumpunenti (à 7,6%) di gasu naturale. Picculu e so riserve sò statu scupertu in Australia, Algeria, Poland, Qatar è Russia. In la cuncintrazzioni crosta Helium hè solu circa 8 ppb.

Nuclear Medicine

U nòcciulu di ognunu di i atomu Helium cuntene dui prutoni, ma, comu cu àutri elementi, ùn hà Nuclear Medicine. Iddi cuntena da unu à sei neutroni, accussì i so numeri di massa chì varieghja da tre à ottu anni. Stadda di sti sò l 'elementi ca pesu hè dicisa da Helium atomic number 3 ⁽³ Si) e 4 ⁽⁴ Iddu). All 'àutri radiuattivu e rapidamenti dicadimentu in altri prudutti. Helium di a Terra ùn hè micca una parte originale di u pianeta, lu statu furmatu com'è un risultatu di a curruzzione radiuattivu. particeddi Alpha fora da u nucleu di sustanzi pisanti radiuattivu sò accumulateur ⁴ Iddu nucleu. Helium ùn accumulation in ingrossu à l 'atmosfera, perchè seriu l'a Terra ùn hè micca abbastanza à impidiscia lu da Our cunquistata in u spaziu. Tracci di ³ Ghjesù in u mondu sò spiigheti negativu raghji dicadimentu gocce raru 3-elementu (canadese tritium). ⁴ Si hè u più cumuna di Nuclear Medicine stadda: ⁴ rapportu di li atomi versu lu ³ Iddu hè circa 700 mila à 1 atmusfera è circa 7 miliuna di da 1 à qualchi minirali riccu-Helium ..

L'uggetti fìsici di Helium

vugghia e sciuglimentu puntu di sta virsioni sò più bassu. Per stu mutivu, Helium esisti cum'è a gas, francu in cundizioni 'estremu. Iddu di gas si sciugghiu in acqua, menu ca di tutti l 'àutri a gas, è u tassu di diffusione à traversu u corpu hè trè volte più grande chè quellu di aria. U so Index refractive di lu cchiù vicinu avvicinava 1.

A giant termichi di u Helium hè sicondu solu à giant termichi gocce, calori infurmazione è u so zenne altu. At temperatura strasurdinariu hè quariàtu durante u sviluppu, è sottu à 40 K - riscaldà. Per quessa, à T <40 K Helium pò cummirtutu in un liquidu da stenda.

Elimentu hè un insulator, s'ellu ùn hè micca in u statu ionized. As cù altre Steuern nòbbili, Helium hà un étranger energia metastable chì permette à esse ionized da una pèrdita Vergona à quandu un francese voltage hè sottu u putenziale ionization.

Helium-4 hè unicu in chì si hà dui formi liquidu. Cinquinu chiamatu Helium I e esisti a temperature chì varieghja da u puntu vugghia di 4,21 K (-268,9 ° C) a circa 2,18 K (-271 ° C). Lower giant termichi di 2,18 K ⁴ Si diventa 1000 volte più grande chè quellu di ramu. Sta forma si chjama Helium II, a distinguiri lu da u strasurdinariu. Ci hè superfluid: viscosity hè tantu bassu chi ùn ponu esse misura. Helium II Tende in una cosita magre nantu à a superficia di ogni bè quali hè cintratu, è stu cosita hè chì sboccani senza attritu ancu contr'à seriu.

Menu bona Helium-3 forma tri diversi fasi liquidu, dui di i quali sunnu superfluid. Superfluidity in ⁴ Fu scupertu da u fisicu Soviet Petrom Leonidovichem Kapitsey in la mità di-1930s, è u listessu fenomenu in la ³ Fu prima vidisti da Douglas D. Osheroff, David M. Lee, è Robert C. Richardson di i Stati Uniti d'America in 1972.

Un mischiu liquidu di dui Nuclear Medicine di Helium-3 e -4 à temperatura sottu 0,8 K (-272.4 ° C) hè divisu in dui Bonifacio - una balla pura ³ Iddu è ⁴ mischiu Iddu cun 6% di a Helium-3. Dissuluzzioni di ³ È in ⁴ È hè accumpagnatu da u effettu capelli chì hè usata in strutturi cryostat in u quali l 'Temperature Helium hè sottu 0.01 K (-273,14 ° C) e vulìa di uni pochi di ghjorni.

viaghji

Sottu cunnizzioni nurmali, Helium hè chimicamenti inerte. In estremu pò creà una cumpunente cumposti chì a nurmale indicatori temperatura è prissioni ùn sò stadda. Per esempiu, Helium pò furmari cumposti cù iodu, tungsten, flúor, Fosfaru e surfaru, quandu sottumessi à una pèrdita rossa, olivi, o da bumbardamentu Emissio in u statu bandage. Cusì hè statu creatu ET, HgHe _10, WHe ₂ è IONS traces Iddu ₂ ⁺ ₂ Not ^++, Heh ⁺ è hed ^+. Stu tecnica hè stata dinù una mulècula neutrali Iddu ₂ è HgHe.

bandage

In l 'universu ESPUGNATO distribuite Helium ionized, quale proprietà differ varietà da u muliculari. A lu littroni e prutoni ùn fù alleatu, è hè una bunissima giant Mugheddu ancu in un statu parzialmenti ionized. On particeddi accusati hè assai influenzatu da campi magnetichi è ilettricu. Per esempiu, in u ventu sulari cù IONS Helium intiraggieunu incù u ionized gocce magnetosphere terra, pruvucannu la borealis Aurora.

A scuperta di dipositi in lu US

Dopu à lieu in 1903 in Dexter, Kansas, hè statu acquistatu da a gas non-infiammevuli. Cumenciu, ùn fù cunnisciutu chì u cuntene Helium. Chì a gas statu trovu, statu identificatu Erasmus Castagni geològu, chì hà piglia u so analise è l 'Università di Kansas Via alchimista Kedi Gamiltona è David McFarland trovu chì u cuntene azotu 72%, 15% methane, 1% gocce è 12% micca statu identificatu. Dopu à stassi a anàlisi chì seguitanu, i circadori trovu chì 1,84% di u campionu di Helium. So sapemu chì stu elementu chimicu hè prisente in quantità in a prufundità di u Great Plains, induve si pò estratti da natural gas.

pruduzzione industriale

Stu hà fattu i Stati Uniti d'America pruduzzione di u mondu di u capu Helium. At lu suggerimentu da Sir Richard Threlfall, u Navy US finanzati trè picculu pilot plant à quistu sta bè duranti la Prima Guerra Munniali di ricunnoscia i palloncini francese barrage metalli a gas mittennusi non-infiammevuli. Sicondu a stu prugrammu stati prudutte in tutali di 5700 m francese ³ 92 pi centu Iddu, macari siddu stu statu ottinutu solu almenu 100 litri di a gas. Corsi di stu tempu fù usata in prima airship Helium l'munnu lu US Navy C-7, ca fici u so viaghju di giuvanotta da Hampton Mattea (Virginia) à Michel Field (Washington, DC) December 7, 1921.

Puru u prucessu di a gas suttana liquidu température à chì tempu ùn era abbastanza sviluppatu à esse impurtante duranti la Prima Guerra Munniali, pruduzzione cuntinuatu. Helium eni giniralmenti usatu comu a gas ascenseur in aviò. Demand di lu hà cresce duranti la Secunna guerra munniali, quannu era usatu cu na arc shielded. L'elementu hà dinù grande impurtanza à a criazioni di a bomba atomicu "Manhattan".

riserva US National

In u 1925, u guvernu United States creatu u Parcu Naziunali di Helium in Amarillo, Texas, à purtà un airships militare in tempu di guerra, è airships cummirciali in tempu. L'usu di a gas cascò doppu la Secunna le Monde, ma l 'scorta fù cresce in lu 1950 à furniscia, à mezu à' àutri cosi, lu materiali cum'è un coolant usatu in a pruduzzioni di propellant ossigenu-gocce duranti la vittoria u spaziu è u Guerra Fridda. L'usu di Helium in i Stati Uniti d'America in 1965, ottu voti supiriuri a cunsumazione di punta in italiana.

Dopu à l 'adoption of a lege in u Helium 1960 laccatura Bureau Streak 5 cumpagnii privatu à tirà l' elementu da natural gas. Stu prugrammu fù custruitu 425-km a sud talje pi culligari issi pianti cu lu guvernu parti depleted campu di gas vicinu Amarillo, Texas. mischiu Helium-azotu pump in pruvista clannistini, e arristau ddà, finu ùn ci hè micca bisognu di a lu.

By 1995, u vulume di scorta fù arricugghiutu miliardi di mitra cubbi, mentri lu dèbbitu di lu Parcu Naziunali di 1.4 miliardi euru, chi pruvucatu u Cungressu US in u 1996 a fasa fora d 'idda. Dopu à l 'adozioni in u 1996 di a lege nant'à u privatization di u Ministeru Helium di risorse naturale, lanciau un magazinu liquidation in 2005.

Clean e pruduzzione

Helium pruduciutu nzinu a lu 1945 annata avia una purezza di circa 98%, autri 2% era in l 'azotu chì hè bastatu per airships. In u 1945, si pruduce un picculu numeru di 99,9 centu di gasu di usu in arc. By 1949, la purezza di l 'elementu favurèvuli hà raghjuntu 99,995%.

Per parechji anni, i Stati Uniti d'America pruduttu più di 90% di Helium di cumerciu di u mondu. Dapoi u 2004, ogni annu, si fù travaglia fora 140 millioni d 'm francese ^3, 85% di i quali esempiu, in i Stati Uniti d'America, 10% hè rializatu in Algeria, è u restu - in Russia e dâ Pulonia. I principali fonti di Helium in u mondu sò campi, natural gas di Texas, Oklahoma è Kansas.

U prucessu di ottenimentu

Helium (purezza 98,2%) hè ripigghiau da u liquefaction di natural gas da altri cumpunenti di a bassa temperatura è u cotru prissioni. U apparatus di lucca Steuern riscaldà ncuraggiatu di carbone pò ghjugna à u purezza di 99,995%. Una piccula quantità di Helium pruduciùtu duranti liquefaction aria nantu à una grande scala. Di l '900 tunnillati di aria pò arrivare circa 3,17 metri cubbi. m francese a gas.

Campi di applicazzioni

a gas Noble hè statu dumandatu à parechji campi.

• Helium, chì proprietà di permette à avè assai bassu temperature, veni usatu comu na agenti capelli in LHC, MRI apparatuses superconducting calamita è spectrometers Lindblad magnetichi nucleari, vagliatura satellitare, comu puru di l 'liquefaction di ossigenu e gocce in missili "Apollo".
• Comu u gasu inerte di soudure aluminium è altri. Metalli in u cunfizzioni di Semiconductors è tinta òttica.
• .. To creà prissioni a lu serbatoi benzina di pasqua mare, n particulari chiddi iavanu su gocce liquidu, Va a solu a gas Helium cunserva u so statu di FataTurchina quandu gocce ferma liquidu);
• Iddu-Ne laser a gas sunnu usati a scanning u Barcode u ufficiu scatula in supermercati.
• Microscope Helium-Ion permette à voi pè ottene u imagine megliu cà ilittronica.
• Duvuta a l 'alta permeability di l' a gas nòbbili veni usatu à pruvà Noter, per esempiu in sistemi aria-Visani vittura, oltri chi ripieno u poumons nantu à cespugli.
• Low foltu permette di baddi dicurativi pienu Helium. U gasu inerte hè sustituitu di gas gocce splusivi in airships è palloncini. Per esempiu, in meteoroluggìa, palloncini Helium sunnu usati pi isari lu strumentu misura.
• U coolant criogenica veni usatu, picchì l 'temperatura di l' elementu chimicu in u statu liquidu minimu pussibili.
• Helium, chì proprietà di vuluntarii à reactivity suttana è volubilite 'acqua (è u sangue), in un mischiu cù ossigenu hà trovu dumanda in formulations infizzioni di scuba diving e presa travagliu Caisson.
• Meteorite è scogli sò verra di u cuntenutu di stu elementu di definisce a so età.

Helium: la prupitati di l 'elimentu

Iddu lu proprietà di fìsica sunnu li sicuenti:

• atomic number: 2.
• A massa di parenti di i atomu Helium: 4,0026.
• puntu Melting: no.
• puntu vugghia: -268,9 ° C.
• Foltu (1 cafés, 0 ° C): 0,1785 g / n.
• statu ssidazzioni 0.