Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Warum ist Helium für die Welt wichtig?
- Wofür wird Helium verwendet?
- Wo kommt Helium im Alltag vor?
- Ist Helium ein explosives Gas?
- Was sind die Folgen des Einatmens von Helium?
Helium ist ein Element, das als Edelgas bekannt ist. Es ist farblos und geruchlos und im gesamten Universum verbreitet. Sie können über Helium aus Heliumballons wissen, die schwimmen. Das Element Helium hat jedoch viel mehr Verwendungen als Partyballons. Es wird auch in Auto-Airbags, High-Tech-Geräten, medizinischen Geräten und Flugzeugen eingesetzt. Helium ist nach wie vor ein wichtiger Bestandteil des modernen Lebens, auch wenn Sie es nicht direkt sehen können.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Helium ist das zweithäufigste Element im Universum. Während Sie es nicht sehen oder riechen können, ist Helium in vielen alltäglichen Anwendungen, in der Technik, in der Medizin und sogar in Autos zu finden.
Warum ist Helium für die Welt wichtig?
Um die Bedeutung von Helium für die Welt zu verstehen, ist es hilfreich, mehr über die Eigenschaften der Elemente zu erfahren. Darüber hinaus ist es von entscheidender Bedeutung, mehr über die Geschichte und die Versorgungsproblematik in Bezug auf Aspekte des modernen Lebens zu erfahren.
Helium ist ein Element, das in Gasform vorliegt. Sein Atomsymbol ist "Er" und seine Ordnungszahl ist 2 im Periodensystem. Der Schmelzpunkt von Helium ist der niedrigste aller Elemente und sein Siedepunkt liegt bei -452 Grad Fahrenheit. Nur Helium kann flüssig bleiben, auch wenn seine Temperatur gesenkt wird. Es erstarrt nur bei extremem Druck. Diese Eigenschaften machen Helium für bestimmte neuere Technologien wie supraleitende Materialien unverzichtbar.
Das Element Helium ist nach Wasserstoff das zweithäufigste im Universum. Helium kommt in jedem Stern vor und ist in den heißesten Sternen am häufigsten vorhanden. Es entsteht aus Kernfusionsreaktionen in Sternen. Tatsächlich wurde Helium zuerst entdeckt, als wir unseren eigenen Stern, die Sonne, studierten. Helium ist in der Sonne weit verbreitet; Es ist ein wesentliches Element und daher wichtig für die Welt.
Helium wurde erst am 18. August 1868 entdeckt. Ein französischer Astrophysiker namens Pierre Jules Cesar Janssen verwendete ein neues astronomisches Gerät, ein Spektroskop, um Lichtwellenlängen zu beobachten. Das Spektroskop zeigte die Spektren oder Lichtwellenlängen als Farbbänder an. Bei der Beobachtung der verdunkelten Sonne mit einem Spektroskop fand Janssen eine Wellenlänge im Sonnenlicht, die keinem anderen Element auf der Erde entsprach, und zwar in Form einer hellgelben Linie. Janssen wurde klar, dass er ein neues Element entdeckt hatte. Ein anderer Astronom, der Engländer Norman Lockyer, machte diese Beobachtung auch, während er die Sonne betrachtete. Beide hatten das Element Helium beobachtet, das Lockyer nach dem griechischen Wort für Sonne benannte. Schließlich wurde Helium 1882 tatsächlich auf der Erde in der Lava des Vesuvs entdeckt, als der Physiker Luigi Palmieri die leuchtend gelben Spektren fand, während er die Lava analysierte. Später führte William Ramsay Experimente durch, bei denen nachgewiesen wurde, dass Helium auf der Erde existiert. Er fand heraus, dass das Element Radium beim Zerfall Helium produzierte. Per Teodor Cleve und Nils Abraham Langer würde 1895 das Atomgewicht von Helium verringern.
Das Studium von Helium hilft Wissenschaftlern, nicht nur die Erde, sondern auch die anderen Planeten besser zu verstehen. Im Sonnensystem entdeckten Wissenschaftler Helium in der Atmosphäre der Riesengasplaneten Jupiter und Saturn. Auf dem Saturn fällt eine Art Heliumregen, vermischt mit flüssigem Wasserstoff, unter extremen Temperatur- und Druckbedingungen in die Atmosphäre. Wissenschaftler glauben, dass dieser „Heliumregen“ auf den Kern des Planeten fällt. Seine freigesetzte potentielle Gravitationsenergie mag den Saturn so hell erstrahlen lassen, eine Eigenschaft, die Wissenschaftler seit Jahren verwirrt.
Mit der Zeit lernten die Wissenschaftler mehr über die Eigenschaften von Helium. Die Beschreibung von Helium lautet, dass es farblos und geruchlos und leichter als Luft ist. Dies ist der Grund, warum Helium-gefüllte Ballons schwimmen und Helium in Wasser nicht sehr löslich ist. Die inerten Eigenschaften des Elements kommen häufig in der Beschreibung von Helium vor. Historisch betrachtet chemisch inert, neigt es dazu, nicht mit anderen Elementen zu reagieren. Helium will seine beiden Elektronen nicht aufgeben; es bleibt mit seiner Elektronenhülle stabil. Aus diesem Grund wird Helium neben Neon, Argon, Radon und anderen Edelgasen im Periodensystem als eines der Edelgase eingestuft.
Kürzlich entdeckten Wissenschaftler, dass Helium nicht völlig inert ist, wie man einst dachte.Bei der Entdeckung von Kristallen aus den Elementen Helium und Natrium stellten die Forscher fest, dass Helium sich mit anderen Atomen verbinden kann, ohne seine Elektronen zu teilen. Mit anderen Worten, es verbindet sich mit anderen Atomen, geht dabei jedoch keine chemischen Bindungen ein. Stattdessen schützt es positiv geladene Atome voreinander und wirkt der Abwehrkraft entgegen, die sie normalerweise auseinander drückt. Helium und Wasserstoff können sich unter extremem Druck, beispielsweise im Erdinneren, komprimieren und stabile Verbindungen bilden. Wissenschaftler werden möglicherweise faszinierendere Aspekte des Elements Helium aufdecken und feststellen, ob es immer noch als wirklich inert angesehen werden kann oder ob es in extremen Umgebungen tatsächlich stabile Verbindungen bilden kann.
In der Atmosphäre ist Helium nur in etwa einem Teil von 200.000 konzentriert. Es ist nicht praktisch, kostengünstig oder effizient, Helium aus der Luft zu gewinnen, so dass Menschen Helium nicht erhalten. Stattdessen wird Helium aus Erdgas hergestellt. Verunreinigungen wie Wasser, Sulfide und Kohlendioxide müssen zuerst entfernt werden, und dann wird das resultierende rohe Helium, das noch andere Elemente wie Argon, Neon, Wasserstoff und Stickstoff enthält, bei hohen Drücken gereinigt. Dieses Rohöl wird dann unterkühlt. Argon und Stickstoff werden verflüssigt und schließlich verdampft Stickstoff. Helium trennt sich von Neon, Stickstoff und Wasserstoff. Zusätzliche Filterung mit Aktivkohle entfernt andere Gase.
Helium kommt in einigen Erdgasvorkommen auf der ganzen Welt vor. Es ist jedoch nicht in jedem Erdgasvorkommen. In den USA wird Helium aus Bohrlöchern in Kansas, Oklahoma und Texas gewonnen. Allein in Texas befindet sich die Federal Helium Reserve, die Hauptversorgung für die USA. Diese Versorgung nimmt jedoch mit der Zeit ab. Auch in Tansania gibt es eine große Menge an Helium. Derzeit gibt es weltweit nur 14 Pflanzen, die Helium raffinieren. Helium ist auch in zerfallenden radioaktiven Mineralien enthalten. Es ist natürlich aus kosmischen und Röntgenstrahlen Beschuss von Beryllium und Lithium hergestellt.
Das schrumpfende Angebot an Helium ist zu einem Hauptproblem geworden. Die Abhängigkeit von Helium in der modernen Technologie hat zugenommen und das Angebot infolgedessen abgenommen. Wissenschaftler arbeiten daran, die Heliumproduktion effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Neuartige Methoden wie das Recyceln und Wiederverflüssigen von Helium könnten im kleinen Maßstab funktionieren und Forschern helfen. Dies kann dazu beitragen, die Kosten für Helium zu senken, wenn dessen Angebot sinkt.
Die Entdeckung von Helium hat zu vielen großen Innovationen geführt. Irgendwann würden viele Verwendungen von Helium auftauchen. Im modernen Leben ist die Bedeutung von Helium in den Bereichen Technologie, Medizin und Forschung enorm.
Wofür wird Helium verwendet?
Es gibt viele Verwendungen von Helium. Natürlich wird es verwendet, um Partyballons zu füllen, die Kinder und Erwachsene auf der ganzen Welt begeistern. Helium ersetzte Wasserstoff in Luftschiffen, nachdem festgestellt wurde, dass Wasserstoff hochreaktiv ist. Helium wird in der Medizin, in der wissenschaftlichen Forschung, beim Lichtbogenschweißen, in der Kältetechnik, in Flugzeuggasen, in Kühlmitteln für Kernreaktoren, in der Tieftemperaturforschung und zum Aufspüren von Gaslecks eingesetzt. Es wird wegen seiner Kühleigenschaften verwendet, da sein Siedepunkt nahe dem absoluten Nullpunkt liegt. Dies macht es attraktiv für den Einsatz in Supraleitern. Helium wird auch verwendet, um Raketen und andere Raumfahrzeuge unter Druck zu setzen. Es wird auch als Wärmeübertragungsmittel verwendet.
In der Medizin wird Helium manchmal eingesetzt, um Patienten mit Lungenproblemen wie Atemwegsverstopfung, Asthma und COPD zu helfen. Helium ermöglicht eine bessere Gaspenetration in die distalen Alveolen der Lunge und wird daher zur Beatmung der Lunge verwendet, wenn dies medizinisch erforderlich ist. Helium wird auch zur Lungenfunktionstestung verwendet. Helium wird auch in einigen laparoskopischen Operationen anstelle von Kohlenmonoxid verwendet. Helium wird manchmal als Etikett für die Bildgebung verwendet. Manchmal wird Helium für Operationen am offenen Herzen verwendet, mit Sauerstoff gemischt und als Nebel für die Lunge verwendet. Helium wird auch zur Kühlung der supraleitenden Magnete in MRT-Scannern verwendet. Strahlungsmonitore verwenden ebenfalls Helium.
Wussten Sie, dass Helium für Taucher wichtig ist? Helium ersetzt Stickstoff in Tauchgasgemischen, so dass Taucher ohne negative Auswirkungen auf das Zentralnervensystem tiefer unter Wasser gehen können. Ohne diese Mischung könnten Taucher unter Druckeinflüssen leiden, die als "Kurven" bezeichnet werden.
Es gibt zahlreiche wissenschaftliche Verwendungen von Helium. Der Large Hadron Collider verwendet Helium zur Kühlung. Mit Helium wurde das Higgs-Boson entdeckt, ein wichtiger Durchbruch in der Physik. Es wird in Kernresonanzspektrometern eingesetzt. Supraleiter können nur funktionieren, wenn sie von der extremen Kälte von Helium umgeben sind, und Helium wurde in der Raumfahrtindustrie zur Kühlung von Satelliteninstrumenten und als Treibstoff für Kühlmittel für Raumfahrzeuge verwendet. Meteorologen verwenden Helium-gefüllte Wetterballons für Wetterbeobachtungen. Rasterelektronenmikroskope verwenden manchmal Helium für eine bessere Bildauflösung.
Helium spielt auch eine wichtige Rolle bei der Fahrzeugsicherheit. Es wird zum Befüllen von Airbags verwendet, wenn ein Fahrzeug abstürzt.
Helium wird in flüssiger Form gelagert und versandt, und es ist extrem kalt. Aufgrund seiner mangelnden Reaktivität ist es ideal für Schutzumgebungen. Behandeln Sie Helium niemals direkt. Es ist so unglaublich kalt, dass es zu gefährlichen Erfrierungen kommen kann.
Wo kommt Helium im Alltag vor?
Im Alltag verwendetes Helium gibt es in verschiedenen Formen. Es wird als Auftriebsmittel, in Partyballons, in Tauchmischungen und in Lichtwellenleitern eingesetzt. Schweißer verwenden Helium zum Schweißen von Lichtbögen im Bauwesen. Ärzte und Chirurgen verwenden Helium, um Patienten mit Lungen- und Herzprozeduren zu helfen. Wenn Sie ein Lebensmittelgeschäft besuchen und Ihre Lebensmittel gescannt werden, beobachten Sie wahrscheinlich Helium-Neon-Laser. Wenn Sie jemals ein Luftschiff über Ihnen sehen, können Sie sicher sein, dass es von Helium in der Höhe gehalten wird. Sehen Sie nach, ob Sie den Einsatz von Helium im Alltag feststellen können, während Sie Ihren Tag verbringen.
Ist Helium ein explosives Gas?
Helium ist kein explosives Gas. Es ist als nicht brennbar eingestuft, was bedeutet, dass Helium nicht verbrennen kann. Es ist extrem kalt in flüssiger Form, so kalt, dass es andere Gase einfriert. Wenn der Behälter jedoch Hitze ausgesetzt ist, kann der Behälter selbst platzen. Verflüssigtes Helium kann beim Eintauchen in Wasser heftig kochen. Dies kann zu einem hohen Druck in den Behältern führen und das Risiko erhöhen, dass die Behälter durch den Druck explodieren. Helium allein wird jedoch nicht explodieren.
Was sind die Folgen des Einatmens von Helium?
Möglicherweise haben Sie das humorvolle Geräusch eines Menschen gehört, der aus einem Ballon ein bisschen Helium eingeatmet hat. Das Einatmen von Helium verändert die Tonhöhe der menschlichen Stimme, wodurch sie viel höher, quietschender und karikaturistischer wird. Das Problem dabei ist, dass Sie beim Einatmen von Helium aus einem Ballon keine Luft einatmen. Der menschliche Körper muss Luft atmen, um richtig zu funktionieren und Sauerstoff dort zu erhalten, wo er im Gehirn und im Körper benötigt wird. Schon das Einatmen einer kleinen Menge Helium kann Schwindel verursachen. Es kann aber auch zu Bewusstlosigkeit und Erstickung führen. Das fortgesetzte Einatmen von Helium kann sogar zum Tod durch Anoxie führen, was einen Sauerstoffmangel im Körper bedeutet.