گاز هلیوم با اکسیژن چه نوع واکنشی دارد ؟

مخلوط هلیوم با اکسیژن به عنوان گاز تنفسی مورد استفاده قرار می گیرد. به همین جهت واکنش هلیوم با اکسیژن اهمیت دارد. برای بررسی امکان واکنش هلیوم با اکسیژن لازم است ابتدا ساختار و ویژگی های هلیوم را بشناسیم.

شیمی هلیوم

هلیوم اولین عنصر در گروه گاز های نجیب در جدول تناوبی عناصر است. نئون، آرگون، کریپتون، زنون و رادون دیگر گاز های این ستون از جدول مندلیف هستند. می توان گفت هلیوم نسبت به تمام عناصر موجود کمترین میزان واکنش پذیری را دارد. البته هلیوم دارای ویژگی های منحصر به فرد دیگری نیز هست که باعث می شود برای آن کاربرد های ویژه و خاصی تعریف شود.

هلیوم در جهان

هلیوم از نظر فراوانی در جهان هستی به عنوان دومین عنصر پس از هیدروژن شناخته شده است. هلیوم عنصری بدون بو، بدون رنگ و بدون مزه است. دارای نقطه جوش بسیار پایینی است و به صورت تک اتمی وجود دارد.

هلیوم با هیچ عنصر دیگری وارد واکنش نمی شود پس می توان گفت واکنش هلیوم با اکسیژن اصلاً امکان پذیر نیست. هلیوم اولین بار هنگام مطالعه طیف های به دست امده از خورشید شناسایی شد و نام ان از اسم یونانی خورشید یعنی هلیوس گرفته شده است.

تولید هلیوم

گرچه فراوانی هلیوم در کل جهان هستی بسیار بالاست، استحصال هلیوم در کره زمین به سختی امکان پذیر است. تنها 4 هزارم درصد از جو زمین را هلیوم تشکیل داده است و استخراج آن از هوای جو عملاً ممکن نیست. اما، خوشبختانه میدان های گاز طبیعی حاوی 7% گاز هلیوم هستند که می تواند استخراج شود و مورد استفاده قرار گیرد. تگزاس، لهستان، الجزیره، چین وکانادا مناطقی هستند که هلیوم در آن ها کشف شده است.

کاربرد ها

هلیوم به دلیل داشتن ویژگی بی اثر بودن و واکنش ناپذیری کاربرد های زیادی دارد. هلیوم مایع خاصیت سرد کنندگی بسیار بالایی داشته و از آن برای منجمد کردن مواد بیولوژیکی به مدت طولانی و یا خنک سازی جت و آهنربای دستگاه ام آر آی استفاده می کنند.

هلیوم به صورت مخلوط با گاز های دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال مخلوط گاز هلیوم و اکسیژن با نام تجاری گاز هلیوکس برای تنفس غواصان در عمق زاد آب و یا برای بیماران تنفسی حاد مورد استفاده قرار می گیرد.

خطرات

هلیوم معمولاً برا تفریح و تغییر صدا از بادکنک ها تنفس می شود و تا کنون گزارشی مبنی برا خطرناک بودن آن گزارش نشده است. اما تنفس هلیوم مستقیماً از کپسول به علت داشتن فششار بسیار بالا می تواند موجب پارگی رییه شود و تنفس هلیوم به تنهایی و بدون اکسیژن می تواند بدن انسان را با کمبود اکسیژن مواجه کند و در موارد حاد منجر به کما و مرگ شود.

به طوری کلی واکنش هلیوم با اکسیژن و هیچ عنصر دیگری به صورت طبیعی امکان پذیر نیست.

منبع: گاز هلیوم با اکسیژن چه نوع واکنشی دارد ؟

تبدیل هیدروژن موجود در خورشید به هلیوم

چه مقدار هلیوم در روی سیاره خورشید وجود دارد ؟

هلیوم در خورشید و در دیگر ستارگان از گداختگی اتم های هیدروژن تولید می شود. مقدار هلیوم موجود در خورشید بسیار زیاد است اما قابل استحصال برای استفاده در کره زمین نیست. به همین دلیل باید به منابع محدود هلیوم که در میدان های گاز طبیعی در زمین یافت می شود اکتفا کرد و در مصرف این منابع تجدید ناپذیر صرفه جویی نمود.

چه اتفاقی برای هلیوم در خورشید و دیگر ستارگان می افتد ؟

بیشتر ستاره ها پس از تبدیل بخش زیادی از هیدروژن موجود در خود به هلیوم ، وارد مرحله ای از تغییرات داخلی می شوند. هسته های داخلی آن ها فرو می ریزید و حرارت در این ستارگان بسیار بالا می رود. دمای بالا باعث می شود که هلیوم به اتم های بزرگتری مبدل شود برای مثال سه اتم هلیوم با همدیگر کربن را تشکیل می دهند.

پس از تشکیل اتم های جدید چه می شود ؟

به طور هم زمان هلیوم در خورشید یا ستارگان دیگر با اتم های کربن جدیدی که تشکیل شده اند ترکیب شده و اکسیژن را شکل می دهند. بیرون از هسته ی ستارگان هنچنان هیدروژن کافی برای تبدیل شدن به هلیوم وجود دارد. البته دیگر اتم های جدید شکل گرفته اند و در ظاهر نیز رنگ ستاره را تغییر می دهند.

ستارگانی که در مرحله تیدیل هیدروژن به هلیوم قرار دارند مانند خورشید در منظومه شمسی هستند و در مراحل بعد به ستارگان قرمز غول پیکر تبدیل می شوند.

پس از تبدیل هلیوم به اتم های دیگر چه اتفاقی برای خورشید می افتد ؟

زمانی که خورشید وارد مرحله تغییرات داخلی شود و به ستاره قرمز بزرگی مبدل گردد، کم کم رو به خنک شدن می رود. در ستاره های بزرگ تر از خورشید دیده شده است که پس از تبدیل شدن به ستاره قرمز بزرگ همچنان قابلیت تغییر اتم ها به اتم های بزرگتر وجود دارد.

اتمام هلیوم در هسته ی ستارگان

وقتی هلیوم در هسته ی ستارگان رو به اتمام بگذارد، ستاره بار دیگر دچار فروپاشی می شود و دمای آن بالا می رود و در این شرایط کربن و اکسیژن تشکیل شده می توانند با هم ترکیب شوند و اتم های بزرگ تر را ایجاد کنند. اگر یک ستاره به اندازه ی کافی بزرگ باشد این چرخه تا جایی ادامه پیدا می کند که عنصر آهن (Fe) تشکیل شود. در این مرحله دمای هسته هر چقدر هم که بالا برود قادر به تشکیل اتم های جدید نخواهد بود.

آخرین مرحله تبدیل اتمی

پس از تشکیل آهن و عدم ادامه ی تبدیل اتم ها به یکدیگر هسته ی داغ تری در یک ستاره شکل می گیرد که فروپاشیده می شود، ناپایدار می شود، دچار انفجار می شود و یک سوپر نوا یا ستاره ی نوترونی را شکل می دهد.

البته هلیوم در خورشید تا این مرحله پیشروی نمی کند زیرا خورشید ستاره ی خیلی بزرگی نیست

منبع: تبدیل هیدروژن موجود در خورشید به هلیوم