 |
Info
Pomoć
|
|
 |
|
|
|
||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Dobivanje helija: Najveći dio helija dobiva se iz zemnog plina, a manji dio ukapljivanjem i frakcijskom destilacijom tekućeg zraka, te iz minerala koje sadrže helij zagrijavanjem tih minerala na temperature preko 1000°C. Dobivanje helija iz zemnog plina započinje njegovim pročišćavanjem i ispiranjem s monoetanolaminom i dietilen-glikolom, zatim sušenjem s aktivnim aluminijevim oksidom pri čemu se odstrane voda, ugljikov(IV)-oksid (CO2) i sulfidni plinovi. Tako pročišćeni zemni plin ulazi u izmjenjivač topline gdje se uklanjaju najprije teži ugljikovodici, a zatim metan pri čemu nastaje sirovi helij koncentracije oko 70% s primjesama dušika, argona, vodika i neona. Sirovi helij preko izmjenjivača topline odlazi u uređaj za čišćenje helija gdje se komprimira na tlak 17,3 MPa, a zatim se u glavnom izmjenjivaču topline hladi ukapljenim dušikom do temperature 77 K (-196°C). Pri tom se ostali plinovi ukapljuju, a helij ostaje plinovit i propuštanjem kroz kolone s aktivnim ugljenom gdje se pročisti se do čistoće 99,997%. Helij se dobiva iz zraka pri proizvodnji tekućeg dušika kada se izdvaja nekondenzirana, plinovita faza, u kojoj je najviše dušika, zatim neona i helija te nešto vodika. Iz sirove smjese određenim postupcima uklanjaju se vodik i dušik pri čemu se dobije smjesa koja sadrži 75% neona i 25% helija. Iz smjese se ukapljivanjem odvaja neon, a plinovita faza sadrži helij s relativno malo primjesnih plinova. Dobiveni plinoviti helij se ukapljuje. Svojstva i upotreba helija: Helij je pri standardnim uvjetima jednoatomni plin bez boje, mirisa i okusa. Poznata su dva stabilna prirodna izotopa helija: 3He i 4He i četiri radioaktivna izotopa (SHe, 6He, 7He, 8He, svi s veoma kratkim vremenom poluraspada). Izotopi 3He i 4He su jedine poznate tvari koje se ne skrućuju pod tlakom vlastitih para, tj. ostaju tekući sve do temperature bliske apsolutnoj nuli. Povećanjem tlaka na nižim temperaturama helijevi izotopi prelaze u čvrsto stanje koje se javlja u tri alotropske modifikacije. Pri visokim tlakovima čvrsti helij ima plošno centriranu kubičnu kristalnu rešetku, na srednjim i nižim tlakovima gustu heksagonsku rešetku, a u području najnižih temperatura ima prostorno centriranu rešetku. Tekući helij postoji u dva oblika, kao helij-I koji daljnim hlađenjem pri temperaturi 2,172 K i tlaku od 1atm (tzv. alfa-točka) prelazi u suprafluidni oblik, tzv. helij-II. Pretpostavlja se da helij-II sadrži dvije tekuće komponente. Jedna je slična heliju-I i ponaša se kao normalna tekućina, a druga je suprafluidna tekućina. Helij se u velikim količinama upotrebljava u metalurgiji kao zaštitna atmosfera u proizvodnji različitih specijalnih materijala i reaktivnih metala, kao što su nikal i cirkonij, pri zavarivanju metala nestabilnih pri višim temperaturama, te za stvaranje zaštitne plazme u uređajima za rezanje nehrđajućeg čelika. Helij se upotrebljava kao plin nosilac u plinskoj kromatografiji, u detektorima za otkrivanje pukotina, u laserima (poznat je prvi plinski He-Ne laser) te za stvaranje zaštitne atmosfere u proizvodnji monokristala (npr. poluvodiča silicija i germanija). Koristi se kao rashladni medij za izuzetno precizne instrumente koji se hlade na najniže temperature kako bi se uklonio "termički šum" u mjerenju. Također se koristi za održavanje niskih temperatura elektroničkih elemenata koji rade u supravodljivom režimu (Josephsonovi spojevi, SQUID-ovi). U istu svrhu se koristi i u svemirskim letjelicama za hlađenje izuzetno osjetljivih detektora. U nuklearnoj tehnici helij se koristi kao medij za prijenos topline u plinom hlađenim reaktorima. Njime se pune niskotemperaturni plinski termometri, meteorološki baloni i transportne lebdjelice. U medicini se koristi u smjesi s kisikom za pacijente s respiratornim (astmatičkim) smetnjama, a miješa se i s nekim anesteticima umanjujući njihovu eksplozivnost u zraku. Smjesa od 79% helija i 21% kisika katkad se upotrebljava za punjenje boca za ronjenje (i za liječenje ronilačke bolesti). Jedna od novijih primjena helija je u NMR uređajima sa supravodljivim elektromagnetima za njihovo hlađenje. Helij je danas u zemljama razvijenih visokih tehnologija strateški materijal, a u nekima ima i tretman nacionalne sigurnosti (SAD). Zbog vrlo stabilne elektronske konfiguracije helij je kemijski inertan, a u posebnim uvjetima može dati vrlo mali broj nestabilnih spojeva. Mogući spojevi helija s nekim metalima su: WHe2, Pt3He, FeHe, PdHe i BiHe.
|
|
|
 |
 |
|
Prijavi
grešku |
|
|
ovosti
Općenito
o elementu
