Kimia 10 - 2 Heliumi

Helium është një element kimik me simbolin He dhe numër atomik 2. Është një pa ngjyrë, pa erë, pa shije, jo-toksike, inert, gazi monatomic që kryeson grupin fisnik te gazit në tabelën periodike. Valët dhe shkrirja e saj dhe pikat janë më të ulët në mesin e elementeve dhe ajo ekziston vetëm si një gaz, përveç në kushte ekstreme.

Helium është elementi i dytë është i lehte dhe elementi i dytë më i pasur në univers i vëzhgueshem, duke qenë i pranishem ne rreth 24% e mases totale thelbësor, që është më shumë se 12 herë në masë të gjithë elementeve të rënda të kombinuara. Bollëk i saj është i ngjashëm me këtë shifër në Diell dhe në Jupiter. Kjo është për shkak të energjisë shumë të lartë bërthamore të detyrueshme (për nucleon) e helium-4 në lidhje me tri elemente të ardhshëm pas helium. Kjo helium-4 të energjisë detyrueshme llogaritet edhe pse ajo është një produkt i fuzionit të dy bërthamor dhe kalbjes radioaktive. Më helium në univers është helium-4, dhe besohet të jenë formuar gjatë Big Bengut. Sasi të mëdha të heliumit të ri janë duke u krijuar nga fuzionit bërthamor të hidrogjenit në yje.

Helium është emëruar për zot greke e Diellit, Helios. Ajo u zbulua së pari si një nënshkrim të verdhë të panjohur linjë fantazme në rrezet e diellit gjatë një eklips diellor në vitin 1868 nga astronomi francez Jules Janssen. Janssen është kredituar së bashku me zbulimin e elementit së bashku me Norman Lockyer. Jannsen vërejtur gjatë eklipsit diellor i 1868, ndërsa Lockyer vërejtur nga Britania. Lockyer ishte i pari që të propozojë që linjë ishte për shkak të një element të ri, që ai të quajtur. Zbulimi formale e elementit është bërë në vitin 1895 nga dy Kimistë suedezë, Per Teodor Cleve dhe Nils Abraham LANGLET, të cilët gjenden helium që buron nga cleveite ore uraniumit. Në vitin 1903, rezervat e mëdha të helium u gjetën në fusha të gazit natyror në pjesë të Shteteve të Bashkuara, e cila është larg nga furnizuesi më i madh i gazit sot.

Helium është përdorur në cryogenics (përdorimin e saj më të madh të vetëm, thithjen rreth një të katërtën e prodhimit), veçanërisht në ftohjen e magnet superconducting, me kërkesa kryesore komerciale, duke qenë në skaner MRI. Helium-së përdorime të tjera industriale-si një presion dhe gaz Purge, si një atmosferë mbrojtëse për saldim me hark dhe në procese të tilla si Kristal rritje për të bërë wafers silikonit-llogari për gjysmën e gazit të prodhuar. Një i njohur, por përdorimi i mitur është si një gaz heqjen në balona dhe aeroplanët. [2] Si me çdo gaz dendësia e të cilit ndryshon nga ajo e ajrit, merrni frymë një vëllim të vogël të heliumit përkohësisht ndryshon timbër dhe cilësinë e zërit të njeriut. Në kërkimin shkencor, sjellja e të dy fazave lëngun e helium-4 (helium helium I dhe II), është e rëndësishme që të studiuesve që studiojnë mekanikën kuantike (në veçanti pronë e superfluidshmëri) dhe për ata që duke kërkuar në fenomene, të tilla si superpercjellshmëri, të prodhuara në çështje afër zeros absolute.

Në Tokë ajo është relativisht i rrallë - 5.2 ppm nga vëllimi në atmosferë. Helium Më tokësor i pranishëm sot është krijuar nga prishja radioaktiv natyror të elementeve radioaktive të rënda (toriumit dhe uraniumit, edhe pse ka shembuj të tjerë), si grimcat alfa emetuara nga po shkatrrohen të tilla të përbëhet nga helium-4 berthamat. Kjo helium radiogjenik është bllokuar me gaz natyror në përqendrime deri në 7% nga vëllimi, nga i cili është nxjerrë komerciale nga një proces temperaturë të ulët të ndarjes të quajtur distilim i pjesshëm. Helium është një burim i caktuar dhe është një nga elementet disa me shpejtësinë e arratisjes, që do të thotë se sapo lëshuar në atmosferë, ai i shpëton në hapësirë.

Nxjerrja dhe përdorimi

Pas një operacion të shpimit të naftës në vitin 1903 në Dexter, Kansas prodhuar një ngrohës uji të gazit që nuk do të djegur, Kansas gjeolog shteti Erasmus Haworth mbledhur mostra të gazit ikin dhe i çuan përsëri në Universitetin e Kansas në Lawrence, ku, me ndihmën e kimistë Hamilton Cady dhe David McFarland, ai zbuloi se gazit përbëhej nga, me volumin, 72% azot, 15% metan (një përqindje të djegshme vetëm me oksigjen të mjaftueshëm), 1% hidrogjen, 12% dhe një gaz të paidentifikueshëm. [7] [22] me analizë të mëtejshme, Cady dhe McFarland zbuloi se 1.84% e kampionit të gazit ishte helium. [23] [24] Kjo tregoi se pavarësisht gjë e rrallë e saj të përgjithshme në Tokë, helium u përqendruar në sasi të mëdha nën amerikane rrafshin e Madhe, në dispozicion për nxjerrjen si një efekt anësor i gazit natyror. [

Kjo mundësoi që Shtetet e Bashkuara për t'u bërë furnizuesi kryesor në botë e helium. Pas një sugjerim nga Sir Richard Threlfall, Shtetet e Bashkuara të marinës sponsorizuar tri bimë të vogla eksperimentale helium gjatë Luftës së Parë Botërore Qëllimi ishte për të furnizuar balona breshëri me jo-të ndezshme, të lehta se ajri gazit. Një total prej 5,700 m3 (200,000 cu ft) e 92% helium ishte prodhuar në program edhe pse më pak se një metër kub i gazit të parë ishte marrë. [8] Një pjesë e këtij gazi është përdorur në të parë helium-mbushur në botë airship, Marinës së SHBA-së C-7, e cila fluturoi fluturimin e tij inagurues nga rrugët Hampton, Virginia, për Bolling Field në Uashington, DC, më 1 dhjetor, 1921.

Edhe pse procesi i nxjerrjes, duke përdorur gaz temperaturë të ulët lëngëzim, nuk është zhvilluar në kohë të jetë i rëndësishëm gjatë Luftës së Parë Botërore, të prodhimit vazhdoi. Helium është përdorur kryesisht si një gaz heqjen në të lehta se ajri artizanale. Ky përdorim është rritur kërkesën gjatë Luftës së Dytë Botërore, si dhe kërkesat për saldim me hark mbrojtura.Spektromatës helium në masë ishte gjithashtu me rëndësi jetike në Manhattan Project bombës atomike.

Qeveria e Shteteve të Bashkuara të ngritur heliumit Rezervë Kombëtare në vitin 1925 në Amarillo, Texas, me qëllim të furnizimit aeroplanët ushtarak në kohën e luftës dhe komerciale aeroplanët në kohë paqeje. [8] Për shkak të Kontrollit të heliumit Akti (1927), e cila ndaloi eksportin e heliumit i rrallë në të cilën SHBA më pas kishte monopolin e prodhimit, së bashku me kosto të lartë të gazit, Hindenburg, si të gjitha zeppelins gjermane, u detyrua të përdorë hidrogjenin si ashensor gazit. Përdorimi helium pas Luftës së Dytë Botërore ishte në depresion, por rezervë u zgjerua në vitet 1950 për të siguruar një furnizim të helium të lëngshme si një ftohës për të krijuar oksigjen / hidrogjen karburant raketash (në mesin e përdorime të tjera) gjatë gara Hapësinor dhe Luftës së Ftohtë. Përdorimi helium në Shtetet e Bashkuara në vitin 1965 ishte më shumë se tetë herë konsumi më i madh i kohës së luftës.

Pas "Helium Veprat ndryshimin e 1960" (Ligji Publik 86-777), Zyra e SHBA e Minierave organizohet për pesë impiantet private të shërohet helium nga gazi natyror. Për këtë program të ruajtjes helium, Byroja ndërtuar një 425-milje (684 km) tubacion nga Bushton, Kansas, për të lidhur ato bimë me të varfëruar pjesërisht fushën Cliffside gazit të qeverisë, pranë Amarillo, Texas. Kjo përzierje helium-azotit është injektuar dhe ruajtur në fushën e gazit Cliffside deri nevojshme, kur ajo pastaj u pastrua më tej.

Deri në vitin 1995, një miliardë metra kub të gazit janë mbledhur dhe rezervë ishte 1.4 miliardë dollarë në borxhe, duke bërë Kongresin e Shteteve të Bashkuara në vitin 1996 për të fazën e nga e rezervës. [7] [30] rezultojnë "Helium Privatizimi Akti të vitit 1996 "[31] (Ligji Publik 104-273) drejtuar Departamentin e Punëve të Brendshme të Shteteve të Bashkuara të zbrazët e rezervës, me shitjet duke filluar nga 2005.

Helium prodhuar ndërmjet viteve 1930 dhe 1945 ishte rreth 98.3% i pastër (2% azot), i cili ishte i përshtatshëm për aeroplanët. Në vitin 1945, një sasi e vogël e 99.9% helium është prodhuar për përdorim saldim. Nga 1949, sasi komerciale të klasës A helium 99,95% ishin në dispozicion.

Për shumë vite Shtetet e Bashkuara prodhuar mbi 90% të heliumit komerciale përdorshme në botë, ndërsa bimët nxjerrjen në Kanada, Poloni, Rusi, dhe vende të tjera të prodhuara pjesën e mbetur. Në mes të viteve 1990, një fabrikë të re në Arzew, Algjeri, duke prodhuar 17 milionë metra kub (600 milionë metra kub) filloi operacioni, me të prodhimit të mjaftueshme për të mbuluar të gjithë kërkesën e Evropës. Ndërkohë, deri në vitin 2000, konsumi i heliumit në SHBA u rrit në mbi 15 milionë kg në vit. [34] Në vitin 2004-2006, dy bimë të tjera, një në Ras Laffan, Katar, dhe të tjera në Skikda, Algjeri, ishin ndërtuar. Algjeria shpejt u bë prodhuesi i dytë kryesor i helium. [35] Me anë të kësaj kohe, si konsumi helium dhe kostot e prodhimit helium rritur. [36] Nga 2002-2007 çmimet helium dyfishuar.

Si të vitit 2012 Shtetet e Bashkuara Kombëtare Helium Rezerva përbënin 30 për qind të heliumit në botë. [38] Rezerva pritet të dalë jashtë e helium në vitin 2018. [38] Pavarësisht se një projekt-ligj i propozuar në Senatin e Shteteve të Bashkuara do të lejojë rezervës për të vazhduar për të shitur gaz. Rezerva të tjera të mëdha ishin në Hugoton në Kansas, Shtetet e Bashkuara dhe fushat e afërta gazit e Kansas dhe panhandles e Teksasit dhe Oklahoma. Bimë të reja helium janë planifikuar të fillojë në 2012 në Katar, Rusi dhe gjendjen e Shteteve të Bashkuara të Wyoming, por ata nuk ishin të pritet për të lehtësuar mungesën.

Google Sites

Report abuse