كيف أحصل على غاز الهيليوم
كيف أحصل على غاز الهيليوم من الأسئلة الأكثر شيوعًا، حيث يعتبر غاز الهيليوم من الغازات الأكثر استخدامًا، ويعتبر غاز الهيليوم من الغازات النبيلة، والتي يطلق عليها في الكيمياء الغازات الخاملة.
فهو لا يكون رابط كيميائي مع عنصر آخر، وتم اكتشاف غاز الهيليوم عن طريق العديد من العلماء والباحثون، وقد تم اكتشاف الهيليوم لأول مرة عام 1868 عن طريق بيبر جانسين.
ما هو غاز الهيليوم
غاز الهيليوم من العناصر الكيميائية أحادية الذرة، وهو من الغازات الخاملة أو النبيلة والتي لا تحتوي على رائحة أو لون ولا طعم كذلك، والكتلة الذرية لغاز الهيليوم هي 4.003.
ويقع في الجدول الدوري ضمن المجموعة الثامنة عشر، ويعتبر من الغازات الخفيفة والتي تأتي في الترتيب الثاني بعد غاز الهيدروجين، وعلى عكس الهيدروجين القابل للاشتعال.
فإن الهيليوم غير قابل للاشتعال، ويوجد الهيليوم في الغاز الطبيعي، حيث يتم استخراجه من الغاز الطبيعي.
شاهد أيضًا: كيفية عمل غاز الهيليوم في المنزل
فيما يستخدم غاز الهيليوم
يستخدم غاز الهيليوم في العديد من الأشياء والمجالات، وأكثر المجالات التي يستخدم فيها الهيليوم هي:
- يعمل الهيليوم على ضبط درجة الحرارة وارتفاعها في مصادم الهدرونات الكبير.
- يستخدم الهيليوم في التحقق من وجود تسريب في تكييف السيارة أو الحافلة.
- كما يستخدم الهيليوم لملء وسادات السيارة والتي تحمي الرأس عند تعرض السيارة لحادث سير.
- يستخدم الهيليوم لملء بالونات الاحتفالات والحفلات مثل الأفراح وأعياد الميلاد.
- يعمل على رفع درجة حرارة معدات الأقمار الصناعية.
- يستخدم الهيليوم في تبريد الغازات الأخرى القابلة للاشتعال مثل الهيدروجين والأكسجين.
- كما يستخدم في اللحام عن طريق القوس الكهربائي.
- يستخدم لنفخ المنطاد في الأماكن السياحية بسبب خفته في الجو.
- يعتبر من الغازات الآمنة على عكس الهيدروجين لأنه غاز خامل.
- يعمل على ضبط الضغط تحت الماء ويحمي الغواصين، حيث تحتوي الأنبوبة التي يتنفس منها الغواصين 20% من غاز الهيليوم.
أضرار غاز الهيليوم
هناك العديد من الأضرار التي يسببها غاز الهيليوم عند استنشاقه وقد يكون مميتًا، وهذه الأضرار هي:
- يجعل غاز الهيلوم صوت الإنسان حاد عند استنشاقه.
- يؤدي استنشاق غاز الهيليوم إلى الشعور بالدوار والدوخة.
- عند استنشاق كمية كبيرة من الهيليوم بدلًا من الأكسجين يصيب الإنسان بحالة إغماء.
- إذا تعرض الإنسان لاستنشاق غاز الهيليوم من الخزان المضغوط فقد يؤدي إلى تفجير الرئتين أو التسبب في حدوث نزيف، وهو أمر خطير يؤدي إلى الوفاة فورًا.
كيف أحصل على غاز الهيليوم
هناك الكثير من الطرق التي يتم الحصول على غاز الهيليوم من خلالها، حيث يمكن استخلاصه من الغاز الطبيعي، حيث يتم الحصول على الهيليوم النقي بنسبة 99% من الغاز الطبيعي.
كما يوجد غاز الهيليوم في باطن الأرض، فهو ينتج نتيجة لتحلل عناصر مثل عنصر الثوريوم الذي يرمز له Th وعدده الذري هو 90.
وكذلك عنصر اليورانيوم وعدده الذري هو 92 بينما يرمز له u، ويتشكل الهيليوم عن طريق هذه العناصر.
وقد يتسرب الهليوم إلى السطح والغلاف الجوي، وينقسم إلى جزئين الأول يسبح حتى الفضاء، والثاني يختلط بالغاز الطبيعي الموجود تحت الصخور، ويتم فصله من قبل الجيولوجيين من الغاز الطبيعي.
متى تم اكتشاف غاز الهيليوم
- تم اكتشاف غاز الهيليوم في عام 1868 على يد الفرنسي بيبر جاني.
- كان غاز الهيليوم في البداية يوجد بكمية كبيرة على الشمس وبكمية قليلة على الأرض.
- بينما في عام 1895 قام بعض الباحثون باكتشاف طرق لمعرفة خصائص غاز الهيليوم.
- ووجد العلماء أن ذرات الهيليوم لا تتحد مع أي عناصر أخرى لهذا يعتبر من الغازات النبيلة.
- توصل العلماء إلى قلة كثافته في الغلاف الجوي مما يجعله يصعد إلى الفضاء بعيدًا عن سطح الأرض.
معلومات عامة عن غاز الهيليوم
هناك العديد من المعلومات التي لا يعرفها الكثيرون حول غاز الهيليوم، مثل كيف أحصل على غاز الهيليوم من الغاز الطبيعي، وغيرها من المعلومات مثل:
- الرمز الكيميائي لغاز الهيليوم هو He.
- يرمز للهيليوم في الجدول الدوري بالرقم 2.
- يقع غاز الهيليوم في المجموعة 18 من الجدول الدوري.
- غاز الهيليوم عديم الرائحة واللون والطعم.
- يصنف من ضمن الغازات الخاملة ويطلق عليه “الغاز النبيل”.
- يمكن أن يتحول غاز الهيليوم من الحالة الغازية للسائلة في درجة حرارة سالب 270 درجة مئوية.
- يستخدم في العديد من الأشياء مثل التبريد واللحام وصناعة الصواريخ.
- يعتبر غاز الهيليوم ثاني أكبر غاز متوفر في الكون.
- يتكون الهيليوم من ذرتين من النيوترونات وذرتين من الإلكترونات وذرتين من البروتونات.
- هو غاز غير قابل للاشتعال على عكس غاز الهيدروجين الذي يكون في نفس كثافته تقريبًا.
طريقة صنع الهيليوم في المنزل
يمكن صنع الهيليوم في المنزل بالعديد من الطرق، عن طريق الخطوات التالية:
صناعة الهيليوم بالخل
المكونات
- خل.
- بيكربونات الصوديوم.
- شرائط ملونة.
- بالونات.
- زجاجة.
طريقة التحضير
- ملء ثلث الزجاجة الفارغة بالخل.
- وضع بيكربونات الصوديوم في البالونات.
- تغطية زجاجة الخل بالبالونة.
- عند تساقط بيكربونات الصوديوم على الخل في الزجاجة سوف يحدث اتحاد.
- يتم إنتاج غاز الهليلوم وسوف يتم ملء البالونة.
- قم بإخراج البالونة وربطها بالشريط الملون وسوف تطير في الأعلى.
اقرأ أيضًا: موضوع تعبير عن غاز الهيليوم
خطوات استخراج غاز الهيليوم النقي
يتم استخراج غاز الهيلوم من الغاز الطبيعي، ويتم استخراجه في موقع معين حتى لا يخرج غاز الهيليوم إلى الفضاء، ثم بعد ذلك يتم اتباع عدة خطوات، وهي:
فصل الهيليوم
يتم فصل الهيليوم عن الغاز الطبيعي والمكونات الأخرى بهذه الطرق:
التخلص من الشوائب
- يتم التخلص من الشوائب عن طريق إزالة الغازات من الغاز الطبيعي.
- يتم التخلص من غاز ثاني أكسيد الكربون.
- ثم بعد ذلك التخلص من الكبرتيد.
- ثم التخلص من غاز الهيدروجين.
- ويتم التخلص منهم عن طريق العديد من التقنيات مثل الامتصاص الجاف أو غيرها.
المعالجة بالبرودة
- يتم التخلص من الهيدروكربونات التي لها وزن كثيف.
- ثم استخدام طريقة المعالجة بالبرودة والتي يتم من خلالها التخلص من غاز الميثان والأرجون والنيون.
- يتم استخراج الهيليوم النقي والذي يحتوي على قليل من الهيدروجين.
الفرق بين الهيدروجين والهيليوم
غاز الهيدروجين والهيليوم من الغازات الموجودة في الجدول الدوري، وكلاهما يصنفان كمواد غازية، وكلاهما يحملان كثافة قليلة على سطح الأرض، ويستخدمان في العديد من الأمور، والفرق هو:
- غاز الهيدروجين من الغازات القابلة للاشتعال، بينما غاز الهيليوم من الغازات التي لا تشتعل ولا تساعد على الاشتعال.
- يمكن للهيدروجين أن يتحد مع عناصر أخرى، بينما لا يتحد الهيليوم مع أي عنصر آخر.
- يستخدم الهيدروجين كوقود للسيارات، بينما يستخدم الهيليوم لنفخ بالونات السيارات للحماية من الحوادث.
- الهيدروجين غاز نبيل بينما الهيليوم من الغازات النبيلة.
- الهيدروجين يمكن أن يصل لأعلى نقطة غليان على عكس الهيليوم.
- يحتوي الهيدروجين على ثلاث نظريات طبيعية بينما يحتوي الهيليوم على سبعة نظائر.
- الهيدروجين من الغازات ثنائية الذرة بينما الهيليوم من الغازات أحادية الذرة.
- الهيدروجين أثقل من الهواء على عكس الهيليوم الذي تكون كثافته أقل من الهواء.
أخف العناصر من حيث الوزن
- غاز الهيدروجين يعتبر من أخف العناصر والمعادن.
- غاز الهيليوم يأتي في المرتبة الثانية.
- وفي الترتيب الثالث يأتي غاز الليثيوم.
- المعادن مثل البوتاسيوم والصوديوم في الترتيب الرابع.
شاهد من هنا: ماذا يحدث اذا ملأت البالون بالهيليوم بدلا من الهواء واجريت التجربة
وفي خاتمة المقال نكون أوضحنا كيف أحصل على غاز الهيليوم في المنزل، وعلى الرغم من أن الهيدروجين أثقل من الهواء ولكنه يعتبر أخف العناصر والمعادن من حيث الوزن.
حيث يبلغ وزن الهيليوم ضعف الهيدروجين، ولكنه أخف من الهواء عكس الهيدروجين، ويتميز الهيليوم بعدم احتراقه لهذا هو من الغازات الآمنة عكس الهيدروجين.