كيف أحصل على غاز الهيليوم من الأسئلة الأكثر شيوعًا حيث غاز الهليوم هو أحد الغازات الأكثر استخدامًا وغاز الهليوم هو أحد الغازات النبيلة، والتي تسمى الغازات الخاملة في الكيمياء.
لا يشكل رابطة كيميائية مع أي عنصر آخر اكتشف غاز الهيليوم من قبل العديد من العلماء والباحثين. تم اكتشاف الهيليوم لأول مرة في عام 1868 بواسطة Pepper Jansen.
ما هو غاز الهليوم؟
الهيليوم عنصر كيميائي أحادي الذرة. وهو غاز خامل أو نبيل ليس له رائحة أو لون أو طعم. الوزن الذري لغاز الهليوم هو 4.003.
وهو في المجموعة الثامنة عشرة من الجدول الدوري ويعتبر من أخف الغازات ويحتل المرتبة الثانية بعد الهيدروجين على عكس الهيدروجين القابل للاشتعال.
الهليوم غير قابل للاشتعال ويوجد الهيليوم في الغاز الطبيعي حيث يتم استخراجه من الغاز الطبيعي.
انظر أيضًا: كيفية صنع غاز الهيليوم في المنزل
ما هو غاز الهليوم المستخدم؟
يستخدم غاز الهيليوم في العديد من الأشياء والصناعات، ومعظم المجالات التي يستخدم فيها الهيليوم هي:
- يتحكم الهيليوم في درجة حرارة مصادم الهادرونات الكبير وارتفاعه.
- يستخدم الهيليوم للتحقق من تسرب تكييف الهواء في السيارة أو الحافلة.
- يستخدم الهيليوم أيضًا لملء الوسائد الهوائية للسيارة التي تحمي الرأس في حالة وقوع حادث سيارة.
- يستخدم الهيليوم لملء البالونات في الاحتفالات والحفلات مثل حفلات الزفاف وأعياد الميلاد.
- هذا يرفع درجة حرارة معدات الأقمار الصناعية.
- يستخدم الهيليوم لتبريد الغازات الأخرى القابلة للاشتعال مثل الهيدروجين والأكسجين.
- كما أنها تستخدم في لحام القوس الكهربائي.
- تستخدم في نفخ البالونات في الأماكن السياحية لخفتها في الجو.
- يعتبر من أكثر الغازات أمانًا على عكس الهيدروجين لأنه غاز خامل.
- ينظم الضغط تحت الماء ويحمي الغواصين، حيث يحتوي الأنبوب الذي يتنفس الغواصون من خلاله على 20٪ من غاز الهيليوم.
تلف غاز الهيليوم
هناك العديد من الإصابات الناجمة عن استنشاق غاز الهيليوم ويمكن أن تكون قاتلة، ومن هذه الإصابات:
- يجعل غاز الهيليوم صوت الشخص قاسياً عند استنشاقه.
- استنشاق غاز الهليوم يسبب الدوار والدوار.
- إذا استنشقت كمية كبيرة من الهيليوم بدلاً من الأكسجين، يفقد الشخص وعيه.
- إذا استنشق شخص غاز الهيليوم من خزان مضغوط، فقد يؤدي ذلك إلى انفجار الرئتين أو التسبب في نزيف، وهو أمر خطير ويؤدي إلى الموت الفوري.
كيفية الحصول على غاز الهيليوم
هناك العديد من الطرق للحصول على الهيليوم الغازي حيث يمكن استخراجه من الغاز الطبيعي حيث يتم الحصول على الهيليوم النقي بنسبة 99٪ من الغاز الطبيعي.
يوجد غاز الهليوم أيضًا في باطن الأرض، حيث يتكون من تحلل عناصر مثل عنصر الثوريوم، الذي يحمل الرمز Th والرقم الذري 90.
وكذلك عنصر اليورانيوم ورقمه الذري 92، بينما يرمز له بـ u، ويتكون الهيليوم من هذه العناصر.
يمكن أن يتدفق الهيليوم إلى السطح وفي الغلاف الجوي، وينقسم إلى جزأين: الأول يطفو في الفضاء، والثاني يختلط بالغاز الطبيعي تحت الصخور، ويفصله الجيولوجيون عن الغاز الطبيعي.
متى تم اكتشاف غاز الهيليوم؟
- تم اكتشاف غاز الهليوم الغازي في عام 1868 من قبل الفرنسي بيبر غني.
- في الأصل، كان الهيليوم موجودًا بكميات كبيرة على الشمس وبكميات صغيرة على الأرض.
- بينما في عام 1895، اكتشف بعض الباحثين طرقًا لتعلم خصائص غاز الهيليوم.
- وجد العلماء أن ذرات الهيليوم لا تتحد مع أي عناصر أخرى، لذلك فهي تعتبر من الغازات النبيلة.
- اكتشف العلماء أنها أقل كثافة في الغلاف الجوي مما يجعلها ترتفع إلى الفضاء بعيدًا عن سطح الأرض.
معلومات عامة عن غاز الهليوم
هناك الكثير من المعلومات التي لا يعرفها الكثير من الناس عن غاز الهيليوم، مثل كيفية الحصول على غاز الهيليوم من الغاز الطبيعي، ومعلومات أخرى مثل:
- الرمز الكيميائي للهيليوم الغازي هو He.
- في الجدول الدوري، يرمز الهيليوم بالرقم 2.
- غاز الهليوم موجود في المجموعة 18 من الجدول الدوري.
- الهليوم الغازي ليس له رائحة ولون وطعم.
- يصنف على أنه غاز خامل ويسمى “غاز نبيل”.
- يمكن أن يتغير الهليوم الغازي من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة عند درجة حرارة سالب 270 درجة مئوية.
- يتم استخدامه في العديد من الأشياء مثل التبريد واللحام وإنتاج الصواريخ.
- الهيليوم هو ثاني أكثر الغازات وفرة في الكون.
- يتكون الهيليوم من ذرتين من النيوترونات وذرتين من الإلكترونات وذرتين من البروتونات.
- إنه غاز غير قابل للاشتعال على عكس الهيدروجين الذي له نفس الكثافة تقريبًا.
كيف تصنع الهيليوم في المنزل
يمكن صنع الهيليوم في المنزل بعدة طرق باتباع الخطوات التالية:
صناعة خل الهيليوم
مكونات
- خل.
- بيكربونات الصوديوم.
- شرائط ملونة
- بالونات.
- زجاجة.
كيف تستعد
- املأ الزجاجة الفارغة ثلثها بالخل.
- ضع بيكربونات الصوديوم في البالونات.
- قم بتغطية زجاجة الخل بالبالون.
- عندما تصطدم صودا الخبز بالخل في الزجاجة، يحدث مركب.
- ينتج غاز الهيليوم وينفخ البالون.
- أخرج بالونًا واربطه بشريط ملون وسيطير لأعلى.
اقرأ أيضًا: موضوع مقال عن غاز الهليوم
خطوات استخراج غاز الهليوم النقي
يتم استخلاص غاز الهيليوم من الغاز الطبيعي ويتم استخراجه في مكان معين بحيث لا يتسرب غاز الهليوم إلى الفضاء ثم يتم اتباع عدة خطوات وهي:
فصل الهيليوم
يتم فصل الهيليوم عن الغاز الطبيعي والمكونات الأخرى بالطرق التالية:
تخلص من التلوث
- تتم إزالة الشوائب عن طريق تفريغ الغاز الطبيعي.
- تتم إزالة ثاني أكسيد الكربون.
- ثم تخلص من الكبريتيد.
- ثم تخلص من غاز الهيدروجين.
- ويتم التخلص منها بعدة طرق مثل التنظيف بالمكنسة الكهربائية أو غيرها.
العلاج بالتبريد
- الهيدروكربونات التي لها وزن كبير تتساقط.
- ثم يتم استخدام طريقة المعالجة الباردة التي تزيل الميثان والأرجون والنيون.
- يتم استخراج الهيليوم النقي الذي يحتوي على القليل من الهيدروجين.
الفرق بين الهيدروجين والهيليوم
الهيدروجين والهيليوم غازات في الجدول الدوري.
- الهيدروجين غاز قابل للاشتعال والهيليوم غاز غير قابل للاشتعال.
- يمكن للهيدروجين الارتباط بعناصر أخرى، بينما لا يمكن للهيليوم الارتباط بأي عنصر آخر.
- يستخدم الهيدروجين كوقود للسيارات والهيليوم لنفخ بالونات السيارات لمنع الحوادث.
- الهيدروجين غاز نبيل والهيليوم غاز نبيل.
- يمكن أن يصل الهيدروجين إلى أعلى نقطة غليان، على عكس الهيليوم.
- للهيدروجين ثلاثة نظائر طبيعية، وللهيليوم سبعة.
- الهيدروجين غاز ثنائي الذرة والهيليوم غاز أحادي الذرة.
- الهيدروجين أثقل من الهواء، على عكس الهيليوم الأقل كثافة من الهواء.
أخف العناصر بالوزن
- يعتبر الهيدروجين من أخف المعادن.
- يأتي الهليوم الغازي في المرتبة الثانية.
- غاز الليثيوم في المرتبة الثالثة.
- في المرتبة الرابعة المعادن مثل البوتاسيوم والصوديوم.
انظر هنا: ماذا يحدث إذا ملأت بالونًا بالهيليوم بدلاً من الهواء وقم بإجراء تجربة
وفي ختام المقال سنخبرك بكيفية الحصول على غاز الهيليوم بالمنزل رغم أن الهيدروجين أثقل من الهواء إلا أنه أخف عنصر ومعدن.
يزن الهيليوم ضعف وزن الهيدروجين، لكنه أخف من الهواء على عكس الهيدروجين، ويختلف الهيليوم في أنه لا يحترق، لذا فهو أحد الغازات الأكثر أمانًا على عكس الهيدروجين.