by

Sifat, Pembuatan, Kegunaan dan Sumber Dari Unsur Helium

Penemuan Helium
Kisah penemuan helium terjalin bersamaan dengan penemuan sifat bintang. Pada suatu waktu orang percaya bahwa kita tidak akan pernah tahu bintang apa itu. Pada tahun 1835, filsuf Prancis Auguste Comte menyatakan, “kita tidak akan pernah mampu mempelajari komposisi kimianya.”  Comte mengira kita hanya bisa mempelajari barang-barang bintang itu jika kita bisa memasukkan nya ke laboratorium. Meskipun Comte pesimisme, metode untuk penemuan helium dan komposisi bintang telah ditemukan. Pada tahun 1814 fisikawan Jerman Joseph Fraunhofer telah menggunakan metode Isaac Newton untuk membelah sinar matahari dengan menggunakan prisma dan telah membuat kemajuan penting. Fraunhofer melihat garis gelap dalam pelangi warna yang berasal dari sinar matahari yang dipecah oleh sebuah prisma, garis yang dia lihat adalah pengamatan pertama terhadap spektrum bintang.

Atom helium terionisasi sekitar 60.000 ° C di kromosfer Matahari memancarkan cahaya ultraviolet yang terlihat pada gambar ini.
Pada 1859/60 ilmuwan Jerman Gustav Kirchhoff dan Robert Bunsen membuat lompatan besar dalam ilmu spektroskopi, termasuk penemuan bahwa garis gelap yang dilihat Fraunhofer seperti sidik jari sebuah zat. Pemandangan tersebut ditetapkan Kirchhoff dan Bunsen untuk menemukan unsur baru dengan mempelajari cahaya dari zat saat unsur tersebut terbakar.  Pada tahun 1860 mereka menemukan cesium dengan garis spektrum biru dan pada tahun 1861 rubidium dari dua garis spektrum merah. Kemudian William Crookes menemukan thallium pada tahun 1861 setelah mengamati garis spektral hijau terang. Kirchhoff dan Bunsen melihat spektrum matahari dan dapat menyimpulkan bahwa besi ada dalam atmosfernya yang bercahaya. Untuk penemuan helium, diperlukan beberapa tahun lagi. Pada bulan Agustus 1868, gerhana total pertama sejak karya Kirchhoff dan Bunsen diterbitkan.
Astronom Prancis Pierre Janssen sedang menunggu gerhana untuk mengamati spektra prominencesdi korona matahari dengan menggunakan spektroskop. Dalam dua minggu setelah gerhana, Janssen mengembangkan metode untuk merekam spektra prominences tanpa memerlukan gerhana. Dalam spektrum ini, dia mengamati garis kuning.  Garis itu berada pada posisi yang sama namun tidak identik dengan garis spektrum natrium. Ini disebut garis D1 dan D2. Ilmuwan Inggris Norman Lockyer mempelajari garis kuning baru, nanti akan disebut garis D3. Dia mempublikasikan studinya tentang garis itu, sadar itu mungkin disebabkan oleh unsur baru. Nama helium berasal dari kata Yunani untuk matahari, helios.
Helium dibuat dalam tiga menit pertama keberadaan alam semesta, ketika suhu di mana-mana cukup tinggi sehingga fusi nuklir dapat terjadi. Fasa energi pendek yang pendek ini terwakili di bagian paling bawah diagram. Helium juga dibuat oleh fusi nuklir hidrogen di bintang seperti milik kita sendiri.

Lockyer dan Edward Frankland, rekan kerjanya, memiliki sejumlah gagasan lain tentang kemungkinan penyebab garis kuning dan karena itu tidak mengumumkan sebuah elemen baru.Pada tahun 1871, ilmuwan lain menyadari situasinya. Lord Kelvin membahas “cerminan cahaya hidrogen dan helium yang bersinar di sekeliling matahari.” Penggunaan ‘helium’ diikuti oleh catatan kaki untuk menjelaskannya. “Frankland dan Lockyer menemukan warna kuning untuk memberi garis terang yang sangat diputuskan tidak jauh dari D, tapi sampai sekarang tidak teridentifikasi dengan nyala api terestrial. Tampaknya untuk menunjukkan zat baru, yang mereka usulkan untuk memanggil Helium. Keberadaan Helium tidak diterima oleh semua orang.

Helium di bumi berasal dari fisi nuklir unsur radioaktif seperti uranium. Di sini nukleus radioaktif memancarkan inti helium (juga dikenal sebagai partikel alfa)

Semua keraguan dihilangkan ketika ahli kimia Skotlandia William Ramsay mengisolasi helium pada tahun 1895 di London. Ramsay telah menemukan argon pada tahun 1894, argon adalah gas mulia pertama yang ditemukan. Pada tahun 1895 ia membaca sebuah makalah oleh William Hillebrand yang menggambarkan sebuah gas yang tidak reaktif yang dilepaskan saat asam ditambahkan ke mineral uranium, uranite. Hillebrand percaya gasnya adalah nitrogen. (Kita sekarang tahu bahwa uranium memancarkan helium selama peluruhan radioaktif. Kehadiran radioaktivitas tidak dikenali sampai tahun 1896 saat karya Henri Becquerel diterbitkan).

Spektrum Helium dengan garis kuning menonjol

Ramsay yang percaya bahwa gas tersebut mungkin mengandung argon, mengulangi percobaan Hillebrand dengan menggunakan mineral uranium lain, cleveite, dan mengumpulkan gas. Spektroskopnya menunjukkan adanya nitrogen, argon dan satu gas lainnya. Ramsay menduga itu bisa jadi helium, karena sepertinya ada garis D3. Sadar bahwa Lockyer dan William Crookes memiliki spektroskop yang lebih baik daripada dia, dia mengirimkan sampel gas tersebut kepada mereka. Sayangnya sampelnya tidak sesuai, jadi Lockyer memperoleh sampel uranite, mengekstraksi gas dan mempelajarinya dengan spektroskop. Dia menulis:
“Satu persatu jalur yang tidak diketahui yang saya amati di bawah sinar matahari pada tahun 1868 ditemukan milik gas.”

William Ramsay menunjuk ke kolom akhir tabel periodik yang berisi gas mulia (atau inert). Ramsay dianugerahi Hadiah Nobel untuk Kimia pada tahun 1904 atas karyanya dalam penemuan gas inert.


Spektrum gas identik dengan ‘helium’ matahari. Unsur baru memenangkan tempatnya di tabel periodik.

Penampilan dan Karakteristik
Efek berbahaya:
Helium tidak diketahui beracun.

Karakteristik:
1. Helium adalah gas monoromik ringan, tidak berbau, tidak berwarna, inert. Gas ini bisa membentuk molekul diatomik, tapi hanya lemah dan pada suhu mendekati nol mutlak.
2. Helium memiliki titik lebur terendah dari setiap elemen dan titik didihnya mendekati nol mutlak.
3.Tidak seperti unsur lainnya, helium tidak mengeras tapi tetap menjadi cairan sampai nol mutlak (0 K) di bawah tekanan biasa.
4. Suara seseorang yang telah menghirup helium untuk sementara terdengar bernada tinggi. Untuk melihat video nya bisa dilihat  Disini

Kegunaan Helium
1. Magnetic Resonance Imaging (MRI) adalah pengguna helium terbesar. Helium digunakan untuk mendinginkan magnet superkonduktor pemindai MRI.
2. Helium digunakan untuk mengisi balon (balon udara) dan untuk menekan roket bahan bakar cair.3. Campuran helium dan oksigen digunakan sebagai ‘udara’ buatan untuk penyelam dan yang lainnya bekerja di bawah tekanan. Helium digunakan sebagai pengganti nitrogen di udara normal karena, setelah menyelam panjang, helium meninggalkan tubuh lebih cepat dari nitrogen, memungkinkan dekompresi lebih cepat.
4. Helium digunakan sebagai perisai gas di sekitar pekerja pengelasan, misalnya, setiap reaksi pengelasan logam panas dengan oksigen.
5. Gas helium digunakan di industri semi konduktor untuk memberikan atmosfir inert untuk menumbuhkan kristal silikon dan germanium.
6. Pada suhu tinggi gas ini juga digunakan dalam produksi titanium dan zirkonium, dan sebagai gas pembawa dalam kromatografi gas.
Kelimpahan dan Isotop
Kelimpahan kerak bumi: 8 bagian per miliar berat, 43 bagian per miliar mol
Kelimpahan tata surya: 23% berat, 7,4% mol
Biaya, murni: $ 5,2 per 100g
Biaya, bulk: $ per 100g

Sumber:

Hampir semua helium di Bumi adalah hasil peluruhan radioaktif. Sumber utama helium berasal dari deposit gas alam di sumur di Texas, Oklahoma dan Kansas. Helium diekstraksi dengan distilasi fraksional gas alam, yang mengandung helium hingga 7%.

Isotop:

Helium memiliki 8 isotop yang umur paruhnya diketahui, dengan jumlah massa 3 sampai 10. Helium yang terjadi secara alami adalah campuran dari dua isotop stabilnya, 3He dan  4He dengan kelimpahan alami masing-masing 0,0001% dan 99,999%.
Sifat dari Helium cair bisa dilihat Disini
Data Sifat Fisik Lainnya
Simbol dan Golongan He, Golongan GAs Mulia (VIII A)
Warna: Tidak berwarna
Massa atom: 4.00260
Bentuk: Gas
Titik leleh: -272.2 oC, 0.95 K
Catatan: Pada tekanan atmosfer normal, helium tidak mengeras dan tidak memiliki titik lebur. Titik leleh yang dikutip di atas berada di bawah tekanan 25 atmosfir.
Titik didih: -268.9 oC, 4.2 K
Elektron 2
Proton: 2
Neutron: 2
Kulit Elektron: 2
Konfigurasi Elektron: 1s2
Massa jenis @ 20oC: 0,0001787 g/cm3

Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

News