Helium | kemisk grundstof
Helium er et kemisk grundstof. Det har det kemiske symbol He, atomnummer 2 og en atomvægt på ca. 4,002602. Der findes 9 isotoper af helium, hvoraf kun to er stabile. Det drejer sig om3 He og4 He. 4He er langt den mest almindelige isotop.
Helium kaldes en ædelgas, fordi den ikke blandes regelmæssigt med andre kemikalier og danner nye forbindelser. Den har det laveste kogepunkt af alle grundstofferne. Det er det næstmest almindelige grundstof i universet efter brint og har ingen farve eller lugt. Helium har dog et rød-orange skær, når det befinder sig i et elektrisk felt. Helium reagerer normalt ikke med noget andet. Astronomer opdagede tilstedeværelsen af helium i 1868, da dets spektrum blev identificeret i lyset fra Solen. Det var før dets opdagelse på Jorden.
Helium bruges til at fylde balloner og luftskibe, fordi dets massefylde er lettere end luft. Det brænder ikke, så det er sikkert til den slags brug. Det bruges også i visse typer pærer. Folk kan indånde helium: det får deres stemmer til at lyde højere end normalt. Det er en joke, men det er farligt, for hvis de indånder for meget, kan hypoxi skade eller dræbe dem, da de ikke indånder normal luft. Hvis de indånder for meget helium, kan det også få langtidsvirkninger på stemmebåndene.
Helium dannes ved kernefusion i Solen og i lignende stjerner. Under denne proces smeltes to brintatomer sammen til et heliumatom. På Jorden dannes det ved det naturlige radioaktive henfald af tunge radioaktive grundstoffer som thorium og uran, men der findes også andre eksempler. De alfapartikler, der udsendes ved sådanne henfald, består af helium-4-kerner.
Fordi det er meget let, er helium den foretrukne gas til at fylde luftskibe som Goodyear-luftskibet.
Historie
Helium blev opdaget af den franske astronom Pierre Janssen den 18. august 1868 som en lysende gul linje i spektret i Solens kromosfære. Man troede, at linjen var natrium. Samme år observerede den engelske astronom Norman Lockyer den også og fandt ud af, at den skyldtes et nyt grundstof. Lockyer og den engelske kemiker Edward Frankland gav grundstoffet navnet helium, der stammer fra det græske ord for solen, ἥλιος (helios).
Egenskaber
Helium er den næst mindst reaktive ædelgas efter neon. Det er det næst mindst reaktive af alle grundstoffer. Det er kemisk inert og monatomisk under alle standardbetingelser. Helium er den mindst vandopløselige monatomiske gas.
Bruger
Helium bruges som beskyttelsesgas ved dyrkning af silicium- og germaniumkrystaller, ved fremstilling af titanium og zirconium og i gaskromatografi, fordi det er inert. Helium anvendes som beskyttelsesgas ved lysbuesvejsning.
Helium blandes med ilt og andre gasser til dybdedykning under vandet, fordi det ikke forårsager nitrogennarkose.
Helium bruges også til at kondensere brint og ilt til at fremstille raketbrændstof. Det bruges til at fjerne brændstof og oxidationsmiddel fra udstyr på jorden, inden raketten opsendes. Det bruges til at afkøle flydende brint i rumfartøjer inden raketaffyring.
Helium anvendes som varmeoverføringsmedium i nogle atomreaktorer, der køles ned med gas. Helium anvendes også i nogle harddiske. Helium ved lave temperaturer anvendes i kryogenik.
Forsyning
Helium er blevet sjældent på Jorden. Hvis det kommer frit ud i luften, forlader det planeten. I modsætning til brint, som reagerer med ilt for at danne vand, er helium ikke reaktivt. Det forbliver som en gas. I mange år efter Helium Act fra 1925 samlede USA helium i en national heliumreserve. Amerikansk helium kommer fra brønde i Great Plains-området. I øjeblikket leveres mere helium fra Qatar end fra USA.
Flere forskningsorganisationer har udsendt erklæringer om knaphed og bevarelse af helium. Disse organisationer udsendte politiske anbefalinger så tidligt som i 1995 og så sent som i 2016, hvori de opfordrede den amerikanske regering til at lagre og bevare helium på grund af de naturlige begrænsninger i heliumforsyningen og grundstoffets unikke karakter. For forskere er helium uerstatteligt, fordi det er afgørende for at kunne producere meget lave temperaturer. Helium ved lave temperaturer anvendes i kryogenikken og i visse kryogeniske anvendelser. Flydende helium bruges til at afkøle visse metaller til de ekstremt lave temperaturer, der kræves for at opnå superledelse, f.eks. i superledende magneter til magnetisk resonansafbildning.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er det kemiske symbol for helium?
A: Det kemiske symbol for helium er He.
Spørgsmål: Hvor mange isotoper af helium findes der?
A: Der findes 9 isotoper af helium, hvoraf kun to er stabile.
Spørgsmål: Hvad gør helium til en ædelgas?
Svar: Helium kaldes en ædelgas, fordi det ikke regelmæssigt blandes med andre kemikalier og danner nye forbindelser.
Spørgsmål: Hvilken farve og lugt har helium?
Svar: Helium har ingen farve eller lugt. Men når det anbringes i et elektrisk felt, har det et rød-orange skær.
Spørgsmål: Hvornår blev tilstedeværelsen af helium først opdaget af astronomer?
Svar: Astronomer opdagede først tilstedeværelsen af helium i 1868, da dets spektrum blev identificeret i lyset fra Solen. Det var før, det blev opdaget på Jorden.
Sp: Hvilke anvendelsesmuligheder har helium på Jorden?
A: På Jorden bruges helium til at fylde balloner og luftskibe, fordi det er lettere end luft, og i nogle typer pærer. Det kan også indåndes, men det kan være farligt, hvis man indånder for meget, da det kan forårsage hypoxi, som kan skade eller dræbe en person, der ikke indånder normal luft, og langtidsvirkninger på stemmebåndene.
Sp: Hvordan skabes helium naturligt på jorden?
A: På Jorden fremstilles helium ved det naturlige radioaktive henfald af tunge radioaktive grundstoffer som thorium og uran, men der findes også andre eksempler. De alfapartikler, der udsendes ved sådanne henfald, består af helium-4-kerner.
