گاز هلیوم چیست؟

وضعیت موجودی موجود
143 رای

گاز هلیوم(He)بعد از هیدروژن سبک‌ترین و فراوان‌ترین عنصر جهان است ولی در کره زمین نسبتا نادر است. مقدار بسیار کمی از هلیوم در جو زمین وجود دارد، به این دلیل که یک عنصر بسیار سبک است و جاذبه زمین قادر به نگه داشتن آن نیست. به طوری که بعد از آزاد شدن در سطح زمین بلافاصله شروع به بالا رفتن می‌کند تا در نهایت از جو زمین خارج می‌شود، به همین خاطر این گاز تجدید پذیر نیست.

گاز هلیوم چیست؟

گاز هلیوم(He) بعد از هیدروژن سبک‌ترین و فراوان‌ترین عنصر جهان است ولی در کره زمین نسبتا نادر است. مقدار بسیار کمی از هلیوم در جو زمین وجود دارد، به این دلیل که یک عنصر بسیار سبک است و جاذبه زمین قادر به نگه داشتن آن نیست. به طوری که بعد از آزاد شدن در سطح زمین بلافاصله شروع به بالا رفتن می‌کند تا در نهایت از جو زمین خارج می‌شود، به همین خاطر این گاز تجدید پذیر نیست.

گاز هلیومی که به طور تجاری تولید می‌شود از منابع زمینی به دست می‌آید. هلیوم معمولا در برخی از منابع گاز طبیعی به اندازه‌ای وجود دارد(حدود 7% حجمی) که استخراج آن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. شرکت‌هایی که در این مناطق حفاری می‌کنند، گاز طبیعی تولید کرده و هلیوم را نیز به عنوان یک محصول جانبی به دست می‌آورند. هلیوم موجود در گاز طبیعی از تجزیه رادیواکتیو اورانیوم و توریم به دست می‌آید. در حال حاضر آمریکا با تولید 40% گاز هلیوم دنیا در منابع کلرادو، کانزاس، اوکلاهما و تگزاس اولین تولید کننده هلیوم در دنیا است.

هلیوم گازی تک اتمی، بدون رنگ، بو و مزه است و یکی از کم واکنش پذیرترین عناصر محسوب می‌شود. به دلیل جرم مولکولی نسبتا پایین، رسانش گرمایی و ظرفیت گرمایی بالایی که دارد, سرعت صدا هم در آن بیشتر از هوا می باشد. هلیوم مایع کمترین نقطه جوش (268 درجه سانتی گراد) را در میان گازهای مختلف داراست، به همین دلیل سردترین ماده روی زمین است و به عنوان یک ماده برودتی در پزشکی کاربرد دارد.

خواص فیزیکی گاز هلیوم

نام گاز

هلیوم

نام شیمیایی

He

وزن مولکولی

4 g/mol

نقطه جوش

-268/93ͦC

نقطه ذوب

-272/20ͦC

چگالی گاز

0/164 g/l

 

کاربردهای گاز هلیوم

· اولین و مهم‌ترین کاربرد هلیوم در دستگاه‌های تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) برای ارزیابی آسیب‌ها و تشخیص بیماری در پزشکی است. این دستگاه‌ها از یک میدان مغناطیسی بسیار قوی که توسط آهنرباهای ابررسانا تولید می‌شود استفاده می‌کند. این آهنرباها مقدار بسیار زیادی گرما تولید می‌کنند که با استفاده از هلیوم مایع خنک می‌شود. از آنجا که هلیوم مایع بعد از هیدروژن کمترین گرمای ویژه را در میان گازها دارد و همین‌طور پایین‌ترین نقطه ذوب و جوش را در میان سایر عناصر داراست، هیچ جایگزینی برای هلیوم در این کاربرد بسیار مهم وجود ندارد.

·  گاز هلیوم بعد از هیدروژن کمترین وزن اتمی را در میان عناصر دارد و چون سبک‌تر از هواست به عنوان یک گاز بالابر در کشتی‌های هوایی و بالن‌ها استفاده می‌شود. در این کاربرد گاز هلیوم از گاز مشابه دیگر مثل هیدروژن به دلیل قابل اشتعال نبودن بسیار ایمن‌تر است.

. هلیوم به عنوان یک گاز بالابر برای باد کردن و بالا بردن بادکنک‌ها در جشن‌های تولد نیز کاربرد دارد. به این بادکنک ها بادکنک گازی یا بادکنک هلیومی گفته می شود. این گازها در کپسول گاز هلیوم مخصوص نگهداری می شود.

· گاز هلیوم به عنوان یک گاز محافظ و پوشش در فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی  به کار می‌رود تا از تماس اکسیژن از اکسید‌ شدن فلزات داغ و دیگر واکنش‌هایی که ممکن است در دمای بالا اتفاق بیفتد جلوگیری کند.

·  گاز هلیوم ویسکوزیته کم، ضریب نفوذ بالا و اتم بسیار کوچکی دارد و این ویژگی‌ها قابلیت پخش شدن آن را افزایش داده و برای تشخیص محل‌های نشتی در سیستم‌های فشار بالا و سیستم‌های خلا استفاده می‌شود. هلیوم بعد از نفوذ با استفاده از ابزارهای طیف سنج جرمی قابل شناسایی است.

·  هلیوم و گازهای بی‌اثر دیگر برای آماده سازی مخلوط تنفس برای غواصی در آب‌های عمیق و درمان‌های پزشکی استفاده می‌شوند. گاز هلیوم به دلیل بی‌اثر بودن و چگالی پایین در شرایط تنفس تحت فشار بسیار مفید است.

·  هلیوم یک گاز خنثی است. این ویژگی گاز هلیوم در مصارف تولید و تعمیر که نیاز به اتمسفر خنثی دارد مفید است. همچنین چگالی کم و هدایت حرارتی بالایی دارد که در فرایندهای متالورژیکی مثل رشد کریستال‌های کامل در بخارهای شیمیایی، تولید فیبرهای نوری و مصارف دیگر بسیار کاربردی است.

 

نکات ایمنی در هنگام کار با کپسول گاز هلیوم

·  اطمینان از سالم بودن شیرها، لوله ها و شلنگ های حاوی هلیوم

به ویژه در محیط های بسته این نکته باید مدنظر قرار گیرد، زیرا در صورت نشت هلیوم و کاهش غلظت اکسیژن در محیط امکان خفگی وجود دارد.

·   تهویه مناسب محل نگهداری کپسول هلیوم

·  استفاده از دستکش و عینک هنگام استفاده از هلیوم مایع

در هنگام استفاده از هلیوم مایع حتما از دستکش و عینک استفاده نمایید. زیرا دمای بسیار پایین هلیوم مایع می تواند در صورت بی احتیاطی منجر به سوختگی سرد پوست شود.

 

آیا گاز هلیوم خطرناک است؟

گاز هلیوم جزو گازهای خنثی است و با عناصر دیگر به هیچ عنوان واکنش نشان نمی دهد. این گاز به هیچ عنوان آتش زا نیست و به همین دلیل از آن به عنوان گاز بادکنک استفاده می گردد.

ولی اگر گاز هلیوم را در سیلندرهای پرفشار قرار دهند لازم است اصول ایمنی این کپسول های فشار قوی مورد توجه قرار گیرد.

 

تغییر صدای با گاز هلیوم؟

به دلیل سبک بودن گاز هلیوم بعد از استنشاق آن، صدا تغییر می کند و دلیل اصلی آن است که گازهای سبک با عبور از میان تارهای صوتی، تن صدا را تغییر می دهند و آن را نازک (خنده دار) می کنند. البته استنشاق بیش از حد گاز هلیوم بسیار می تواند خطرناک باشد پس در مصرف آن زیاده روی نکنید.

نظرات کاربران درباره گاز هلیوم چیست؟

نظری در مورد این محصول توسط کاربران ارسال نگردیده است.
اولین نفری باشید که در مورد گاز هلیوم چیست؟ نظر می دهد.

ارسال نظر درباره گاز هلیوم چیست؟

لطفا توجه داشته باشید که ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
طراحی و اجرا: فروشگاه ساز سبدخرید