Helio: ezaugarriak, ezaugarri, aplikazio

Helio - Taula periodikoaren 18. taldeko gas geldo. Hau elementu bigarren arinena hidrogenoa ondoren. Helio - gas kolorea, usaina eta zaporea gabe bihurtzen likido -268,9 ºC-ko tenperaturan irakite eta bere izozte-puntua beste edozein ezagutzen diren substantzien baino txikiagoa. elementu bakarra ez duela normal presio atmosferikoa hozte solidoa da. mugitu egoera ona zuen 25 atmosfera izan behar, 1 K. tenperaturan

Aurkikuntza historia

Helio gas atmosferara eguzkiaren inguruko aurkitu zen, Frantziako astronomoa Pierre Zhansenom hori 1868an eklipseetan distiratsua horia eguzki chromosphere espektro lerro bat aurkitu du. Hasieran bere gain hartu zuten lerro hau duen elementu sodio adierazten du. Urte berean, Dzhozef Norman Lockyer astronomo ingelesak ikusitako line horia eguzki espektro, eta horrek ez zuen ezagutzen sodio lerroak dagozkien in D ₁ eta D _2, eta, beraz, line D a ₃ izendatzen _da. Lockyer ondorioztatu zela Sun ezezagun Lurrean substantzia batek eraginda. Berak eta kimikari Edward Frankland titulu elementua Greziako izena 'Helios' Eguzkiaren erabiliz

1895 urtean, British kimikari Sir Uilyam Ramzay helioa existentzia Lurrean frogatu du. lagin cleveite uranio-bearing mineralak jaso zuen, eta berogailua sortutako gasak aztertu ondoren, aurkitu da distiratsua horia espektro lerro hori lerro D _3, eguzki espektro ikusitako bat dator. Horrela, elementu berri bat, azkenik instalatu da. 1903an Ramsay eta Frederick Soddy aurkitutako helioa duten espontaneoa substantzia erradioaktiboa desintegrazio produktu bat da.

Naturan Banaketa

helioa masa unibertsoko masa osoaren% 23 ingurukoa da, eta elementua da bigarren ohikoena espazioan. Da izarrak, non hidrogenoa lortzen den fusio batetik sortzen da kontzentratuta. Atmosferako helioa 1 parte 200 garren den kontzentrazio batean bada ere. (5 ppm) eta mineral erradioaktiboa, meteorito guruina, baita mineral iturri, Estatu Batuak (batez Texas, Berrian aurkitu elementua kopuru handiak kopuru txikiak jasotako Mexiko Hiria, Kansas, Oklahoma, Utah eta Arizona) osagai gisa (% 7,6ra) gas naturala. Txiki eta bere erreserbak dira Australia, Aljeria, Polonia, Qatar eta Errusian aurkitu. lurrazal helioa kontzentrazioa ere ppb 8 bakarrik ingurukoa da.

isotopoak

helioa atomo bakoitzaren muina bi protoi dauka, baina, beste elementu bezala, isotopoak dauka. eduki bat sei neutroi dute, beraz, bere masa zenbakiak hiru zortzi bitarteko. horien egonkorra elementu horren pisua da helioa zenbaki atomikoa 3 ⁽³ He) eta 4 ⁽⁴ He) zehazten dira. Guztiak beste erradioaktiboa eta azkar beste substantzia gainbeheratzen. Lurraren helioa ez da planetaren zati original bat, deskonposizio erradiaktiboaren ondorio gisa sortu zen. substantzia heavy erradioaktiboa nukleoak igortzen Alpha partikula ⁴ He nukleo isotopo daude. Helio ez du atmosferan kantitate handiak pilatzen, Lurraren grabitatearen nahikoa ez dadin pixkanaka espaziora leaking delako. ³ He aztarnak munduan azaltzen dira negatiboak beta desintegrazio hidrogenoa arraroa-3 elementu (tritioa). ^4-k isotopoak egonkorraren komuna da zuen: ⁴ He ratioa ³ 700 mila inguru 1 giroa eta 7 milioi inguru helio-aberatsa mineral batzuetan 1 zituen aldera atomoen ..

helioa propietate fisikoak

irakiten eta urtzen Elementu honen apalena dira. Hori dela eta, helioa gas gisa existitzen muturreko baldintzetan izan ezik. He gas da uretan disolbatutako beste edozein gas baino gutxiago, eta hedatze-tasa gorputz solidoa bidez airea baino hiru aldiz handiagoa da. Bere hurbilena baten errefrakzio-indizea hurbiltzen 1.

helioa eroankortasun termikoa hidrogenoa eroankortasun termikoa, bero espezifikoa eta bere izugarri altua soilik bigarrena da. tenperatura arruntak at hedapen zehar berotzen da, eta jarraian 40 K - hoztu. Beraz, T at <40 K helioa egon likido bihur daitezke osatuz.

Elementu isolatzaile bat da, ez bada ionizatutako egoera batean. Beste gas nobleen antzera helioak a metastable deritzaien energia mailak ahalbidetzen duten horri alta elektriko batek ionized egon denean tentsio ionizazio potentziala baino txikiagoa dauka.

Helio-4 bi likido forma duela bakarra. Ohiko izeneko helioa dut eta tenperatura irakite 4.21 K puntuan hasita badago (-268,9 ºC) to 2,18 inguru K (-271 ° C). of 2,18 K ⁴ eroankortasun termiko Behe kobrea baino 1000 aldiz handiagoa bihurtzen zuen. Formulario hau deitzen da helioa II, bereizteko ohiko garapenean. superfluido da: biskositatea hain txikia da ezin dela neurtzen. Helio II film mehe bat den kezkatuta edozein substantzia azalean sartu hedatzen, eta film hau da marruskadura are grabitatearen aurka gabe isurtzen.

Gutxiago ugaria He-3 hiru likido fase ezberdinetan, horietako bi dira superfluido osatzen. Superjariakortasun ⁴ He zen Sobietar fisikari aurkitu Petrom Leonidovichem Kapitsey erdialdean 1930eko eta fenomeno bera ³ zuen lehen Douglas D. Osheroff, David M. Lee eta Robert C. Richardson Estatu Batuetako nabaritu zen 1972an.

bi isotopoak He-3 nahasketa likidoa A eta -4 azpitik 0,8 K (-272.4 º C) tenperaturan bi geruzak banatuta - funtsean pure ³ He eta ⁴ He nahasketa He-3% 6 batekin. ³ He desegin ⁴ hozte efektu hori kriostato egiturak erabiliko bertan helioa tenperatura azpitik 0,01 K da He lagunduta (-273,14 ºC) eta egun batzuk mantentzen.

konexioak

Baldintza normaletan, helioa kimikoki inertea da. muturreko In konposatu elementu bat da, tenperatura eta presio normal adierazle batean ez dira egonkorra sor dezake. Adibidez, helioa iodo, tungsteno, fluorra, fosforo eta sufre konposatu osatzen ahal, noiz dirdira deskarga elektrikoen bat edo elektroi plasma egoeran bonbardaketa by jasaten. Horrela sortu zen HeNe, HgHe _10, d ₂ eta ioi molekularrak He ₂ ⁺ ₂ Not ^++, je ⁺ eta HED ^+. Teknika honek ere neutral molekula bat zuen, ₂ eta HgHe izan da.

plasma

unibertsoan abantailaz banatuko ionizatutako helioa, eta horren propietate datoz funtsean molekularreko batetik. Elektroiak eta protoiak ez zen lotuta, eta eroankortasun elektrikoa oso altua dauka, nahiz eta guztiz ionizatu egoera batean. kargatutako partikulak On oso eremu magnetiko eta elektrikoen eragina. Adibidez, helioa ioiak eguzki haizean zehar ionizatutako hidrogenoa magnetosphere lurra elkarreragin, Aurora Boreal eragiten.

gordailuak aurkikuntza AEBetan

1903an zulaketa Dexter, Kansas ostean, gas ez-sukoiak bidez lortzen da. Hasieran, ez zen ezagutzen helioa dauzkan. Zein gas aurkitu zen, identifikatu egoera Erasmus Haworth geologo, nork bere laginak eta Kansas Unibertsitateko kimikari kedi Gamiltona eta David McFarland bidez bildutako aurkitu% 72 nitrogeno,% 15 metano,% 1 hidrogeno dituela eta% 12 ez zen identifikatu. ondorengo azterketa gastatu ondoren, ikertzaileek aurkitu helioa lagin guztien% 1,84 da. Beraz badakigu elementu kimiko hau Great Plains, non gas naturaletik izango da atera daiteke sakonean kopuru handiak presente.

industri produkzioa

Hau, Ameriketako Estatu Batuak munduko helio lider ekoizpen egin ditu. Sir Richard Threlfall en iradokizunei hartan, AEBetako Armadako finantzatutako hiru txiki planta pilotu substantzia hau ekoizteko Lehen Mundu Gerran barrage globoak bermatzeko arin ez-sukoiak altxatzeko gas. programa honen arabera ziren 5700 m ³ 92 ehuneko zituen guztira, ekoiztu, nahiz gas litro 100 bakarrik, gutxienez, lortu da. Kopuru horren zati munduko lehen helioa airship erabiltzen zen AEBetako Armadaren C-7, horrek bere Hampton Roads bidaia dontzeila egin (Virginia) Bolling Field (Washington, DC) , 1921 abenduaren 7.

Tenperatura likido gas behe-prozesuan, garai hartan ez zen nahikoa garatua Lehen Mundu Gerran esanguratsua izan arren, ekoizpen jarraitu. Helio orokorrean igogailua Hegazkinean gas gisa erabiltzen da. eskaria Bigarren Mundu Gerran gora egin du noiz babestutako arku soldadura batekin erabiltzen zen. elementu, gainera, garrantzi handia bonba atomikoa "Manhattan" sortzea da.

erreserban US National

1925ean, Estatu Batuetako gobernuak sortutako helioa erreserba Nazionalak Amarillo, Texas, aireontzi militarrak eskaintzea gerra eta bake garaian aireontzi komertzialak denboran. gas erabilera Bigarren Mundu ondoren erori zen, baina salda 1950ean handitu zen ematen, beste gauza batzuen artean, hornitzen da oxigeno-hidrogenoa propultsatzaile ekoizpenean erabilitako espazio arraza eta Gerra Hotzaren garaian hozgarri gisa. Estatu Batuetan, helioa erabilera 1965ean, gerra gailurra kontsumoa baino zortzi aldiz handiagoa.

legea onartu helioa 1960 Mining Bureau Streak 5 enpresa pribatu ondoren gas naturaletik elementua ateratzeko. Programa hau eraiki zen 425 kilometroko gasbide landare hauek konektatu Gobernuak partzialki agortu gas eremuan gertu Amarillo, Texas batekin. Helioa nitrogenoarekin nahasturik lurpeko biltegiratze ponpatzen, eta han geratu arte ez du beharra dago.

1995 By, stock bolumena muntatu zen milioi metro kubiko, 1,4 milioi dolar erreserban Nazionala, zein AEBetako Kongresuak galdetuko 1996an out fasea haren zorra bitartean. helioa Baliabide Naturalen Ministerioak pribatizazioa on legearen 1996an onartu ondoren likidazioa-denda bat jarri zuen abian 2005ean.

Garbitu eta ekoizpena

Helio ekoiztu 1945 urteko% 98 inguru garbitasuna izan arte,% beste 2 nitrogenoa dela airships nahikoa izan ziren. 1945ean, gas ehuneko 99,9-kopuru txiki bat ekoiztu du arku soldadura erabiltzeko. 1949 By, sortutako elementu garbitasuna% 99,995 iritsi da.

Urte askotan, Estatu Batuetan munduko helio komertzial% 90 baino gehiago ekoiztu. 2004az geroztik, urtero aritu zen out 140 milioi m ^3,% 85 horietatik gertatzen United States,% 10 egin zen Aljeria, eta gainerakoa - Errusia eta Polonia. munduko helio iturri nagusia natural gas Texas, Oklahoma eta Kansas eremuak dira.

lortzeko prozesua

Helio (garbitasun 98,2%) gas naturala likidotzeko berreskuratu tenperatura baxuetan beste osagai eta presioak altuetan. beste gasen adsortzio hoztu aktibatzen karbono,% 99,995 garbitasuna lortzeko dezakezu. helioa kopuru txiki bat aire eskala handian likidotze zehar. 900 aire tona metro kubiko 3.17 buruz lor daiteke. m gas.

Aplikazio-eremuak

Noble gas izan da hainbat arlotan aplikatu.

• Helio, zein propietate tenperatura oso baxuak lortzea ahalbidetuko, hozte LHC, MRI iman supereroalea aparatu eta erresonantzia magnetiko nuklearreko espektrometro, satelite ekipamenduetan agente gisa erabiltzen da, baita oxigenoa eta hidrogenoa likidotzeko misil in "Apollo" da.
• aluminio eta beste batzuk soldadura gas geldo gisa. erdieroaleak eta zuntz optikoa fabrikazioan Metalak.
• .. presio sortzeko erregai suziria motor, tankeak ere batik hidrogenoa likido jarduten, t bakarra helioa gas bere agregazio-egoera mantentzen hidrogenoa likido geratzen denean);
• He-Ne gas laserrak erabiltzen dira box supermerkatu bulegoan on barra kodea eskaneatu.
• He-ion mikroskopioa ahalbidetzen irudi onena elektronikoak baino lortzeko.
• Debido gas noble iragazkortasun handia du filtrazioen probatzeko, autoa aire girotua sistemetan adibidez, baita betetze azkar gisa talka haren airbag erabiliko da.
• dentsitate baxuko ahalbidetzen helioa betetako dekorazio-bolak. gas geldo ordeztu da lehergai hidrogenoa gas airships eta globoak ere. Adibidez, meteorologia ere, helioa globoak neurtzeko tresna altxa erabiltzen dira.
• kriogeniko hozgarria erabiltzen da, eta elementu kimiko tenperatura gutxieneko posible likido egoeran geroztik.
• Helio, zein propietate ematen da txikia erreaktibotasuna eta ur disolbagarritasun (eta odola), oxigeno nahasketa bat aurkitu du aplikazio arnas formulazio urpekaritza egiteko eta caisson lan eusten.
• Meteorito eta harkaitzak elementu honen edukia bere adina zehazteko aztertzen dira.

Helio: elementu propietate

He propietate fisiko nagusiak hauek dira:

• Zenbaki atomikoa: 2.
• masa erlatiboa helioa Atomo: 4,0026.
• Urtze-puntua: ez.
• Irakite-puntua: -268,9 ° C.
• Dentsitatea (1 atm, 0 º C): 0,1785 g / n.
• oxidazio-egoera 0.