Helium - nguyên tố ít hoạt động nhất trong vũ trụ

Tên tiếng Trung:氦

Biểu tượng nguyên tố: Anh ấy

Tên tiếng Anh: Helium

       Khi người ta thả những quả bóng bay chứa đầy khí heli để bay ước mơ của mình, họ không hề biết rằng một phần tài nguyên quý giá không thể tái tạo trên trái đất đã biến mất vĩnh viễn.Mặc dù helium là nguyên tố phổ biến thứ hai trong vũ trụ nhưng nó là nguồn tài nguyên rất nghèo, không thể tái tạo và có giá trị đối với Trái đất.Hãy bắt đầu với việc khám phá ra khí heli:

Vào ngày 18 tháng 8 năm 1868, nhà thiên văn học người Pháp Pierre Jules Cesar Janssen đã đến thăm Guntur ở bang Madras thuộc Anh, Ấn Độ (nay thuộc Andhra Pradesh) để quan sát nhật thực toàn phần và tìm thấy một vạch sắc ký màu vàng sáng có bước sóng 587,49 nm bằng máy quang phổ của ông.Jeansen lo lắng rằng có điều gì đó không ổn với thiết bị nên ông đã thực hiện phân tích quang phổ về điểm nổi bật một lần nữa và các quan sát vẫn giống như trước.Ông đã viết thư cho Viện Hàn lâm Khoa học Pháp về những phát hiện của mình.Bức thư đã không đến được Paris cho đến tháng 10 vì hạn chế về giao thông.

Cùng ngày lá thư của Pierre Jansen được gửi tới Viện Hàn lâm Khoa học Pháp, lá thư của nhà thiên văn học người Anh Sir Joseph Norman Lockyer cũng được gửi đến.Vào ngày 20 tháng 10 cùng năm, Lockyer phát hiện ra vạch màu vàng tương tự khi phân tích quang phổ mặt trời ở London và đặt tên cho nó là "D3".Nhà thiên văn học người Pháp Pierre Jansen và nhà thiên văn học người Anh Sir Joseph Norman Lockyer được ghi nhận là người đã phát hiện ra khí heli.Đây là lần đầu tiên một nguyên tố mới được phát hiện từ một vật thể ngoài hành tinh chưa được phát hiện trên Trái đất.Nhà thiên văn học người Anh Sir Joseph Norman Lockyer và nhà hóa học người Anh Sir Edward Frankland đã đặt tên cho nguyên tố này là Helium, theo tên tiếng Hy Lạp ἥλιος (helios, có nghĩa là "mặt trời").

Vào ngày 18 tháng 8 năm 1868, nhà thiên văn học người Pháp Pierre Jules Cesar Janssen đã đến thăm Guntur ở bang Madras thuộc Anh, Ấn Độ (nay thuộc Andhra Pradesh) để quan sát nhật thực toàn phần và tìm thấy một vạch sắc ký màu vàng sáng có bước sóng 587,49 nm bằng máy quang phổ của ông.Jeansen lo lắng rằng có điều gì đó không ổn với thiết bị nên ông đã thực hiện phân tích quang phổ về điểm nổi bật một lần nữa và các quan sát vẫn giống như trước.Ông đã viết thư cho Viện Hàn lâm Khoa học Pháp về những phát hiện của mình.Bức thư đã không đến được Paris cho đến tháng 10 vì hạn chế về giao thông.

Năm 1881, nhà vật lý người Ý Luigi Palmieri đã phát hiện ra dòng helium D3 trong khi phân tích magma từ Núi Vesuvius, phát hiện đầu tiên được ghi nhận về helium trên Trái đất.Nhưng phải đến ngày 26 tháng 3 năm 1895, nhà hóa học người Scotland, Ngài William Ramsay (nhà hóa học vĩ đại sẽ đề cập nhiều lần trong các khí hiếm trong tương lai) mới xử lý yttrium uranite (một loại pitchblenite chứa 10% khối lượng nguyên tố đất hiếm của nó) bằng axit để cô lập helium lần đầu tiên trên Trái đất.

Vào ngày 18 tháng 8 năm 1868, nhà thiên văn học người Pháp Pierre Jules Cesar Janssen đã đến thăm Guntur ở bang Madras thuộc Anh, Ấn Độ (nay thuộc Andhra Pradesh) để quan sát nhật thực toàn phần và tìm thấy một vạch sắc ký màu vàng sáng có bước sóng 587,49 nm bằng máy quang phổ của ông.Jeansen lo lắng rằng có điều gì đó không ổn với thiết bị nên ông đã thực hiện phân tích quang phổ về điểm nổi bật một lần nữa và các quan sát vẫn giống như trước.Ông đã viết thư cho Viện Hàn lâm Khoa học Pháp về những phát hiện của mình.Bức thư đã không đến được Paris cho đến tháng 10 vì hạn chế về giao thông.

Tại sao mọi người luôn nghĩ rằng trên Trái đất không có khí heli?

Tại sao phải mất gần 30 năm sau khi phát hiện ra nó mới cô lập được helium?

Trước hết, nguyên tố helium trên trái đất chủ yếu ở dạng helium nguyên tố, là một loại khí trơ và rất ổn định, không có hợp chất ổn định.Thứ hai, hạt nhân helium quá nhẹ để bị thu hút bởi lực hấp dẫn của Trái đất và một khi helium đi vào khí quyển, nó sẽ bay vào không gian.Thứ ba, helium có độ hòa tan rất thấp và gần như không hòa tan trong nước.Vì vậy, con người có được heli bằng cách khai thác nó trong lớp vỏ Trái đất, phần lớn được giải phóng bởi sự phân rã phóng xạ.

Helium rất quan trọng đối với chúng ta và có nhiều ứng dụng:

1, làm mát ở nhiệt độ thấp: điểm sôi của helium là 4,2 Kelvin, tức là âm 268 độ C, rất gần với độ không tuyệt đối.Công nghệ làm mát ở nhiệt độ cực thấp có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như công nghệ siêu dẫn và đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu vật lý biên giới, công nghệ chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI), công nghệ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và các lĩnh vực khác.Helium là chất duy nhất có những đặc tính này mà chúng ta có thể sử dụng.

2, khí bảo vệ và phân tích kiểm tra: helium là một loại khí trơ, không độc hại và không bức xạ, có thể thực hiện phân tích khí bảo vệ và kiểm tra.Khí helium thường được sử dụng trong magiê, zirconi, nhôm, titan và khí bảo vệ hàn kim loại khác;Helium cũng được sử dụng trong phát hiện rò rỉ chân không, một thành phần quan trọng của phát hiện rò rỉ khối phổ helium.

3, làm đầy bóng bay: mật độ heli là 0,1786kg trên một mét khối, thấp hơn nhiều so với mật độ không khí 1,29kg trên một mét khối, và tính chất hóa học rất tích cực, an toàn hơn nhiều so với hydro (vụ nổ khí cầu hydro Hindenburg), vì vậy nó thường được sử dụng làm tàu ​​vũ trụ hoặc bơm khí vào bóng bay.

4, hỗn hợp heli-oxy để lặn: do áp lực nước rất lớn trong quá trình lặn, nitơ trong không khí bình thường sẽ bị ép vào máu, dẫn đến xảy ra "phản ứng nitơ say", đây là một tình huống rất nguy hiểm, con người cơ thể rơi vào tình trạng “say nitơ” như say rượu chóng mặt, phản ứng chậm, mất khả năng phán đoán.Nhưng hỗn hợp khí heli-oxy có thể ngăn chặn điều này xảy ra một cách hiệu quả, vì heli không hòa tan vào máu người dưới áp suất cao.

5, siêu lỏng: hóa lỏng helium khi nhiệt độ giảm xuống 2,18 Kelvin (khoảng âm 271 độ C), tính chất sẽ thay đổi, độ nhớt trở nên rất nhỏ, có thể chảy lên dọc theo thành cốc, là trạng thái siêu lỏng, có khả năng di chuyển tuyệt vời và độ dẫn nhiệt.

Mặc dù helium là nguyên tố phổ biến thứ hai trong vũ trụ nhưng rất khó bảo tồn trên Trái đất, bằng chứng là lịch sử phát hiện và cô lập nó.Khi muốn bay khinh khí cầu và mơ ước trở lại, chúng ta có nghĩ rằng một khi những khí heli này đi vào bầu khí quyển sẽ biến mất khỏi trái đất mãi mãi, liệu chúng ta có từ bỏ ý định này không?

Tất cả dữ liệu trong bài viết này được lấy từ Internet, chỉ nhằm mục đích nâng cao kiến ​​thức