Helium | chemisch element
Helium is een chemisch element. Het heeft het chemische symbool He, atoomnummer 2 en een atoomgewicht van ongeveer 4,002602. Er zijn 9 isotopen van helium, waarvan er slechts twee stabiel zijn. Dit zijn3 He en4 He. 4He is veruit de meest voorkomende isotoop.
Helium wordt een edelgas genoemd, omdat het niet regelmatig mengt met andere chemicaliën en nieuwe verbindingen vormt. Het heeft het laagste kookpunt van alle elementen. Het is het tweede meest voorkomende element in het heelal, na waterstof, en heeft geen kleur of geur. Helium heeft echter een rood-oranje gloed wanneer het in een elektrisch veld wordt geplaatst. Helium reageert gewoonlijk met niets anders. Astronomen ontdekten de aanwezigheid van helium in 1868, toen het spectrum ervan werd geïdentificeerd in het licht van de zon. Dit was vóór de ontdekking ervan op aarde.
Helium wordt gebruikt om ballonnen en luchtschepen te vullen omdat het lichter is dan lucht. Het brandt niet en is dus veilig voor dat soort gebruik. Het wordt ook gebruikt in sommige soorten gloeilampen. Mensen kunnen helium inademen: het laat hun stem hoger klinken dan normaal. Dit is een grapje, maar het is gevaarlijk, want als ze te veel inademen, kan hypoxie hen verwonden of doden, omdat ze geen normale lucht inademen. Te veel helium inademen kan ook langdurige gevolgen hebben voor de stembanden.
Helium ontstaat door kernfusie in de zon en in soortgelijke sterren. Tijdens dit proces worden twee waterstofatomen samengesmolten tot één heliumatoom. Op aarde wordt het gemaakt door het natuurlijke radioactieve verval van zware radioactieve elementen zoals thorium en uranium, hoewel er ook andere voorbeelden zijn. De alfadeeltjes die door dit verval worden uitgezonden, bestaan uit helium-4-kernen.
Omdat het zeer licht is, is helium het gas bij uitstek om luchtschepen te vullen, zoals de Goodyear-blimp.
Geschiedenis
Helium werd ontdekt door de Franse astronoom Pierre Janssen op 18 augustus 1868, als een heldere gele lijn in het spectrum van de chromosfeer van de zon. Men dacht dat de lijn natrium was. In hetzelfde jaar nam de Engelse astronoom Norman Lockyer de lijn ook waar en ontdekte dat deze werd veroorzaakt door een nieuw element. Lockyer en de Engelse scheikundige Edward Frankland noemden het element helium, naar het Griekse woord voor de zon, ἥλιος (helios).
Kenmerken
Helium is na neon het minst reactieve edelgas. Het is het op één na minst reactieve van alle elementen. Het is chemisch inert en monoatomisch in alle standaardomstandigheden. Helium is het minst in water oplosbare mono-atomaire gas.
Gebruikt
Helium wordt gebruikt als beschermgas bij het groeien van silicium- en germaniumkristallen, bij het maken van titanium en zirkonium, en bij gaschromatografie, omdat het inert is. Helium wordt gebruikt als beschermgas bij booglassen.
Helium wordt gemengd met zuurstof en andere gassen voor diep onderwaterduiken omdat het geen stikstofnarcose veroorzaakt.
Helium wordt ook gebruikt om waterstof en zuurstof te condenseren om raketbrandstof te maken. Het wordt gebruikt om de brandstof en oxidatiemiddel van grondapparatuur te verwijderen voordat de raket wordt gelanceerd. Het wordt gebruikt om vloeibare waterstof in ruimtevoertuigen af te koelen voor de lancering van de raket.
Helium wordt gebruikt als een medium voor warmteoverdracht in sommige kernreactoren die met gas worden afgekoeld. Helium wordt ook gebruikt in sommige harde schijven. Helium bij lage temperaturen wordt gebruikt in cryogene toepassingen.
Supply
Helium is zeldzaam geworden op aarde. Als het vrij in de lucht komt, verlaat het de planeet. In tegenstelling tot waterstof, dat met zuurstof reageert tot water, is helium niet reactief. Het blijft een gas. Na de Heliumwet van 1925 hebben de Verenigde Staten jarenlang helium verzameld in een Nationale Heliumreserve. Amerikaans helium komt uit bronnen in het Great Plains gebied. Momenteel wordt meer helium geleverd door Qatar dan door de VS.
Verschillende onderzoeksorganisaties hebben verklaringen uitgebracht over de schaarste en het behoud van helium. Deze organisaties brachten al in 1995 en in 2016 beleidsaanbevelingen uit waarin de regering van de Verenigde Staten werd aangespoord om helium op te slaan en te bewaren vanwege de natuurlijke grenzen aan de heliumvoorraad en de unieke aard van het element. Voor onderzoekers is helium onvervangbaar omdat het essentieel is voor het produceren van zeer lage temperaturen. Helium bij lage temperaturen wordt gebruikt in de cryogene wetenschap en in bepaalde cryogene toepassingen. Vloeibaar helium wordt gebruikt om bepaalde metalen af te koelen tot de extreem lage temperaturen die nodig zijn voor supergeleiding, zoals in supergeleidende magneten voor beeldvorming door middel van magnetische resonantie.
Vragen en antwoorden
V: Wat is het chemische symbool voor helium?
A: Het chemische symbool voor helium is He.
V: Hoeveel isotopen van helium zijn er?
A: Er zijn 9 isotopen van helium, waarvan er slechts twee stabiel zijn.
V: Wat maakt helium tot een edelgas?
A: Helium wordt een edelgas genoemd omdat het zich niet regelmatig mengt met andere chemicaliën en geen nieuwe verbindingen vormt.
V: Welke kleur en geur heeft helium?
A: Helium heeft geen kleur of geur. Wanneer het echter in een elektrisch veld wordt geplaatst, heeft het een rood-oranje gloed.
V: Wanneer werd de aanwezigheid van helium voor het eerst door astronomen ontdekt?
A: Astronomen ontdekten de aanwezigheid van helium voor het eerst in 1868, toen het spectrum ervan werd geïdentificeerd in het licht van de zon. Dit was vóór de ontdekking ervan op aarde.
V: Wat zijn enkele toepassingen van helium op aarde?
A: Op aarde wordt helium gebruikt om ballonnen en luchtschepen te vullen, omdat het lichter is dan lucht, en in sommige soorten gloeilampen. Het kan ook worden ingeademd, maar dit kan gevaarlijk zijn als er te veel wordt ingeademd, omdat het hypoxie kan veroorzaken, waardoor iemand die geen normale lucht inademt, gewond kan raken of kan sterven, en op lange termijn gevolgen kan hebben voor de stembanden.
V: Hoe ontstaat helium op natuurlijke wijze op aarde?
A: Op aarde wordt helium gemaakt door het natuurlijke radioactieve verval van zware radioactieve elementen zoals thorium en uranium, hoewel er ook andere voorbeelden zijn. De alfadeeltjes die door dit verval worden uitgezonden, bestaan uit helium-4-kernen.
