Khí Heli chắc hẳn là cái tên quen thuộc khi các bạn còn trên ghế nhà trường. Khí Heli không ở đâu xa lạ, mà chính là rất nhiều thứ mà chúng ta phải gặp mỗi ngày. Vậy bạn có hiểu rõ gì về khí Heli không? Tính chất và ứng dụng của nó ra sao?
Khí Heli là gì?
Heli hay được gọi là khí Helium là loại khí trơ. Khí này có rất nhiều trong vũ trụ (chiếm 24% khối lượng vũ trụ), Trái Đất. Đặc biệt chúng gần như có mặt trong các loại khí thiên nhiên.
Heli được kí hiệu là He trong hóa học, số hiệu nguyên tử là 2 và số nguyên khối là 4. Nguồn gốc của khí này được phát hiện trong quang phổ trên Mặt Trời.
Tính chất vật lí của Heli
Heli là khí không màu, không mùi, không độc hại, không bắt cháy. Là một trong những khí khá khó lỏng nhất. Được biết, Heli có điểm sôi thấp nhất trong các loại nguyên tố hóa học và có thể đông đặc duy nhất dưới áp suất lớn.
Khí Heli có thể khuếch tán tốt qua chất rắn, nó nhẹ hơn không khí và argon nhiều.
Tính chất hóa học của Heli
khí Helium thường là khí đơn nguyên tử, và gần như trơ về mặt hóa học. Chính vì thế nó được dùng vào trong công nghệ bảo vệ hàn.
Vậy Heli có nguy hiểm cho con người không?
Câu trả lời là không. Heli là chất không gây hại cho bất kì sinh vật nào.
Ứng dụng của Heli trong đời sống
Nhắc đến ứng dụng của Heli mang đến cho con người. Dù trơ về mặt hóa học nhưng lợi ích của Heli lại không hề nhỏ. Điển hình như:
-
Giải trí
Làm bóng bay, khinh khí cầu vì chúng nhẹ hơn không khí. Ngoài ra, một số chương trình hít khí Heli làm biến đổi giọng mang lại tiếng cười.
-
Điện tử
Các sợi cáp quang cung cấp truy cập Internet và truyền hình cáp đã được sản xuất trong nơi có heli tinh khiết để các bong bóng khí không bị mắc kẹt bên trong cáp.
Ngày nay, các thiết bị điện tử hiện đại đều phải có chất bán dẫn. Vậy bạn biết chất bán dẫn được làm từ đâu không? Chính cũng nhờ một phần khí Heli góp vào đấy. Một số việc mà Heli đóng góp vào đấy là:
- Làm mát chuyên dụng.
- Làm khí pha loãng để khắc plasma.
- Làm khí mang cho các quá trình lắng đọng.
- Làm máy dò rò rỉ.
-
Khoa học
Đóng góp vào các ngành khoa học rất lớn: làm sạch các thùng nhiên liệu sau khi sự đốt cháy nhiên liệu của tên lửa.
Trong máy gia tốc hạt lớn, khí Helium cũng đươc sử dụng để hoạt động máy.
-
Thợ lặn
Khí Heli có mặt nhiều cùng với oxy trong các bình khí để thở ở các đồ đi lặn dưới sâu. Nhằm mục đích để các thợ lặn khi lặn sâu có thể hít thở trong bình oxy dễ dàng hơn dưới áp lực cao.
-
Y tế
Khí Heli cùng với oxy để điều trị các bệnh về hô hấp như hen suyễn, khí phế thũng,… Việc kết hợp hay khí như này giúp khí có thể đến phổi nhanh hơn so với việc chỉ điều trị bằng oxy. Giúp một phần nào bệnh nhân thở ổn định và dễ dàng hơn.
-
Hàn, luyện kim
Vì Heli có tính dẫn nhiệt cao hơn so với sử dụng Argon trong việc sử dụng làm nóng hồ quang điện. Nên Heli bảo vệ các chi tiết hàn dày tốt hơn so với Argon, dùng cho các vật liệu có độ dẫn nhiệt cao hoặc nhiệt độ nóng chảy cao, hàn cơ khí hóa tốc độ cao.
Khí Helium cùng khí Agron và khí Nito để tạo những tấm lá chắn. Làm mát các nam châm trong việc hàn hồ quang.
-
Kiểm tra rò rỉ
Khí Helium được dùng để kiểm tra rò rỉ cho các thiết bị máy móc như xe, tàu hay thậm chí trong hệ thống chân không dựa vào đặc tính khuếch tán cao và nhanh chóng.
Và còn rất nhiều ứng dụng khác.
Làm thế nào sản xuất khí Heli
khí Helium có thể được sản xuất trong thực tế bằng cách chiết xuất từ khí tự nhiên . Qua khâu hoá lỏng và tách các thành phần khí. Theo nguyên lý là mỗi loại khí đều có nhiệt độ hóa lỏng khác nhau nên có thể tách khí heli ra khỏi hỗn hợp khí.
- Dòng khí tự nhiên được nén, làm lạnh đến những mức nhiệt độ nhất định theo yêu cầu.
- Ở mỗi phân đoạn nhiệt độ khác nhau sẽ có một loại khí bị ngưng tụ ở dạng lỏng và được tách ra.
- Đối với các Loại khí nào có nhiệt độ hóa lỏng cao thì sẽ được tách ra trước.
- Dòng khí tiếp tục được làm lạnh ở nhiệt độ sâu hơn để tách riêng lần lượt các loại khí.
Cụ thể Oxy hóa lỏng ở -183oC, Argon hóa lỏng ở -186oC, Nito hóa lỏng ở -196oC, Heli hóa lỏng ở nhiệt độ -269oC (khoảng 4,2oK hay -452,2oF).
Sau đó là quá trình Sản xuất heli tinh khiết . Quá trình san xuất trải qua hai giai đoạn.
Đầu tiên, là quá trình ngưng tụ khí ở nhiệt độ thấp. Khi đó sẽ thu được sản phẩm chứa heli đậm đặc. Giai đoạn nầy thu được heli với hàm lượng khoảng 80%.
Sau đó, sản phẩm này được tinh chế để loại bỏ các tạp chất như metan, nitơ, hydro, neon, argon để thu được heli tinh khiết.
Do hàm lượng heli trong không khí thấp nên Chi phí sản xuất khí heli cho phương pháp này khá cao. Do đó, Phương pháp này thường được sử dụng chung để sản xuất các loại khí khác, như nitơ và oxy. Nhưng hiếm khi được sử dụng để sản xuất khí Heli.
Nguồn https://huthamcauthongcongnghet.net/
