الكيمياءالكيمياء غير العضويه

استخدامات غاز الهيليوم

يُستخدم غاز الهيليوم غالبًا في البالونات الجوية ودراسات الارتفاعات نظرًا لكثافته المنخفضة. كما تتطلب المركبات الأخف من الهواء مثل المناطيد استخدام الهيليوم .

استخدامات غاز الهيليوم

 

الهيليوم غاز عديم اللون والرائحة وغير سام، وهو أقل قابلية للذوبان في الماء من أي غاز آخر. وهو العنصر الأقل تفاعلاً ولا يشكل بالضرورة مركبات كيميائية.

كثافة ولزوجة بخار الهيليوم منخفضة للغاية. الموصلية الحرارية والمحتوى الحراري مرتفعان بشكل استثنائي.

يمكن تحويل الهيليوم إلى سائل، لكن درجة حرارة تكثيفه هي الأدنى بين جميع المواد المعروفة.

تم اكتشاف الهيليوم، وهو أخف الغازات النبيلة ، وهو العنصر الوحيد في الجدول الدوري الذي اكتشفه عالم فلك.

الهيليوم هو العنصر الذي يمكنك العثور عليه في الجانب الأيمن العلوي من الجدول الدوري بالعدد الذري 2.

ويأتي في المرتبة الأولى بين عائلة الغازات النبيلة.

يحتوي على مدار ذري واحد، وقد أطلق عليه لوكير و فرانكلاند هذا الاسم. ويشتق اسمه من الكلمة اليونانية “هيليوس” والتي تعني الشمس. وكان العلماء يعرفون أن الشمس تحتوي على كمية هائلة من الهيليوم قبل اكتشافه.

يقع الهيليوم ضمن الغازات الخاملة لأن مداره الإلكتروني الخارجي ممتلئ بإلكترونين. يمكن العثور على الهيليوم أيضًا في الليزر وخزانات الهواء المضغوط ومبردات المفاعلات النووية.

وهو يحمل أقل درجات الغليان والانصهار بين جميع العناصر الأخرى. يؤدي الاندماج النووي للهيدروجين في النجوم إلى توليد كمية كبيرة من الهيليوم.

 الهيليوم عديم اللون والرائحة وغير قابل للاشتعال. يستخدم في ملء البالوناتو المناطيد لتتمكّن من الطيران.  لأنّ وزنه أخف من الهواء،
الهيليوم عديم اللون والرائحة وغير قابل للاشتعال. يستخدم في ملء البالونات
و المناطيد لتتمكّن من الطيران. لأنّ وزنه أخف من الهواء،

خصائص الهيليوم

  • الهيليوم هو غاز عديم اللون.
  • تبرد الغازات وتتكاثف لتشكل الهيليوم السائل، وهو العنصر الوحيد الذي لا يتصلب عند الضغط الطبيعي، بغض النظر عن البيئة المحيطة (درجة الحرارة).
  • يعتبر غاز الهيليوم أقل كثافة من أي غاز آخر معروف، باستثناء الهيدروجين، ويبلغ حوالي سُبع كثافة الهواء المحيط بنا.
  • الهيليوم ليس له رائحة .
  • لزوجة المحلول منخفضة للغاية.
  • فهو خامل تماما، ولا يتحد مع العناصر الأخرى لتكوين مركبات أو يتفاعل معها.

تاريخ اكتشاف الهيليوم:

تم اكتشاف الهيليوم في الغلاف الجوي الغازي المحيط بالشمس من قبل عالم الفلك الفرنسي بيير جانسن ، الذي اكتشف خطًا أصفر ساطعًا في طيف الغلاف اللوني الشمسي أثناء كسوف الشمس في عام 1868؛ وقد افترض في البداية أن هذا الخط يمثل عنصر الصوديوم .

وفي نفس العام، لاحظ عالم الفلك الإنجليزي جوزيف نورمان لوكير خطًا أصفر في الطيف الشمسي لا يتوافق مع خطي الصوديوم D1 وD2 المعروفين ، ولذلك أطلق عليه اسم الخط D3 .

وخلص لوكير إلى أن خط D 3 نتج عن عنصر موجود في الشمس غير معروف على الأرض ؛ استخدم هو والكيميائي إدوارد فرانكلاند الكلمة اليونانية التي تعني الشمس، هيليوس ، في تسمية العنصر.

اكتشف الكيميائي البريطاني السير ويليام رامزي وجود الهيليوم على الأرض في عام 1895. وحصل رامزي على عينة من المعدن الحامل لليورانيوم ، وبعد فحص الغاز الناتج عن تسخين العينة، وجد أن هناك خطًا أصفر لامعًا فريدًا في طيفها يطابق ذلك للخط D 3 المرصود في طيف الشمس  ؛ وهكذا تم تحديد عنصر الهيليوم الجديد بشكل قاطع.

استخدامات الهيليوم:

1-الاستخدام الأساسي للهيليوم يذهب في أبحاث الارتفاع وبالونات الأرصاد الجوية.

و يُستخدم غاز الهيليوم غالبًا في البالونات الجوية ودراسات الارتفاعات نظرًا لكثافته المنخفضة. كما تتطلب المركبات الأخف من الهواء مثل المناطيد استخدام الهيليوم .

2-يتم استخدامه كغاز وقائي خامل في اللحام الذاتي، حيث يستخدم لإنشاء جو وقائي خامل لإنتاج الألياف الضوئية وأشباه الموصلات وكذلك اللحام بالقوس الكهربائي نظرًا لقلة تفاعله.

3-إنه المبرد الوحيد القادر على خفض درجة الحرارة إلى أقل من 15 كلفن (-434 درجة فهرنهايت).

4-يستخدم الهيليوم أيضًا في إنتاج بلورات الجرمانيوم وبلورات السيليكون.

5-نظرًا لقدرته على الانتشار عبر المواد الصلبة بشكل أسرع من الهواء، يتم استخدام الهيليوم صناعيًا للكشف عن تسرب خطوط الأنابيب.

حيث يوجد جهاز كشف خارج الأنبوب. يكتشف الجهاز أي تسرب للهليوم من النظام. يمكنك معرفة ما إذا كان هناك تسرب، وأين هو، وكميته. لأنه لا يتفاعل مع أي شيء في الأنبوب، فهو غاز ممتاز للاستخدام في هذا التطبيق.

6-يستخدم هذا العنصر أيضًا في الغاز الكروماتوغرافي كغاز حامل.

7-بسبب نقطة انصهاره المنخفضة، فإن الهيليوم السائل له تطبيقات عديدة في التبريد العميق، والتصوير بالرنين المغناطيسي، والمغناطيسات الفائقة التوصيل.

8- يستخدم لنفخ الوسائد الهوائية في السيارة بعد وقوع حادث لأنه ينتشر بسرعة ويمكن استخدامه للكشف عن التسريبات، مثل تلك الموجودة في أنظمة تكييف الهواء في السيارات.

9- للغواصين في أعماق البحار وغيرهم من الأشخاص الذين يعملون في بيئات مضغوطة – جو اصطناعي يتكون من 80% هليوم و20% أكسجين.

10-في ممرات الدفع في المتاجر الكبرى، يمكن قراءة الباركود باستخدام ليزر غاز الهيليوم والنيون. يعد المجهر الذي يعمل بأيون الهيليوم، والذي يوفر دقة صورة أعلى من المجهر الإلكتروني الماسح، تطبيقًا جديدًا للهليوم.

في الختام، يعد الهيليوم أحد أكثر العناصر الكيميائية إثارة للاهتمام، ليس فقط بسبب خواصه الفيزيائية الفريدة ولكن أيضاً لتطبيقاته الواسعة التي تمتد من الطب إلى التكنولوجيا المتقدمة. اكتشاف الهيليوم كان خطوة هامة في تاريخ العلم، وساهم في فهمنا العميق للكون وتطوير العديد من التقنيات التي نستخدمها اليوم.

المراجع 

1- موقع https://byjus.com/chemistry/helium/ أطلعت عليه بتاريخ 1/7/2024.

2- موقع https://www.britannica.com/science/helium-chemical-element أطلعت عليه بتاريخ 1/7/2024.

3- موقع https://www.lenntech.com/periodic/elements/he.htm أطلعت عليه بتاريخ 1/7/2024.

4- موقع https://scienceinfo.com/helium-properties/ أطلعت عليه بتاريخ 1/7/2024.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى