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Gases Nobles

Helio

¿Qué es el gas Helio? Definición:

El gas Helio uno de los elementos químicos básicos que tiene como símbolo “He” . En su estado natural lo encontramos en estado liquido,  es un gas incoloro conocido por su baja densidad y baja reactividad (gas inerte).

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¿Helio es Inflamable?

Probablemente es mejor conocido como un sustituto no inflamable del hidrógeno para proporcionar elevación en globos dirigibles y globos para fiestas. Debido a que es químicamente inerte como el Xenón, Argón, Radón y Neón, también se usa como un escudo de gas en la soldadura por arco robótico y como una atmósfera no reactiva para el crecimiento de cristales de silicio y germanio utilizados para fabricar dispositivos semiconductores electrónicos.

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El helio líquido se usa a menudo para proporcionar las temperaturas extremadamente bajas requeridas en ciertas aplicaciones médicas y científicas, incluida la investigación de superproducción.

Características y propiedades

El helio (He) es uno de los elementos fundamentales para la ciencia, éste se utiliza, además de ser fundamental para naves espaciales, para realizar resonancias magnéticas en medicina, telescopios y monitores de radiación.

Entre sus principales propiedades podemos mencionar que es un gas incoloro e inodoro e insípido, inerte es decir que no reacciona con otros elementos, tiene un punto de ebullición más bajo que otros elementos químicos y el segundo más ligero. Se mantiene en estado liquido, aunque esto depende de la presión; además que es muy usado por que no es inflamable.

Propiedades Químicas

Nombre Helio
Número atómico 2
Valencia 0
Estado de oxidación
Electronegatividad
Radio covalente (Å) 0,93
Radio iónico (Å)
Radio atómico (Å)
Configuración electrónica 1s2
Primer potencial de ionización (eV) 24,73
Masa atómica (g/mol) 40,026
Densidad (g/ml) 0,126
Punto de ebullición (ºC) -268,9
Punto de fusión (ºC) -269,7

Usos e Importancia del Helio

El helio tiene una serie de propiedades que lo hacen excepcionalmente adecuado para ciertos usos. En algunos de estos usos, el helio es el mejor gas posible de usar, y en otros no hay un sustituto adecuado para el helio. Varios usos del helio junto con las propiedades que lo hacen adecuado para el uso se describen a continuación:

Para que Sirve

  • Industria Espacial – Manutención de partes de satélites, limpieza de motores de cohetes y enfriamiento del oxígeno líquido e hidrógeno que alimentaba las naves espaciales (Apolo).
  • Ciencia – Es el medio de refrigeración para el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), en microscopios y en los imanes superconductores de las resonancias magnéticas.
  • Globos – Es el relleno de globos y dirigibles debido a su baja densidad.
  • Buceo – Una mezcla de 80% de helio y 20% de oxígeno es utilizada por buzos de aguas profundas y otras personas que trabajan en condiciones presurizadas.
  • Comercio – Los códigos de barra de las cajas de supermercados y tiendas están compuestos de helio y neón.

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Historia

Aunque el helio es uno de los elementos más abundantes en el universo, la mayor parte existe fuera de la atmósfera de la Tierra.

Descubrimiento

El helio no fue descubierto hasta 1868, cuando el astrónomo francés Pierre Janssen y el astrónomo inglés Sir Joseph Lockyer estudiaban de forma independiente un eclipse de sol. Usando espectrómetros, que separan la luz en diferentes bandas de color dependiendo de los elementos presentes, ambos observaron una banda de luz amarilla que no se podía identificar con ningún elemento conocido. Las noticias de sus hallazgos llegaron al mundo científico el mismo día, y a ambos se les atribuye el descubrimiento. Lockyer sugirió el nombre de helio para el nuevo elemento, derivado de la palabra griega helios para el sol.

En la naturaleza

En 1895, el químico inglés Sir William Ramsay descubrió que la cleveita, un mineral de uranio, contenía helio. Químicos suecos P.T. Cleve y Nils Langlet hicieron un descubrimiento similar aproximadamente al mismo tiempo. Esta fue la primera vez que se identificó helio en la Tierra. En 1905, se descubrió que el gas natural tomado de un pozo cerca de Dexter, Kansas, contenía hasta un 2% de helio. Las pruebas de otras fuentes de gas natural en todo el mundo produjeron concentraciones de helio ampliamente variables, con las concentraciones más altas que se encuentran en los Estados Unidos.

Primeros Usos

Durante los primeros años de la década de 1900, el desarrollo de globos dirigibles y dirigibles más ligeros que el aire dependía casi por completo del hidrógeno para proporcionar sustentación, a pesar de que era altamente inflamable. Durante la Primera Guerra Mundial, el gobierno de los Estados Unidos se dio cuenta de que el helio no inflamable era superior al hidrógeno y lo declaró un material de guerra crítico. La producción estaba estrechamente controlada y las exportaciones se redujeron.

Explosión del Hindenburg
Explosión de Hindenburg fue fundamental para liberar el uso del Helio

En 1925, los Estados Unidos aprobaron la primera Ley de Conservación de Helio que prohibía la venta de helio a usuarios no gubernamentales. No fue hasta 1937, cuando el Hindenburg dirigible lleno de hidrógeno explotó al aterrizar en Lakehurst, Nueva Jersey, que las restricciones se levantaron y el helio reemplazó el hidrógeno por los buques comerciales más ligeros que el aire.

Durante la Segunda Guerra Mundial, el helio se convirtió en un material de guerra crítico nuevamente. Uno de sus usos más inusuales fue inflar los neumáticos en aviones de bombardeo de largo alcance. El peso más ligero del helio permitió que el avión llevara 154 libras (70 kg) de combustible extra para un rango extendido.

Post-guerra

Después de la guerra, la demanda de helio creció tan rápidamente que el gobierno impuso las Enmiendas de la Ley de Helio en 1960 para comprar y almacenar el gas para su uso futuro. En 1971, la demanda se había estabilizado y el programa de almacenamiento de helio fue cancelado. Unos años más tarde, el gobierno comenzó a almacenar helio de nuevo. A partir de 1993, había aproximadamente 35 mil millones de pies cúbicos (mil millones de metros cúbicos) de helio en el almacenamiento del gobierno.

Hoy en día, la mayoría de las fuentes de gas natural con helio se encuentran dentro de los Estados Unidos. Canadá, Polonia y algunos otros países también tienen fuentes significativas.

Donde se encuentra

Por primera vez los científicos encontraron grandes cantidades de helio. El lugar es el Valle del Rift, en el este de Tanzania.Los investigadores aseguran que los recursos descubiertos alcanzan para rellenar un millón de máquinas de resonancia magnética.

“Este es un punto de inflexión para asegurar la satisfacción de la demanda futura de helio. Hallazgos similares no deben estar tan lejos”, asegura Chris Ballentine, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford.

Podemos aplicar esta misma estrategia para otras partes del mundo, con una historia geológica similar, para encontrar nuevas reservas de helio”, comenta su colega Pete Barry.

Cómse forma

El helio es un elemento encontrado en estado gaseoso que se forma por la lenta desintegración radiactiva y constante de roca terrestre.

Sin embargo, los suministros mundiales se están agotando y ha habido advertencias de que los suministros no se pueden garantizar en el largo plazo.

Según el profesor Jon Gluyas, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Durham, que colaboró en el proyecto, el precio del helio ha subido un 500% en los últimos 15 años.

Es el segundo elemento más abundante en el Universo [después del hidrógeno], pero es extremadamente raro en la Tierra”, le dice Gluyas a la BBC. “Y si no se tiene extremo cuidado al hallarlo, este se escapará, al igual que globo de una fiesta que se eleva y se eleva en la atmósfera y, finalmente, se escapa de la gravedad de la Tierra por completo.

Pistas volcánicas

Los investigadores dicen que la actividad volcánica en el Valle del Rift libera helio enterrado bajo antiguas rocas, que salta y queda atrapado en los campos de gas más superficiales.

La cantidad de helio de la reserva encontrada se estima en más de 54 millones de pies cúbicos (1,5 millones de metros cúbicos), que tiene el potencial de satisfacer la demanda mundial durante varios años.

Helio
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