Tabela Periódica - Guia dos Elementos
Hélio - He
aplicações/informações
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Apresentação
Do Grego Hellios ou Sol. Descoberto por Sir William Ramsay em Londres e por P.T. Cleve e N.A. Langlet na Suécia em 1895. Foi o primeiro elemento a ser descoberto fora da Terra, onde foi evidenciado em um eclipse em 1868 na Índia, pela utilização de um espectroscópio apontado para o Sol. Posteriormente sua existência foi confirmada na Terra em minerais de urânio e em poços de gás natural, de onde é obtido atualmente. É um gás incolor, não inflamável e mais leve que o ar.
Características principais
Nas Condições Normais de Temperatura e Pressão o hélio é um gás monoatômico, tornando-se líquido somente em condições extremas (de alta pressão e baixa temperatura). Tem o ponto de solidificação mais baixo de todos os elementos químicos, sendo o único líquido que não pode solidificar-se baixando a temperatura, já que permanece no estado líquido no zero absoluto à pressão normal. De resto, sua temperatura crítica é de apenas 5,19 K. Os isótopos 3He e 4He são os únicos em que é possível, aumentando a pressão, reduzir o volume mais de 30%. O calor específico do gás hélio é muito elevado, de vapor muito denso, expandindo-se rapidamente quando é aquecido a temperatura ambiente. O hélio sólido só existe a pressões da ordem de 100 MPa a 15 K (-248,15 ºC). Aproximadamente a essa temperatura, o hélio sofre uma transformação cristalina, de estrutura cúbica a estrutura hexagonal compacta; em condições mais extremas, ocorre uma nova mudança, empacotando os átomos numa estrutura cúbica centrada. Todos estes empacotamentos tem energias e densidades semelhantes, debitando-se as mudanças à maneira como os átomos interagem.
Áplicações
O hélio é mais leve que o ar, isto é, a densidade do hélio é menor que a densidade do ar, diferenciando-se do hidrogênio por não ser
inflamável, entretanto, apresenta poder ascensional 8% menor. Por este motivo, e por ser um gás inerte, é utilizado em dirigíveis e
balões com fins recreativos, publicitários, reconhecimento de terrenos, filmagens aéreas e para investigações das condições
atmosféricas.
As maiores reservas de Hélio encontram-se nos Estados Unidos. Estas reservas são estratégicas e controladas pelo governo
norte-americano. Não estão disponíveis para venda em grande quantidades.
Além das citadas o hélio tem outras aplicações, como:
• A mistura hélio-oxigênio é usada para mergulhos a grande profundidade, já que é inerte e menos solúvel no sangue que o nitrogênio e se difunde
2,5 vezes mais depressa, reduzindo o tempo necessário para a descompressão, apesar de iniciar-se em maior profundidade elimina o risco de narcose por
nitrogênio (embriaguês de profundidades).
• Devido ao seu baixo ponto de liquefação e evaporação pode ser usado como refrigerante a temperaturas extremadamente baixas em imãs
supercondutores e na investigação criogênica a temperaturas próximas do zero absoluto.
• Em cromatografia de gases é usado como gás transportador inerte.
• A atmosfera inerte de hélio é empregada na soldadura por arco e na fabricação de cristais de silício e germânio, assim como para pressurizar
combustíveis líquidos de foguetes.
• Em túneis de vento supersônicos.
• Como agente refrigerante em reatores nucleares.
• O hélio líquido encontra cada vez maior uso em aplicações médicas de imagem por ressonância magnética (RMI).
História
O hélio foi descoberto de forma independente pelo francês Pierre Janssen e pelo inglês Norman Lockyer, em 1868 ao analisarem o
espectro da luz solar durante um eclipse solar ocorrido naquele ano, encontrando uma linha de emissão de um elemento desconhecido.
Eduard Frankland confirmou os resultados de Janssen e propôs o nome helium para o novo elemento, em honra ao deus grego do sol
(helios) com o sufixo -ium , já que se esperava que o novo elemento fosse metálico.
Em 1895 Sir William Ramsay isolou o hélio descobrindo que não era metálico, entretanto o nome original foi conservado.
Os químicos suecos Abraham Langlet e Per Teodor Cleve conseguiram também, na mesma época, isolar o elemento.
Em 1907 Ernest Rutherford e Thomas Royds demonstraram que as partículas alfa são núcleos de hélio.
Em 1908 o físico alemão Heike Kamerlingh Onnes produziu hélio líquido esfriando o gas até 0,9 K, o que lhe rendeu um prêmio Nobel.
Em 1926 seu discípulo Willem Hendrik Keesom conseguiu pela primeira vez solidificar o hélio.