Гелий

Гелий

Гелий


Ге́лий — второй порядковый элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 2. Расположен в главной подгруппе восьмой группы, первом периоде периодической системы. Возглавляет группу инертных газов в периодической таблице. Обозначается символом He (лат. Helium).

Простое вещество гелий (CAS-номер: 7440-59-7) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.Гелий — один из наиболее распространённых элементов во Вселенной, он занимает второе место после водорода. Также гелий является вторым по лёгкости (после водорода) химическим элементом.

Гелий добывается из природного газа процессом низкотемпературного разделения — так называемой фракционной перегонкой

18 августа 1868 года французский учёный Пьер Жансен, находясь во время полного солнечного затмения в индийском городе Гунтур, впервые исследовал хромосферу Солнца. Жансену удалось настроить спектроскоп таким образом, чтобы спектр короны Солнца можно было наблюдать не только при затмении, но и в обычные дни.

На следующий же день спектроскопия солнечных протуберанцев наряду с линиями водорода — синей, зелено-голубой и красной — выявила очень яркую жёлтую линию, первоначально принятую Жансеном и другими наблюдавшими её астрономами за линию D натрия. Жансен немедленно написал об этом во Французскую Академию наук.

Впоследствии было установлено, что ярко-жёлтая линия в солнечном спектре не совпадает с линией натрия и не принадлежит ни одному из ранее известных химических элементов.

Спустя два месяца 20 октября английский астроном Норман Локьер, не зная о разработках французского коллеги, также провёл исследования солнечного спектра.

Обнаружив неизвестную жёлтую линию с длиной волны 588 нм (более точно 587,56 нм), он обозначил её D3, так как она была очень близко расположена к Фраунгоферовым линиям D1 (589,59 нм) и D2 (588,99 нм) натрия.

Спустя два года Локьер, совместно с английским химиком Эдвардом Франкландом, в сотрудничестве с которым он работал, предложил дать новому элементу название «гелий» (от др.-греч. ἥλιος — «солнце»).

Интересно, что письма Жансена и Локьера пришли во Французскую Академию наук в один день — 24 октября 1868 года, однако письмо Локьера, написанное им четырьмя днями ранее, пришло на несколько часов раньше. На следующий день оба письма были зачитаны на заседании Академии.

В честь нового метода исследования протуберанцев Французская академия решила отчеканить медаль.

На одной стороне медали были выбиты портреты Жансена и Локьера над скрещенными ветвями лавра, а на другой — изображение мифического бога Солнца Аполлона, правящего в колеснице четверкой коней, скачущей во весь опор.

В 1881 году итальянец Луиджи Пальмиери опубликовал сообщение об открытии им гелия в вулканических газах (фумаролах). Он исследовал светло-желтое маслянистое вещество, оседавшее из газовых струй на краях кратера Везувия.

Пальмиери прокаливал этот вулканический продукт в пламени бунзеновской горелки и наблюдал спектр выделявшихся при этом газов. Ученые круги встретили это сообщение с недоверием, так как свой опыт Пальмиери описал неясно.

Спустя многие годы в составе фумарол действительно были найдены небольшие количества гелия и аргона.

Только через 27 лет после своего первоначального открытия гелий был обнаружен на Земле — в 1895 году шотландский химик Уильям Рамзай, исследуя образец газа, полученного при разложении минерала клевеита, обнаружил в его спектре ту же ярко-жёлтую линию, найденную ранее в солнечном спектре.

Образец был направлен для дополнительного исследования известному английскому ученому-спектроскописту Уильяму Круксу, который подтвердил, что наблюдаемая в спектре образца жёлтая линия совпадает с линией D3 гелия.

23 марта 1895 года Рамзай отправил сообщение об открытии им гелия на Земле в Лондонское королевское общество, а также во Французскую академию через известного химика Марселена Бертло.

В 1896 году Генрих Кайзер, Зигберт Фридлендер, а еще через два года Эдвард Бэли окончательно доказали присутствие гелия в атмосфере.

Еще до Рамзая гелий выделил также американский химик Фрэнсис Хиллебранд, однако он ошибочно полагал, что получил азот[6] и в письме Рамзаю признал за ним приоритет открытия.

Исследуя различные вещества и минералы, Рамзай обнаружил, что гелий в них сопутствует урану и торию. Но только значительно позже, в 1906 году, Резерфорд и Ройдс установили, что альфа-частицы радиоактивных элементов представляют собой ядра гелия.

Эти исследования положили начало современной теории строения атома.

Только в 1908 году нидерландскому физику Хейке Камерлинг-Оннесу удалось получить жидкий гелий дросселированием (см. Эффект Джоуля — Томсона), после того как газ был предварительно охлажден в кипевшем под вакуумом жидком водороде.

Попытки получить твёрдый гелий еще долго оставались безуспешными даже при температуре в 0,71 K, которых достиг ученик Камерлинг-Оннеса — немецкий физик Виллем Хендрик Кеезом.

Лишь в 1926 году, применив давление выше 35 атм и охладив сжатый гелий в кипящем под разрежением жидком гелии, ему удалось выделить кристаллы.

Только в 1908 году нидерландскому физику Хейке Камерлинг-Оннесу удалось получить жидкий гелий дросселированием (см. Эффект Джоуля — Томсона), после того как газ был предварительно охлажден в кипевшем под вакуумом жидком водороде.

Попытки получить твёрдый гелий еще долго оставались безуспешными даже при температуре в 0,71 K, которых достиг ученик Камерлинг-Оннеса — немецкий физик Виллем Хендрик Кеезом.

Лишь в 1926 году, применив давление выше 35 атм и охладив сжатый гелий в кипящем под разрежением жидком гелии, ему удалось выделить кристаллы.

В 1932 году Кеезом исследовал характер изменения теплоёмкости жидкого гелия с температурой. Он обнаружил, что около 2,19 K медленный и плавный подъём теплоёмкости сменяется резким падением и кривая теплоёмкости приобретает форму греческой буквы λ (лямбда). Отсюда температуре, при которой происходит скачок теплоёмкости, присвоено условное название «λ-точка».

Более точное значение температуры в этой точке, установленное позднее — 2,172 K. В λ-точке происходят глубокие и скачкообразные изменения фундаментальных свойств жидкого гелия — одна фаза жидкого гелия сменяется в этой точке на другую, причем без выделения скрытой теплоты; имеет место фазовый переход II рода.

Выше температуры λ-точки существует так называемый гелий-I, а ниже её — гелий-II.

В 1938 году советский физик Пётр Леонидович Капица открыл явление сверхтекучести жидкого гелия-II, которое заключается в резком снижении коэффициента вязкости, вследствие чего гелий течёт практически без трения. Вот что он писал в одном из своих докладов про открытие этого явления.

Происхождение названия

От греч. ἥλιος — «Солнце» (см. Гелиос). Любопытен тот факт, что в названии элемента было использовано характерное для металлов окончание «-ий» (по лат.

«-um» — «Helium»), так как Локьер предполагал, что открытый им элемент является металлом. По аналогии с другими благородными газами логично было бы дать ему имя «гелион» («Helion»).

В современной науке название «гелион» закрепилось за ядром лёгкого изотопа гелия — гелия-3.

Распространённость

Во ВселеннойГелий занимает второе место по распространённости во Вселенной после водорода — около 23 % по массе. Однако на Земле гелий редок. Практически весь гелий Вселенной образовался в первые несколько минут после Большого Взрыва, во время первичного нуклеосинтеза.

В современной Вселенной почти весь новый гелий образуется в результате термоядерного синтеза из водорода в недрах звёзд (см. протон-протонный цикл, углеродно-азотный цикл). На Земле он образуется в результате альфа-распада тяжёлых элементов (альфа-частицы, излучаемые при альфа-распаде — это ядра гелия-4).

Часть гелия, возникшего при альфа-распаде и просачивающегося сквозь породы земной коры, захватывается природным газом, концентрация гелия в котором может достигать 7 % от объёма и выше..

Земная кора

В рамках восьмой группы гелий по содержанию в земной коре занимает второе место (после аргона). гелия в атмосфере (образуется в результате распада Ac, Th, U) — 5,27×10−4 % по объёму, 7,24×10−5 % по массе. Запасы гелия в атмосфере, литосфере и гидросфере оцениваются в 5×1014 м³. Гелионосные природные газы содержат как правило до 2 % гелия по объёму. Исключительно редко встречаются скопления газов, гелиеносность которых достигает 8 — 16 %.Среднее содержание гелия в земном веществе — 3 г/т. Наибольшая концентрация гелия наблюдается в минералах, содержащих уран, торий и самарий: клевеите, фергюсоните, самарските, гадолините, монаците (монацитовые пески в Индии и Бразилии), торианите. гелия в этих минералах составляет 0,8 — 3,5 л/кг, а в торианите оно достигает 10,5 л/кг

Определение

Качественно гелий определяют с помощью анализа спектров испускания (характеристические линии 587,56 нм и 388,86 нм), количественно — масс-спектрометрическими и хроматографическими методами анализа, а также методами, основанными на измерении физических свойств (плотности, теплопроводности и др.

Химические свойства

Гелий — наименее химически активный элемент восьмой группы таблицы Менделеева (инертные газы). Многие соединения гелия существуют только в газовой фазе в виде так называемых эксимерных молекул, у которых устойчивы возбуждённые электронные состояния и неустойчиво основное состояние.

Гелий образует двухатомные молекулы He2+, фторид HeF, хлорид HeCl (эксимерные молекулы образуются при действии электрического разряда или ультрафиолетового излучения на смесь гелия с фтором или хлором).

Известно химическое соединение гелия LiHe (возможно, имелось ввиду соединение LiHe7

Получение

В промышленности гелий получают из гелийсодержащих природных газов (в настоящее время эксплуатируются главным образом месторождения, содержащие > 0,1 % гелия). От других газов гелий отделяют методом глубокого охлаждения, используя то, что он сжижается труднее всех остальных газов.

Охлаждение производят дросселированием в несколько стадий очищая его от CO2 и углеводородов. В результате получается смесь гелия, неона и водорода. Эту смесь, т. н. сырой гелий, (He — 70-90 % об.) очищают от водорода (4-5 %) с помощью CuO при 650—800 К.

Окончательная очистка достигается охлаждением оставшейся смеси кипящим под вакуумом N2 и адсорбцией примесей на активном угле в адсорберах, также охлаждаемых жидким N2. Производят гелий технической чистоты (99,80 % по объёму гелий) и высокой чистоты (99,985 %).В России газообразный гелий получают из природного и нефтяного газов.

В настоящее время гелий извлекается на гелиевом заводе ООО «Газпром добыча Оренбург» в Оренбурге из газа с низким содержанием гелия (до 0,055 % об.), поэтому российский гелий имеет высокую себестоимость. Актуальной проблемой является освоение и комплексная переработка природных газов крупных месторождений Восточной Сибири с высоким содержанием гелия (0,15-1 % об.

), что позволит намного снизить его себестоимость.По производству гелия лидируют США (140 млн м³ в год), затем — Алжир (16 млн м³). Россия занимает третье место в мире — 6 млн м³ в год. Мировые запасы гелия составляют 45,6 млрд м³.

Источник: Википедия

Другие заметки по химии

Источник: http://edu.glavsprav.ru/info/he

Гелий технический – применение в науке и промышленности

Гелий

Гелий (He) обладает второй после водорода распространенностью во Вселенной. Благодаря отличным свойствам гелий технический сегодня используется во многих сферах нашей жизнедеятельности.

Свойства газа

Несмотря на большое распространение за пределами нашей планеты, непосредственно на Земле данный химический элемент встречается не так часто. Наибольшая его концентрация находится в природном газе, откуда, собственно, и добывается технический гелий.

В обычных условиях это инертный газ с самой низкой точкой кипения среди всех веществ. Как и большинство технических газов, не имеет цвета, вкуса и запаха.

В этом плане он близок по свойствам с аргоном, но отличается от другого газа – ацетилена, который обладает ярким запахом, к тому же еще и взрывоопасен.

Кстати, об ацетилене можно прочитать в статье: растворенный ацетилен для резки и сварки металлов.

Добывают He способом глубокого охлаждения из гелийсодержащих природных газов. Процесс осуществляется в несколько стадий. Сначала отделяется углекислота и другие углеводороды, в результате чего получается так называемый сырой гелий с примесями водорода и неона. Окончательная очистка происходит с применением жидкого азота и адсорбцией оставшихся примесей на активированном угле.

На рисунке изображена схема устройства по добыче гелия из природного газа

Где применяется гелий технический

Сегодня многие отрасли не могут обойтись без данного газа. Он применяется в магнитных томографах, микроэлектронике, науке, медицине, для охлаждения ядерных реакторов, наполнения воздушных шаров и во многих других сферах. Поскольку в силу своей негорючести гелий абсолютно безопасен, им заполняют воздухоплавающие суда, такие как аэростаты и дирижабли.

Благодаря инертным свойствам, He часто применяют в металлургии во время сварки цветных металлов в качестве защитного газа. В этой области его основным «конкурентом» считается аргон, который, как отмечалось выше, имеет похожие свойства.

При этом гелий технический обладает более высоким потенциалом ионизации и высокой проводимостью тепла. Поэтому, обеспечивается широкий профиль шва и более высокое тепловложение, чем при аргоне.

В свою очередь, технический аргон имеет свои преимущества, о которых читайте в статье: газ аргон – химические свойства и сфера применения.

Так выглядит сварочный шов при использовании в качестве защитного газа гелия

Основные марки

Существует несколько марок технического He, которые отличаются объемной долей данного элемента и областью применения.

  • Газообразный технический (99,8%). Долю 0,2% занимают примеси азота, водорода, кислорода и аргона. Наиболее часто используется в индустрии развлечений при заполнении воздушных шаров.
  • Марка Б (99,990%). Содержит небольшое количество примесей водорода, кислорода, аргона, азота и неона. Применяется для заполнения криогенных устройств и систем.
  • Марка А (99,995%). Используется для заполнения тепловыделяющих компонентов ядерных реакторов для обеспечения оптимального теплосъема.
  • Марка 4,6 (99,996). Разработана в соответствии с требованиями к чистоте газов производителей лазеров.
  • Марка 5,5 (99,9995%). Сверхчистый He получил распространение в тех областях, где необходимо полное отсутствие примесей воздуха, поскольку они могут негативно повлиять на технологические процессы.
  • Марка 6,0 (99,9999%). Применяется в лазерных технологиях, хроматографии, то есть там, где критически важно отсутствие любых примесей.
  • Марка 7,0 (99,999990%). Объемная доля примесей составляет не более 0,00001%, что позволяет ее использовать в сверхточных и требовательных к чистоте газов разработках.
  • Жидкий. Данное вещество в жидком состоянии нашло применение в сфере высоких технологий. Это связано с тем, что при температуре жидкого He сверхпроводники проводят электричество без дополнительного нагрева, создавая мощнейшие магнитные поля. Используется в ядерных магнитно-резонансных исследованиях.

Таблица с содержанием других газов в марках А и Б

Транспортировка и хранение

Газ хранится и перевозится в стальных баллонах коричневого цвета, которые оснащены правой резьбой. Чаще всего используют гелиевые емкости объемом 10 и 40 литров. При транспортировке баллоны помещаются в специализированные контейнеры. В случае соблюдения основных правил перевозку гелиевых баллонов можно осуществлять любым видом транспорта.

Приобрести газообразный гелий по доступной цене и заказать удобную доставку баллонов можно в компании «Промтехгаз», которая отличается высоким качеством предоставляемой продукции.

Если вы интересуетесь другими техническими газами, то больше информации можете найти здесь.

Источник: http://xn--80affkvlgiu5a.xn--p1ai/gelij-tekhnicheskij-primenenie-v-nauke/

Свойства гелия

При нормальных условиях гелий — газ без цвета и запаха. Плотность 0,178 кг/м3, t кипения — 268,93° С. Гелий – единственный элемент, который в жидком состоянии не отвердевает при нормальном давлении, как бы глубоко его ни охлаждали. В 1938 советский физик П. Л. Капица открыл у 4He сверхтекучесть — способность течь без вязкости.

Наименьшее давление, необходимое для перевода жидкого гелия в твёрдый, 2,5 МПа, при этом t плавления — 272,1°С. Теплопроводность (при 0°С) 2,1•10-2 Вт/м•К.

Молекула гелия состоит из одного атома, её радиус от 0,085 (нетинный) до 0,133 нм (Ван-дер-Ваальсов) (0,85-1,33 Е), В 1 литре воды при 20°С растворяется около 8,8 мл гелия Устойчивые химические соединения гелия не получены.

Гелий в природе

По распространённости во Вселенной гелий занимает 2-е место после водорода. На Земле гелия мало: в 1 м3 воздуха содержится 5,24 см3 гелия, среднее содержание в литосфере 3•10-7%. В пластовых флюидах литосферы существуют 3 генетические составляющие гелия — радиогенный, первозданный и атмосферный гелий.

Радиогенный гелий образуется повсеместно при радиоактивных превращениях тяжёлых элементов и различных ядерных реакциях, первозданный — поступает в литосферу как из глубинных пород мантии, окклюдировавших первозданный гелий и сохранивших его со времени формирования планеты, так и из космоса вместе с космической пылью, метеоритами и т.п.

Атмосферный гелий попадает в осадки из воздуха, при процессах седиментогенеза, а также с инфильтрующимися поверхностными водами.

Величина отношения 3He/4He в радиогенном гелии земной коры составляет п•10-8, в гелии мантии (смеси первозданного и радиогенного) (3±1)•10-5, в космическом гелии 10-3-10-4, в атмосферном воздухе 1,4•10-6. В земном гелии абсолютно преобладает изотоп 4He.

Основное количество 4He образовалось при а-распаде естественных радиоактивных элементов (радиоизотопы урана, актиноурана и тория). Незначительные источники образования 4He и 3He в литосфере — ядерные реакции (нейтронное расщепление лития и т.п.), распад трития и др.

На древних стабильных участках земной коры преобладает радиогенный 4He3He/4He = = (2±1)•10-8. Для тектонически нарушенной земной коры (зон рифтов, глубинных разломов, эруптивных аппаратов, с тектономагматической или сейсмической активностью и т.п.) характерно повышенное количество 3He 3He/4He = n•10-5.

Для остальных геологических структур отношение 3He/4He в пластовых газах и флюидах изменяется в пределах 10-8-10-7. Различие в величинах изотопно-гелиевых отношений 3He/4He в мантийном и коровом гелии является индикатором современной связи глубинных флюидов с мантией.

В силу лёгкости, инертности и высокой проницаемости гелия большинство породообразующих минералов его не удерживает, и гелий мигрирует по трещинно-поровым пространствам пород, растворяясь в заполняющих их флюидах, иногда далеко отрываясь от основных зон образования.

Гелий — обязательная примесь во всех газах, образующих самостоятельные скопления в земной коре или выходящих наружу в виде естественных газовых струй.

Обычно гелий составляет ничтожную примесь к другим газам; в редких случаях его количество доходит до нескольких % (по объёму); максимальные концентрации гелия выявлены в подземных газовых скоплениях (8-10%), газах урановых шахт (10-13%) и водорастворённых газах (18-20%).

Получение гелия

В промышленности гелий получают из гелийсодержащих газов методом глубокого охлаждения (до -190°С), незначительное количество — при работе воздухоразделительных установок. Основные газовые компоненты при этом конденсируются (вымораживаются), а оставшийся гелиевый концентрат очищается от водорода и неона. Разрабатываются также диффузные методы извлечения гелия.

Транспортировка и хранение гелия — в высокогерметизированных ёмкостях. Гелий 1-2-го сортов обычно перевозят в стальных баллонах разной ёмкости, чаще до 40 л, под давлением до 15 МПа.

Хранилища гелия устраивают также в подземных соляных камерах, а гелий-сырец (около 60% He и 40% N2) хранят в выработанных подземных газовых структурах.

На дальние расстояния гелий поставляется в сжатом и жидком виде с помощью специально оборудованного транспорта, а также газопроводом (например, в США).

Использование гелия

Применение гелия основано на таких его уникальных свойствах, как полная инертность (сварка в атмосфере гелия, производство сверхчистых и полупроводниковых материалов, хроматография, добавка в дыхательные смеси и пр.

), высокая проницаемость (течеискатели в аппаратах высокого и низкого давлений). гелий — единственный из химических элементов, который позволяет получать сверхнизкие температуры, необходимые для всех типов сверхпроводящих систем и установок (криоэнергетика).

Жидкий гелий — хладоагент при проведении научных исследований.

Источник: http://www.mining-enc.ru/g/gelij

История

Открытие гелия началось с 1868 года, когда при наблюдении солнечного затмения два астронома — француз П. Ж. Жансен и англичанин Д. Н.

Локьер — независимо друг от друга обнаружили в спектре солнечной короны жёлтую линию (она получила название D3-линии), которую нельзя было приписать ни одному из известных в то время элементов. В 1871 году Локьер объяснил её происхождение присутствием на Солнце нового элемента.

В 1895 году англичанин У. Рамзай выделил из природной радиоактивной руды клевеита газ, в спектре которого присутствовала та же D3-линия.

Происхождение названия

Локьер дал гелию имя, отражающее историю его открытия (от греч. Ήλιο (Helio) — солнце).

Поскольку Локьер полагал, что обнаруженный элемент — металл, он использовал в латинском названии элемента окончание «-ium» (соответствует русскому окончанию «-ий»), которое обычно употребляется в названии металлов.

Таким образом, гелий задолго до своего открытия на Земле получил имя, которое окончанием отличает его от названий остальных инертных газов.

Получение

В настоящее время гелий выделяют из природных гелийсодержащих газов, пользуясь методом глубокого охлаждения (гелий сжижается труднее всех остальных газов). Месторождения таких газов имеются в России, США, Канаде и ЮАР. Гелий содержится также в некоторых минералах (монаците, торианите и других), при этом из 1 кг минерала при нагревании можно выделить до 10 л гелия.

Свойства в газовой фазе

Гелий — наименее химически активный элемент нулевой группы (инертные газы) таблицы Менделеева. Многие соединения гелия существуют только в газовой фазе в виде так называемых эксимерных молекул, у которых устойчивы возбужденные электронные состояния и неустойчиво основное состояние.

Гелий образует двухатомные молекулы He2, фторид HeF, хлорид HeCl (эксимерные молекулы образуются при действии электрического разряда или УФ излучения на смесь гелия газа и фтора (хлора)). При стандартных температуре и давлении гелий ведёт себя практически как идеальный газ. Фактически при всех условиях гелий моноатомный.

Он обладает теплопроводностью большей, чем у других газов, кроме водорода, и его удельная теплоёмкость чрезвычайно высока. Гелий также менее растворим в воде, чем любой другой известный газ. Скорость его диффузии сквозь твёрдые материалы в три раза выше, чем у воздуха, и приблизительно на 65 % выше, чем у водорода.

Коэффициент преломления гелия ближе к единице, чем у любого другого газа. Этот газ имеет отрицательный коэффициент Джоуля-Томсона при нормальной температуре среды, то есть он нагревается, когда ему дают возможность свободно увеличиваться в объёме.

Только ниже температуры инверсии Джоуля-Томсона (приблизительно 40 К при нормальном давлении) он остывает во время свободного расширения. После охлаждения ниже этой температуры, гелий может быть превращён в жидкость при расширительном охлаждении.

Свойства конденсированных фаз

В 1908 году Х.Камерлинг-Оннес впервые смог получить жидкий гелий. Твёрдый гелий удалось получить лишь под давлением 25 атмосфер при температуре около 1 К (В.Кеезом, 1926). Кеезом также открыл наличие фазового перехода гелия-IV при температуре 2,17K; назвал фазы гелий-I и гелий-II (ниже 2,17K). В 1938 году П. Л.

Капица обнаружил, что у гелия-II отсутствует вязкость (явление сверхтекучести). В гелии-3 сверхтекучесть возникает лишь при температурах ниже 0,0026 К. Сверхтекучий гелий относится к классу так называемых квантовых жидкостей, макроскопическое поведение которых может быть описано только с помощью квантовой механики.

В 2004 году появилось сообщение об открытии сверхтекучести твёрдого гелия, однако независимые эксперименты не подтвердили этот эффект.

Применение

Гелий используют для создания инертной и защитной атмосферы при сварке, резке и плавке металлов, при перекачивании ракетного топлива, для наполнения дирижаблей и аэростатов, как компонент активной среды гелий-неоновых лазеров.

Гелий-3 используется для наполнения газовых нейтронных детекторов, как рабочее тело гелиевых течеискателей.

Жидкий гелий, самая холодная жидкость на Земле, — уникальный хладагент в экспериментальной физике, позволяющий использовать сверхнизкие температуры в научных исследованиях (например, при изучении электрической сверхпроводимости).

Благодаря тому, что гелий очень плохо растворим в крови, его используют как составную часть газовой смеси, подаваемой для дыхания водолазам — замена азота воздуха на гелий предотвращает кессонную болезнь (при вдыхании обычного воздуха содержащийся в нём азот под повышенным давлением растворяется в крови, а при падении давления выделяется из неё в виде пузырьков, закупоривающих мелкие сосуды).

Ссылки

  • Гелий на Webelements
  • Гелий в Популярной библиотеке химических элементов

Категории:

  • Химические элементы
  • Благородные газы

Источник: http://mediaknowledge.ru/9c02edb2ab5002c1.html

Продажа гелия и баллонов по низкой цене с доставкой по Москве и Московской области

Гелий

Использование воздушных шариков при оформлении интерьера праздничного мероприятия – это интересное и модное решение, которое всегда доставляет эстетическое наслаждение и несет радость.

Особенно ярко положительные впечатления проявляются у детей, которым нравится наблюдать за летящими яркими фигурками.

Надувание шаров гелием позволяет создавать уникальные воздушные композиции, сооружать сложные фигуры людей и животных, украшать весь объем праздничных помещений от пола до потолка.

Гелий для воздушных шариков иногда становится и средством для проведения веселых игр: участники забав вдыхают газ, отчего меняется тембр их , становясь тоненьким, мультяшным. Поздравления, произнесенные такими голосками, вызывают смех, дарят превосходное настроение и оставляют яркие впечатления.

Задумываясь, где купить гелий для шариков, обратите внимание на предложение нашей компании «Альянс-газ»: мы реализуем газ в баллонах разного объема по выгодным ценам. При этом у нас можно найти самый качественный гелий в Москве (марки А и Б) без примесей, ухудшающих его свойства.

Способы приобретения гелия для шаров

При организации мероприятий вопрос о том, где надуть шарики гелием, встает особенно остро. Тем более что шаров требуется невероятно много.

Готовые шары с гелием приобрести несложно, но цена на них будет значима для любого кошелька.

При потребностях в большом количестве шаров гораздо дешевле обойдется купить баллон с гелием и надуть нужное количество шариков самостоятельно.

Мы расскажем вам, как и где купить гелий для шаров в баллонах, а также каким иным способом можно приобрести этот летучий газ.

Покупка гелия для надувания шаров

Наиболее выгодным для профессиональных организаторов праздников и официальных мероприятий, постоянно работающих с шарами, будет решение «Куплю баллон с гелием».

Ведь приобретенный в собственность баллон не придется оплачивать снова и снова, как при взятии его в аренду. А сам гелий, заливаемый в этот баллон, имеет невысокую цену.

Для разового использования подобная схема не будет достаточно эффективной: стоимость баллона – изделия уникального, с особыми параметрами прочности – слишком велика для разовой эксплуатации.

Помните, что продажа баллонов с гелием в частную собственность невозможна без предоставления вами разрешающих документов.

Аренда баллонов с гелием

Узнав, сколько стоит баллон с гелием, многие организаторы отказываются от приобретения емкостей и предпочитают их оформление во временное пользование. И это тоже хорошее решение.

Аренда баллона гелия обойдется значительно дешевле, чем покупка. В цену арендованного баллона с гелием входит только стоимость самого газа и небольшая сумма, учитывающая эксплуатационную и временную амортизацию емкости.

Заправка собственных баллонов гелием

Наше предприятие – это место, где можно купить чистый гелий без приобретения или аренды баллона.

Если у вас в собственности уже есть специальная емкость, то обращение в нашу компанию поможет сэкономить значительную сумму на ее покупке.

Причем заправка баллонов гелием производится очень быстро, очереди на данную процедуру нет. Также вы можете многократно заправить гелием баллон, арендованный в нашей же компании.

Вне зависимости от формы приобретения гелия (с оплатой баллона или без), наша компания готова доставить емкость в любое место Москвы, осуществляя перевозку на специальном транспорте. Договориться о доставке или самовывозе можно при обращении в нашу компанию по указанным на сайте телефонам.

Эксплуатация гелиевых баллонов

После того как решены вопросы о том, где купить баллон с гелием и как его доставить к месту проведения мероприятия, следует узнать, как безопасно, эффективно и правильно эксплуатировать эти емкости с газом.

Во-первых, следует помнить, что гелий является инертным газом. То есть он не вступает в агрессивные реакции, не воспламеняется и не взрывается. Требуются просто невероятные утечки газа, чтобы он мог нанести вред здоровью человека.

Но не стоит забывать, что переполненный гелием шарик может легко лопнуть, испугав окружающих. При проведении детских праздников такой «взрыв» может испортить настроение маленьким гостям мероприятия, довести их до слез.

Именно в этом и состоит основная опасность эксплуатации гелиевых баллонов.

Во-вторых, экономическую эффективность использования гелия для надувания шаров может повысить специальная насадка на баллон, создающая смесь из этого газа и окружающего воздуха.

При этом расход гелия уменьшается, а способность шаров к полету снижается лишь незначительно (процентов на 7 – 10).

Для обеспечения максимальной эффективности приобретения баллона с гелием для шариков следует обратить внимание на его состояние: чем новее и аккуратнее выглядит емкость, тем меньше вероятность, что она пропускает газ.

В-третьих, чтобы научиться правильно пользоваться баллоном, стоит получить профессиональную консультацию у наших специалистов. Они расскажут и покажут на примере, как следует хранить баллон, как аккуратно его открыть и плотно закрыть, не пережав излишне вентиль. Кроме того, вы сможете узнать, как определить, что воздушный шар достаточно наполнен газом, и вовремя прекратить его наполнение.

Цепочки и фигуры из шаров, наполненных гелием

Мода на украшение праздничных интерьеров шарами развивается. Если раньше для создания «красоты» хватало нескольких связок шариков, прикрепленных к уголкам бумажных плакатов, то сейчас дизайнеры мероприятий создают все более сложные композиции, отображающие повод праздника и его тему.

Например, из шаров сплетают человеческие фигурки, имитирующие образ молодоженов на свадьбе, или создают летающие цепочки для корпоративных праздников, оформляя несколько залов в одном цвете, характерном для определенной компании. Очень популярны летающие связки в форме сердец, идеально подходящие для романтических признаний.

И всегда для наполнения шаров используется газ гелий, который придает композициям одновременно плотность и гибкость, надежно удерживает форму фигур в течение многих часов.

Понятно, что вопрос о том, сколько стоит гелий, является весьма актуальным для дизайнеров праздничных мероприятий и для простых людей, занимающихся оформлением значимого для себя события.

И чем дороже баллон с гелием, тем выше цена на каждый отдельный шарик.

Во многих случаях стоимость подобного оформления становится недоступной для тех, кто хочет устроить великолепное празднество, затратив минимум средств.

Сколько стоит баллон гелия? В «Альянс-газ» всегда низкие цены

Благодаря нашей компании вы получаете возможность приобрести любое количество баллонов гелия, а цена на них окажется доступной любому жителю страны, желающему сделать свой праздник ярким, радостным и воздушным.

Изучив наш сайт и прочитав об услугах, предоставляемых нашей компанией, вы поймете, что приобретать гелий у нас выгодно. Вы узнаете, как осуществляется производство гелия, определяется его марка и много другой полезной информации.

Небольшой портативный баллон, легко переносится одним человеком, не занимает много места в автомобиле. Идеальный вариант для оформителя воздушными шарами при выезде на некрупные заказы. Компромиссный вариант между компактностью и количеством газа – баллон остается достаточно легким для переноса одним человеком и вмещает в 2-2.5 раза больше гелия.

Вместительный, но относительно тяжелый (80кг) баллон. Наилучший выбор для тех, кому нужно большое количество газа по оптимальной цене.

Для реализации многих научных и производственных задач чистота гелия имеет принципиальное значение, в связи с этим компания «Альянс-Газ» готова предложить Вам гелий марки A (содержание He до 99,995%)… Гелий марки А О гелии Некачественный гелий Гелий – легчайший инертный (благородный) газ, чистый химический элемент, в периодической таблице идет под номером 2.

Впервые гелий был открыт во второй половине 19-го века не на Земле, а при наблюдении за солнечной короной учеными Пьером Жансеном и Норманом Локьером… Некоторые недобросовестные компании в погоне за прибылью, разливая гелий по баллонам, смешивают его с воздухом, полагая, что невзыскательный покупатель не заметит снижения качества.

Подобный подход зачастую позволяет им предлагать весьма привлекательные цены. Чем же это плохо?… Компания «Альянс-Газ» предлагает услуги аренды аттестованных газовых баллонов под гелий, а также реализует сами баллоны… Обычный гелий, соответствующий ТУ 0271-135-31323949-2005 (марка Б), имеет весьма высокие показатели чистоты (содержание He: не менее99,990%).

Тем не менее для реализации многих научных и производственных задач этого оказывается недостаточно, в связи с этим компания «Альянс-Газ» также готова предложить Вам газ более высокой чистоты – гелий марки A.

Газ производится в соответствии с теми же ТУ и проходит дополнительную очистку, что позволяет довести содержание гелия до 99,995%, при этом доля многих примесей оказывается ниже в 5 и даже в 25 раз (см. таблицу). Гелий – легчайший инертный (благородный) газ, чистый химический элемент, в периодической таблице идет под номером 2.

Свойства При нормальных условиях представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха, нетоксичен, не вступает практически ни в какие химические реакции. Гелий – самый легкий (после) водорода газ, приблизительно в 7 раз легче воздуха. Имеет чрезвычайно низкую температуру кипения (4К или 269°C), твердый же гелий можно получить лишь под высоким давлением давлением (свыше 25 атмосфер).

В газоразрядной трубке светится с характерным оранжевым оттенком. Получение Впервые гелий был открыт во второй половине 19-го века не на Земле, а при наблюдении за солнечной короной учеными Пьером Жансеном и Норманом Локьером (отсюда и название: по гречески «» – «Солнце»).

Только 27 лет спустя, в 1895 году он был обнаружен на Земле шотландским химиком Уильямом Рамзаем при разложении минерала клевеита. В настоящее время гелий получают из гелийсодержащих природных газов методом глубокого охлаждения с последующей очисткой химическими и физическими методами.

В России гелий добывается на единственном заводе – «Газпром добыча Оренбург» из нефтяных газов с низким содержанием гелия. Применение Из-за своей химической инертности, нетоксичности и малого удельного веса, а также благодаря низкой температуре кипения, гелий находит весьма широкое применение как в промышленности, так и для любительских и бытовых нужд.

В частности: • им заполняют воздушные шарики, метеозонды и дирижабли • используют в качестве компонента газовой смеси в баллонах для дайвинга • применяют в газоразрядных трубках (уличная реклама и пр.

) • в металлургии в качестве инертной атмосферы при плавке и сварке • как рабочее вещество в газовых азерах • для получения и поддержания сверхнизких температур Хранение и транспортировка Технический гелий (в частности, гелий для воздушных шариков) обычно хранят в стандартных баллонах емкостью 10, 25 и 40 литров под давлением до 150 атмосфер (ГОСТ 949-73).

Для перевозки на большие расстояния часто применяются спайки из нескольких десятков таких баллонов, а также баллоны реципиенты на 400л/400атм и железнодорожные цистерны. Т.к. гелий не взрывоопасен и нетоксичен, особых мер предосторожности при перевозке обычно не требуется.

Необходимо отметить, что к клапанах гелиевых баллонов предъявляются более жесткие требования, нежели для большинства других газов (кислород, пропан и т.д.), т.к. из-за исключительно малого размера атомов гелий имеет свойство просачиваться сквозь мельчайшие поры и щели.

Некоторые недобросовестные компании в погоне за прибылью, разливая гелий по баллонам, смешивают его с воздухом, полагая, что невзыскательный покупатель не заметит снижения качества. Подобный подход зачастую позволяет им предлагать весьма привлекательные цены. Чем же это плохо? Надувая шарики, оформители сами часто применяют специальные насадки, смешивающие гелий с воздухом. Это позволяет сэкономить дорогой газ засчет незначительной потери подъемной силы шарика. А что если гелий в вашем баллоне уже разбавлен поставщиком? А если он прошел через руки нескольких посредников, каждый из которых подмешал немного воздуха? Гелий, разбавленный на 40%, скорее всего просто не поднимет стандартный 14″ шарик. Шары, наполненные гелием с 30% воздуха, упадут через несколько часов. Итог: испорченный праздник, обрывающие телефон недовольные клиенты и подмоченная репутация. Гелий применяется и в промышленности для создания инертной (не поддерживающей горение) атмосферы, и в дайвинге, и в медицине. Использование газа недостаточной чистоты в первом случае чревато сбоем технологического процесса вплоть до возгораний и взрывов, а в остальных – может угрожать здоровью и даже жизни человека! Компания «Альянс-Газ» работает напрямую с производителем («Газпром») и продает исключительно неразбавленный гелий марки Б (ТУ 0271-135-31323949-2005, содержание He: не менее 99,990%). Обращаясь к нам, Вы можете быть уверены в качестве газа!

Источник: http://www.alliance-gaz.ru/

ГЕЛИЙ

Гелий
статьи

ГЕЛИЙ, He (helium), химический элемент из семейства благородных (инертных) газов He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, составляющих VIIIA подгруппу в периодической системе элементов, или, как ее еще называют, нулевую группу.

История открытия

Гелий впервые был идентифицирован как химический элемент в 1868 П.Жансеном при изучении солнечного затмения в Индии. При спектральном анализе солнечной хромосферы была обнаружена ярко-желтая линия, первоначально отнесенная к спектру натрия, однако в 1871 Дж.Локьер и П.

Жансен доказали, что эта линия не относится ни к одному из известных на земле элементов. Локьер и Э.Франкленд назвали новый элемент гелием от греч. «гелиос», что означает солнце. В то время не знали, что гелий – инертный газ, и предполагали, что это металл. И только спустя почти четверть века гелий был обнаружен на земле.

В 1895, через несколько месяцев после открытия аргона, У.Рамзай и почти одновременно шведские химики П.Клеве и Н.Ленгле установили, что гелий выделяется при нагревании минерала клевеита. Год спустя Г.Кейзер обнаружил примесь гелия в атмосфере, а в 1906 гелий был обнаружен в составе природного газа нефтяных скважин Канзаса. В том же году Э.Резерфорд и Т.

Ройдс установили, что a-частицы, испускаемые радиоактивными элементами, представляют собой ядра гелия.

Распространенность в природе

гелия в мировом пространстве составляет 28% (второе место после водорода). Гелий – основной компонент звездной материи. В результате углеродного цикла (сложная цепь ядерных реакций), впервые изученного Х.Бете в 1939, водород в звездном веществе превращается в гелий, при этом происходит значительное выделение энергии (см.

также ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ). В земной атмосфере гелий составляет всего 0,0005% об., так как он чрезвычайно легок и слабо удерживается гравитационным полем земли. Гелий образуется при распаде тяжелых радиоактивных элементов, находящихся в расплавленном земном ядре, и медленно диффундирует через земную мантию.

Тепловая энергия, выделяющаяся при ядерных процессах, поддерживает ядро земли в расплавленном состоянии. Природный метан, добываемый из скважин, содержит ок. 1,75% гелия и 0,5% CO2. После удаления CO2, глубокого охлаждения природного газа до –185° C и сжатия образуется жидкий метан, а в газовой фазе остаются гелий и азот.

Метод глубокого охлаждения позволяет получать гелий чистотой 98% и выше.

Свойства

Гелий имеет одну-единственную электронную оболочку, занятую двумя электронами, т.е.

его оболочка полностью заполнена электронами, которые испытывают сильное притяжение ядра, а значит, очень устойчивы; поэтому гелий не вступает в химические реакции, не образует химические соединений и не имеет степеней окисления.

Гелий – бесцветный одноатомный газ без запаха; он не вступает в реакции ни с одним химическим элементом, и его атомы не соединяются даже между собой. Наиболее распространенный изотоп 4He содержит в ядре два протона и два нейтрона, поэтому его массовое число равно 4.

Более редкий изотоп 3He с одним нейтроном был открыт в 1939 Л.Альваресом и Р.Кернегом. 3He составляет 10–5% гелия, находящегося в природном газе, добываемом из скважин. 3He получается в ядерных реакциях при распаде трития (3H-изотоп водорода). Гелий – необычное вещество, по свойствам он близок к состоянию идеального газа

СВОЙСТВА 4He

Атомный номер2
Атомная масса4,0026
Плотность, г/см30,178
Температура плавления, °С–272,2 (при 26 атм)
Температура кипения, °С–268,93
Критическая температура, К5,25
Критическое давление, МПа0,23
в земной коре, %0,0000003
Степени окисления

Жидкий и твердый гелий

Жидкий гелий обладает рядом уникальных свойств; он имеет самую низкую температуру кипения: 4He кипит при 4,22 K, а 3He – 3,19 K. Это свойство гелия используют для создания низких температур.

Гелий – единственное вещество на земле, которое при нормальном давлении не кристаллизуется вблизи абсолютного нуля, что объясняется слабым межатомным взаимодействием и квантовыми свойствами. Жидкий гелий бесцветен, очень текуч и имеет очень низкое поверхностное натяжение. Изотопы гелия в жидком состоянии сильно различаются.

Так, 4He имеет две формы: при температурах выше 2,18 K существует 4He, а ниже 2,18 K происходит необычный переход (фазовый переход второго рода) в 4He-II. Если пустой стеклянный сосуд погрузить в 4He-II, то жидкость будет медленно подниматься вверх по стенкам и перетекать внутрь до выравнивания уровней жидкости снаружи и внутри.

Если сосуд приподнять, то процесс пойдет обратно до нового выравнивания уровней жидкостей. Это – пленочное движение; оно характерно только для 4He-II. Другое аномальное свойство 4He-II – способность жидкости перетекать из области более низких температур в область более высоких.

4He-II обладает сверхтекучестью (явление сверхтекучести открыл П.Л.Капица в 1938) – свойством, известным только для жидкого гелия. Явление сверхтекучести объясняется на основе двухжидкостной модели.

Согласно ей, 4He-II состоит из двух полностью взаимопроникающих жидкостей – нормальной и сверхтекучей; последняя является идеальной жидкостью и не испытывает сопротивления при протекании через узкие капилляры. Согласно теории, в 4He-II существуют необычные температурные волны (второй звук). Объяснение аномалий 4He-II дается на основе представлений квантовой механики.

Жидкие 3He и 4He называются квантовыми жидкостями. 4He не имеет ядерного спина, а у 3He он равен 1/2 в единицах постоянной Планка. Удивительное различие состоит также в том, что 4He-II – сверхтекучая жидкость, а сопротивление текучести 3He резко возрастает с уменьшением температуры.

Гелий-3 становится, однако, сверхтекучим при температуре примерно 0,001 К, как было открыто в 1972. Это явление аналогично явлению сверхпроводимости, которая рассматривается как сверхтекучесть «электронной жидкости» (см. также СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ). В 3He обнаружен новый тип звука при очень низких температурах, нулевой звук, предсказанный Л.Д.

Ландау и относящийся к волнам, характерным для ионизованных газов (плазмы). См. также СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ.

Растворы изотопов гелия также необычны. Ниже 0,9 K раствор спонтанно делится на две части, образуя раствор, обогащенный 3He и текущий над раствором, обогащенным 4He. 6% 3He растворимы в 4He, но 4He не растворяется в 3He при абсолютном нуле.

Твердый гелий можно получить сжатием 4He до 25 атм или 3He до 34 атм при низких температурах. Твердый гелий – кристаллическое прозрачное вещество, причем границу между твердым и жидким гелием трудно обнаружить, так как их рефракции близки.

Применение

Гелий является важным источником низких температур. При температуре жидкого гелия тепловое движение атомов и свободных электронов в твердых телах практически отсутствует, что позволяет изучать многие новые явления, например сверхпроводимость в твердом состоянии.

Газообразный гелий используют как легкий газ для наполнения воздушных шаров. Поскольку он негорюч, его добавляют к водороду для заполнения оболочки дирижабля.

Так как гелий хуже растворим в крови, чем азот, большие количества гелия применяют в дыхательных смесях для работ под давлением, например при морских погружениях, при создании подводных тоннелей и сооружений.

При использовании гелия декомпрессия (выделение растворенного газа из крови) у водолаза протекает менее болезненно, менее вероятна кессонная болезнь, исключается такое явление, как азотный наркоз, – постоянный и опасный спутник работы водолаза. Смеси He–O2 применяют, благодаря их низкой вязкости, для снятия приступов астмы и при различных заболеваниях дыхательных путей.

Гелий используют как инертную среду для дуговой сварки, особенно магния и его сплавов, при получении Si, Ge, Ti и Zr, для охлаждения ядерных реакторов. Другие применения гелия – для газовой смазки подшипников, в счетчиках нейтронов (гелий-3), газовых термометрах, рентгеновской спектроскопии, для хранения пищи, в переключателях высокого напряжения.

В смеси с другими благородными газами гелий используется в наружной неоновой рекламе (в газоразрядных трубках). Жидкий гелий выгоден для охлаждения магнитных сверхпроводников, ускорителей частиц и других устройств.

Необычным применением гелия в качестве хладагента является процесс непрерывного смешения 3He и 4He для создания и поддержания температур ниже 0,005 K.

Источник: https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/GELI.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.