गठन, माध्यमिक शिक्षा र विद्यालय
हेलियम: गुणहरू, विशेषताहरु, आवेदन
हेलियम - आवधिक तालिका समूह 18 को अक्रिय ग्याँस। यो हाइड्रोजन पछि दोस्रो lightest तत्व हो। हेलियम - रंग, गन्ध र स्वाद बिना ग्याँस -268,9 ° सी को एक तापमान मा तरल हुन्छ जो उम्लनेबिन्दु र यसको चिसो बिन्दु कुनै पनि अन्य ज्ञात पदार्थ भन्दा कम। यसलाई सामान्य वायुमण्डलीय दबाव मा ठंडा संग solidify गर्दैन मात्र तत्व हो। उहाँले 1 K. एक तापमान मा, 25 वायुमंडल हुनुपर्छ ठोस राज्य सारियो
आविष्कारको इतिहास
हेलियम ग्याँस वातावरण सूर्य आसपास पाइएको थियो, फ्रान्सेली astronomer पियरे Zhansenom 1868 मा एक ग्रहण बेला सौर chromosphere को स्पेक्ट्रम मा एक उज्ज्वल पहेंलो लाइन फेला परेन। छ कि सुरुमा यो लाइन तत्व सोडियम प्रतिनिधित्व गर्ने कल्पित थियो। त्यसै वर्ष मा, अंग्रेजी astronomer Dzhozef नर्मन Lockyer सौर स्पेक्ट्रम, ज्ञात सोडियम रेखाहरू अनुरूप थिएन जो एक पहेलो रेखा अवलोकन 1 डी र डी 2, र यसैले यो एक लाइन डी 3 नाम छ। Lockyer यो धरती मा सूर्य अज्ञात मा एक पदार्थ कारण थियो निष्कर्षमा। उहाँले र ग्रीक नाम 'HELIOS' Sun. प्रयोग शीर्षक तत्वको रसायनविद् एडवर्ड Frankland
1895 मा, पृथ्वी मा हेलियम अस्तित्व ब्रिटिश रसायनविद् महोदय Uilyam Ramzay साबित भएको छ। उहाँले नमूना cleveite युरेनियम-बोकेका खनिज प्राप्त, र ताप समयमा गठन भएको ग्याँसहरु केलाउँदा पछि, यो स्पेक्ट्रम मा उज्ज्वल पहेंलो लाइन लाइन डी 3, सौर स्पेक्ट्रम अवलोकन संग coincides कि पाइन्छ। त्यसैले, नयाँ तत्त्व अन्तमा स्थापना गरिएको थियो। 1903 मा Ramsay र फ्रेडरिक Soddy हेलियम रेडियोधर्मी पदार्थ को स्वभाविक क्षय को एक उत्पादन हो कि फेला परेन।
प्रकृति मा वितरण
हेलियम को ठूलो ब्रह्माण्डको को कुल ठूलो को बारेमा 23% छ, र तत्व ठाउँ सबैभन्दा दोस्रो साधारण छ। यसलाई जहाँ हाइड्रोजन परिणाम फ्युजन बाट गठन गरिएको छ तारा, मा केंद्रित छ। वातावरण मा हेलियम 200 औं 1 भाग एक एकाग्रता छ हुनत। (5 पीपीएम) र रेडियोधर्मी खनिज, meteorite ग्रंथि, साथै खनिज स्रोतहरू, संयुक्त राज्य अमेरिका (विशेष गरी टेक्सास, नयाँ मा पाइने तत्व को ठूलो मात्रा को सानो मात्रा मा निहित छ मेक्सिको सिटी, कन्सास, ओक्लाहोमा, यूटा, र एरिजोना) घटक रूपमा (7.6% गर्न) प्राकृतिक ग्याँस को। सानो र यसको रिजर्व अष्ट्रेलिया, अल्जेरिया, पोल्याण्ड, कतार र रूस मा पत्ता गरिएको छ। को पाप्रो हेलियम एकाग्रता मा बारेमा मात्र 8 ppb छ।
आइसोटपहेर्नुहोस्
को हेलियम अणु प्रत्येक को कोर, दुई प्रोटन समावेश गर्छ, तर अन्य तत्व संग, यो आइसोटपहेर्नुहोस् छ। तिनीहरूले एक छ गर्न न्युट्रोन देखि समावेश, त्यसैले आफ्नो ठूलो संख्या लिएर तीन आठ। यी को स्थिर तत्व जसको वजन हेलियम परमाणु नम्बर 3 (3 उहाँले) र 4 (4 उहाँले) द्वारा निर्धारित छ छन्। अन्य सबै रेडियोधर्मी र तीव्र गतिमा अन्य पदार्थ मा क्षय। पृथ्वीको हेलियम ग्रह को एक मूल भाग छैन, यो रेडियोधर्मी क्षय को फलस्वरूप गठन भएको थियो। रेडियोधर्मी भारी पदार्थ को केन्द्रक द्वारा उत्सर्जित अल्फा कणहरु 4 उहाँले नाभिक आइसोटप छन्। पृथ्वी गुरुत्वाकर्षण यसलाई क्रमिक ठाउँ मा लीक देखि रोक्न पर्याप्त छैन किनभने हेलियम, वातावरण मा ठूलो परिमाणमा जम्मा गर्दैन। संसारमा 3 उहाँ निशान नकारात्मक बिटा क्षय हाइड्रोजन दुर्लभ-3 तत्व (ट्रिटियम) व्याख्या छन्। 4 उहाँले सबैभन्दा स्थिर आइसोटपहेर्नुहोस् को साधारण छ: उहाँले 4 अनुपात उहाँले बारेमा 700 हजार 1 वातावरण र 7 लाख 1 केही हेलियम-धनी खनिज छ 3 तिर परमाणु ..
हेलियम शारीरिक गुण
यो वस्तुको Boiling र पग्लिने बिन्दु सबै भन्दा कम हो। यस कारण, हेलियम चरम अवस्थामा बाहेक ग्यास रूपमा विद्यमान छ। उहाँले ग्याँस कुनै पनि अन्य ग्याँस भन्दा कम पानी मा भंग गरिएको छ, र ठोस शरीर मार्फत प्रसार को दर तीन पटक हावा भन्दा ठूलो छ। सबै भन्दा नजदीकी स्थान को आफ्नो अपवर्तनी सूचकांक 1 नजिकिंदै।
को हेलियम को थर्मल चालकता मात्र हाइड्रोजन थर्मल चालकता, विशिष्ट गर्मी र यसको extraordinarily उच्च दोस्रो छ। साधारण तापमान मा यो विस्तार समयमा गरम छ, र तल 40 K - cooled। त्यसैले, टी मा <40 K हेलियम एक तरल मा विस्तार गरेर परिवर्तित गर्न सकिन्छ।
को ionized अवस्थामा छैन भने तत्व, एक विसंवाहक छ। अन्य महान ग्याँसहरु संग, हेलियम एक metastable ऊर्जा स्तर एक भोल्टेज को आयनीकरण संभावित तल छ जब यो एक बिजुली छुट्टी द्वारा ionized गर्न अनुमति कि छ।
हेलियम-4 यसलाई दुई तरल प्रकारका छ अनुपम छ। सामान्य भनिन्छ हेलियम म र 4.21 K को उम्लनेबिन्दु देखि लिएर तापमान मा अवस्थित (-268,9 ° C) बारे 2,18 K (-271 ° C)। 2,18 K 4 को तल्लो थर्मल चालकता उहाँले 1000 पटक तामा भन्दा ठूलो हुन्छ। यो फारम यो साधारण देखि भेद गर्न, भनिन्छ हेलियम द्वितीय छ। यो superfluid छ: चिपचिपाहट यसलाई मापन गर्न सकिन्छ भनेर कम छ। हेलियम द्वितीय फिक्री छ जो कुनै पनि पदार्थ को सतह मा एक पातलो फिलिम मा सर्छ, र यो फिल्म पनि गुरुत्व विरुद्ध घर्षण बिना बगिरहेको छ।
कम प्रशस्त हेलियम-3 दुई जो superfluid छन् तीन अलग अलग तरल चरणहरु, खेल्छ। 4 मा उहाँले सोभियत भौतिक द्वारा पत्ता थियो Superfluidity Petrom Leonidovichem Kapitsey मध्य-1930, र उहाँले पहिलो 1972 मा डगलस डी Osheroff दाऊदले एम ली, र रबर्ट सी रिचर्डसन संयुक्त राज्य अमेरिका को द्वारा देख्यो थियो 3 मा एउटै घटना।
दुई आइसोटपहेर्नुहोस् हेलियम-3 को एक तरल मिश्रण र -4 तल 0.8 K (-272.4 ° C) तापमान मा दुई तहहरू विभाजित छ - उहाँले र साथ हेलियम-3 को 6% 4 उहाँले मिश्रण एक अनिवार्य शुद्ध 3। 4 मा 3 उहाँ Dissolution उहाँले ठंडा प्रभाव cryostat संरचना मा प्रयोग गरिन्छ जो हेलियम तापमान तल 0.01 K छ जसमा सँगसँगै छ (-273,14 ° C) र केही दिनको लागि कायम।
जडानहरू
सामान्य अवस्थामा, हेलियम रासायनिक अक्रिय छ। चरम नभएका स्थिर सामान्य तापमान र दबाव संकेतक मा एक मिश्रित तत्व सिर्जना गर्न सक्नुहुन्छ। उदाहरणका लागि, हेलियम गर्दा विद्युत आभा छुट्टी गर्न वा प्लाज्मा अवस्थामा इलेक्ट्रन bombardment द्वारा subjected, आयोडिन, टंगस्टन, फ्लोरिन, फस्फोरस र सल्फर यौगिकों फारम गर्न सक्छन्। यसरी यो सिर्जना गरिएको थियो HeNe, HgHe 10, WHe 2 र आणविक आयनों उहाँले 2 + 2 ++, हे + र HED +। यो प्रविधी पनि तटस्थ अणु उहाँले 2 र HgHe छ।
प्लाज्मा
ब्रह्माण्डकै advantageously ionized हेलियम जसको गुण भएको आणविक देखि पर्याप्त भिन्न, वितरण। इलेक्ट्रनों र प्रोटन जोडिएको थिएन, र यो पनि एक आंशिक ionized अवस्थामा एक धेरै उच्च विद्युत चालकता छ। चार्ज कणहरु मा अत्यधिक चुम्बकीय र बिजुली क्षेत्रहरू प्रभावित छ। उदाहरणका लागि, हेलियम आयनों संग सौर हावा मा अरूणोदय बोरेलिस कारण ionized हाइड्रोजन magnetosphere पृथ्वी अन्तरक्रिया गर्नुहोस्।
अमेरिकामा जम्मा को खोज
Dexter, कन्सास मा 1903 मा ड्रिलिंग पछि, यो द्वारा गैर-ज्वलनशील ग्याँस प्राप्त भएको थियो। सुरुमा यो हेलियम समावेश ज्ञात छैन। जो ग्याँस फेला परेन, पहिचान राज्य Erasmus हावर्थ geologist, आफ्नो नमूनाहरू र दबाइ Kedi Gamiltona र दाऊदले McFarland मार्फत कन्सास को विश्वविद्यालय संकलित छ जो यो 72% नाइट्रोजन, 15% मिथेन, 1% हाइड्रोजन समावेश गर्दछ र 12% पहिचान थिएन कि फेला परेन। यस पछि विश्लेषण बिताएपछि शोधकर्ताओं फेला हेलियम को नमूनाको कि 1.84%। त्यसैले हामी यो रासायनिक तत्व महान् प्लेन्स, जहाँ यो प्राकृतिक ग्याँस बाट निकाले गर्न सकिन्छ भुमरीमा परेको ठूलो परिमाणमा उपस्थित भनेर थाह छ।
औद्योगिक उत्पादन
यो संयुक्त हेलियम नेता को संसारको उत्पादन राज्य बनाएको छ। सर रिचर्ड Threlfall द्वारा सुझाव मा, अमेरिकी नौसेना को बौछार बेलुन हल्का गैर-ज्वलनशील उठाने ग्याँस सुनिश्चित गर्न पहिलो विश्व युद्ध को समयमा यस पदार्थ उत्पादन गर्न तीन साना पायलट बोट आर्थिक सहायता। हुनत यो ग्याँस कम्तिमा मात्र 100 लिटर प्राप्त भएको थियो यो कार्यक्रम अनुसार, 5700 मिटर 3 92 प्रतिशत उहाँले कुल उत्पादन थिए। यो रकम भाग संसारको पहिलो हेलियम airship मा प्रयोग भएको थियो अमेरिकी नौसेना ह्याम्प्टन सडक बाट आफ्नो पहिलो यात्रा गरे जो सी-7, (भर्जिनिया) Bolling क्षेत्र मा (वाशिंगटन, डीसी) डिसेम्बर 7, 1921।
त्यो समय मा कम तापमान तरल ग्याँस प्रक्रिया पर्याप्त पहिलो विश्व युद्ध को समयमा महत्वपूर्ण हुन विकास भएको थिएन तापनि, उत्पादन छोडेनन्। हेलियम साधारण विमान मा एक लिफ्ट ग्याँस रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यो एक शील्ड चाप वेल्डिंग प्रयोग गरिएको थियो यसको लागि मांग दोस्रो विश्व युद्ध को समयमा बढेको छ। तत्व पनि परमाणु बम "मैनहट्टन" को सिर्जना ठूलो महत्त्व छ।
अमेरिकी राष्ट्रीय आरक्षित
1925 मा, संयुक्त राज्य अमेरिका सरकार हेलियम को राष्ट्रिय आरक्षित अमारिल्लो, टेक्सास, युद्ध र peacetime मा व्यावसायिक airships को समय मा सैन्य airships प्रदान गर्न सिर्जना गरियो। ग्याँस को प्रयोग दोस्रो विश्व पछि गिर, तर स्टक अन्य कुराहरु, यो ठाउँ दौड र शीत युद्ध को समयमा अक्सिजन हाइड्रोजन propellant को उत्पादन मा प्रयोग कूलेंट रूपमा आपूर्ति, प्रदान गर्न 1950 मा वृद्धि भएको थियो। आठ पटक युद्ध मा चोटी खपत भन्दा उच्च 1965 मा संयुक्त राज्य अमेरिका मा हेलियम को प्रयोग,।
हेलियम 1960 खनन ब्यूरो स्ट्रिक 5 निजी कम्पनीहरु मा व्यवस्था को ग्रहण पछि प्राकृतिक ग्याँस बाट तत्व निकाल्न। यो कार्यक्रम 425-मी पाइपलाइन अमारिल्लो, टेक्सास नजिकै सरकार आंशिक समाप्त ग्याँस क्षेत्र यी बिरुवाहरु जडान गर्न बनाइएको थियो। हेलियम-नाइट्रोजन मिश्रण भूमिगत भण्डारणमा पम्प्ड, जबसम्म यो कुनै आवश्यकता छ त्यहाँ बसे।
1995 द्वारा, स्टक को मात्रा, अरब घन मीटर भेला थियो यो बाहिर चरण गर्न 1996 मा अमेरिकी कांग्रेस संकेत जो 1.4 अर्ब डलर राष्ट्रिय आरक्षित, को ऋण गर्दा। प्राकृतिक संसाधन को हेलियम मंत्रालय को निजीकरण मा व्यवस्था को 1996 मा ग्रहण निम्न 2005 मा एक परिसमापन स्टोर शुरू।
सफा र उत्पादन
सम्म 1945 साल बारेमा 98% शुद्धता थियो हेलियम उत्पादन, अरूलाई 2% airships लागि पर्याप्त छ कि नाइट्रोजन थिए। 1945 मा, यो चाप वेल्डिंग प्रयोगको लागि ग्याँस को 99.9 प्रतिशत को एक सानो राशि उत्पादन। 1949 द्वारा, तत्व को शुद्धता 99,995% पुगेको छ।
धेरै वर्ष को लागि संयुक्त राज्य अमेरिका संसारको व्यावसायिक हेलियम को 90% भन्दा उत्पादित। रूस र पोल्याण्ड मा - 2004 देखि हरेक वर्ष यसलाई 140 मिलियन पु 3, संयुक्त राज्य अमेरिका मा, 10% अल्जेरिया मा गरियो 85% जो हुन्छन्, र बाँकी काम भएको थियो। संसारमा हेलियम को मुख्य स्रोतहरु टेक्सास, ओक्लाहोमा र कन्सास को प्राकृतिक ग्याँस क्षेत्रहरू छन्।
प्राप्त लागि प्रक्रिया
हेलियम (शुद्धता 98.2%) कम तापमान मा अन्य घटक द्वारा र उच्च दबाबको मा प्राकृतिक ग्याँस को liquefaction देखि बरामद गरिएको छ। अन्य ग्याँसहरु को सोखना कार्बन 99,995% को शुद्धता प्राप्त गर्न सक्छन् सक्रिय cooled। हेलियम एउटा सानो रकम एक ठूलो मात्रा मा हावा liquefaction समयमा उत्पादन। हावा को 900 टन को बारेमा 3.17 घन मीटर प्राप्त गर्न सक्छन्। एम ग्याँस।
आवेदन क्षेत्रहरू
महान ग्याँस विभिन्न क्षेत्रहरू लागू गरिएको छ।
- हेलियम, गुण धेरै कम तापमान प्राप्त गर्न अनुमति जो, साथै "अपोलो" मिसाइलहरु मा अक्सिजन र हाइड्रोजन को liquefaction लागि, LHC, एमआरआई superconducting चुम्बक apparatuses र आणविक चुम्बकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोमीटर, उपग्रह उपकरण मा एक ठंडा एजेन्ट रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
- एल्यूमीनियम र अरूलाई वेल्डिंग लागि अक्रिय ग्याँस रूपमा। अर्धचालक र अप्टिकल फाइबर को निर्माण मा धातु।
- .. रकेट इन्जिन, को इन्धन ट्यांकी मा दबाव सिर्जना गर्न विशेष तरल हाइड्रोजन मा सञ्चालन, टी मात्र हेलियम ग्याँस ती एकत्रीकरण को आफ्नो राज्य जोगाउनुहुन्छ हाइड्रोजन तरल रहन्छ जब);
- उहाँले-Ne ग्याँस पराबैंगनीकिरण सुपरमार्केट मा बक्समा कार्यालय मा बारकोड स्क्यान गर्न प्रयोग गरिन्छ।
- हेलियम-आयन माइक्रोस्कोप तपाईं इलेक्ट्रनिक भन्दा राम्रो छवि प्राप्त गर्न अनुमति दिन्छ।
- कारण महान ग्याँस को उच्च permeability उदाहरणका कार हावा-कंडीशनिंग प्रणाली मा लागि, लिक परीक्षण गर्न, साथै तीव्र भर्ने रूपमा टकराव मा भएको airbag प्रयोग गरिन्छ।
- कम घनत्व हेलियम भरिएको सजावटी बलमा अनुमति दिन्छ। को अक्रिय ग्याँस airships र बेलुन मा विस्फोटक हाइड्रोजन ग्याँस बदलिएको छ। उदाहरणका लागि, मौसम विज्ञान मा, हेलियम बेलुन नाप्ने साधन उचाल्न प्रयोग गरिन्छ।
- को क्रायोजेनिक कूलेंट न्यूनतम सम्भव तरल अवस्थामा रासायनिक तत्व को तापमान देखि, प्रयोग गरिन्छ।
- हेलियम, गुणहरू एक कम जवाब र पानी विलेयता, घुलनशीलता (र रगत) अक्सिजन एक मिश्रण मा, स्कुबा डाइभिङ लागि श्वसन योगों मा आवेदन र caisson काम पकड फेला छ यसलाई प्रदान जो।
- Meteorites र चट्टानहरू आफ्नो उमेर निर्धारण गर्न यो तत्व को सामाग्री को लागि विश्लेषण गरिन्छ।
हेलियम: तत्व को गुण
निम्नानुसार उहाँले मुख्य भौतिक गुण हो:
- परमाणु नम्बर: 2।
- को हेलियम अणु को सापेक्षिक ठूलो: 4,0026।
- द्रवणबिन्दु: छैन।
- उम्लनेबिन्दु: -268,9 ° सी
- घनत्व (1 एटीएम, 0 ° C): 0,1785 G / N।
- ऑक्सीकरण 0।
Similar articles
Trending Now