Helium

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Helium in een lamp
Naam	Helium
Latijn
Symbool	He
Atoomnummer	2
Soort	Edelgas
Kleur	kleurloos
Smeltpunt	−272,2 ^oC
Kookpunt	−268,9 ^oC

Helium (uit het Grieks : ἥλιος , geromaniseerd : helios , lit. 'zon') is een scheikundig element met het symbool He en atoomnummer 2. Het is een kleurloos, geurloos, smaakloos, niet-toxisch, eenatomig gas, het eerste in de edelgasgroep in het periodiek systeem. Het kook- en smeltpunt zijn het laagste van alle elementen.

Voorkomen

Helium is het op één na lichtste en het op één na meest voorkomende element in het waarneembare heelal (waterstof komt vaker voor). Het meeste helium in het universum is helium-4, waarvan de overgrote meerderheid werd gevormd tijdens de oerknal. Door kernfusie (het samensmelten) van waterstof in sterren ontstaan grote hoeveelheden nieuw helium.

Geschiedenis

Spectraallijnen van Fraunhofer. Helium zit bij D.

Helium werd voor het eerst ontdekt als een onbekende, gele kleur in het zonlicht. Dit gebeurde tijdens een zonsverduistering in 1868. De ontdekkers waren Georges Rayet, Captain CT Haig, Norman R. Pogson, en luitenant John Herschel, en hun waarnemingen en conclusies werden vervolgens bevestigd door de Franse astronoom Jules Janssen. Janssen wordt vaak aangewezen als de ontdekker van het element helium, samen met Norman Lockyer. Janssen legde de heliumspectraallijn vast tijdens de zonsverduistering van 1868, terwijl Lockyer deze vanuit Groot-Brittannië zag. Lockyer was de eerste die suggereerde dat de lijn te wijten was aan een nieuw element, dat hij helium noemde. De ontdekking van het element op aarde werd gemaakt in 1895 door chemici Sir William Ramsay, Per Teodor Cleve en Nils Abraham Langlet, die vond helium afkomstig van het uranium erts, cleveite. In 1903 werden grote hoeveelheden aan helium gevonden in aardgas-velden in delen van de Verenigde Staten, die tegenwoordig verreweg de grootste heliumgas-leverancier is. Omdat helium op aarde niet zoveel voorkomt en het niet met andere elementen gemaakt kan worden moeten we er eigenlijk zuiniger op zijn.

Gebruik

Helium is een gas dat bijvoorbeeld wordt gebruikt bij glimmende figuurbalonnen voor kinderen en de luchtschepen als de zeppelins. Als je een ballon met helium vult, zal deze omhoog gaan. Dat komt omdat helium lichter is dan lucht. Voor het milieu is het sowieso niet zo'n goed idee om ballonnen op te laten. Een kind kan pech hebben als zijn of haar ballon ontsnapt.

Een populair spelletje tegenwoordig is het inademen van helium uit zo'n figuurballon. Adem je het heliumgas in dan klinkt je stem hoger. Het inademen van helium kan gevaarlijk worden als het te veel (achter elkaar) wordt gedaan, aangezien helium een eenvoudig verstikkend middel is en de zuurstof verdringt die nodig is voor normale ademhaling.

Vloeibaar helium wordt gebruikt bij de koeling van supergeleidende magneten, waarbij de belangrijkste toepassing in MRI- scanners is. Met deze scanners kunnen de organen in het lichaam zichtbaar worden gemaakt. Ook magnetische onderdelen van de grote deeltjesversneller CERN worden er mee gekoeld. De andere industriële toepassingen van helium zijn: als druk- en zuiveringsgas, als beschermende atmosfeer (mantel) voor booglassen en in processen zoals het kweken van kristallen om siliciumwafels voor elektronische chips en zonnecellen te maken.

Biologie

Helium is zoals gezegd verstikkend. Als je het onder een te grote druk binnen krijgt, kan het leiden tot barotrauma, ofwel dodelijk scheurend longweefsel. Inademen van teveel helium (uit bijvoorbeeld een heliumballon) kan leiden tot luchtembolie. Hierbij kun je het bewustzijn verliezen en in coma raken als gevolg van luchtbellen die de bloedstroom naar de hersenen blokkeren. Dat kan hersenletsel tot gevolg hebben.

De veiligheidsproblemen voor zogeheten cryogeen helium (zeer koud helium) zijn vergelijkbaar met die van vloeibare stikstof; de extreem lage temperaturen kunnen leiden tot koude verbrandingen (brandwonden).

Als vloeibaar helium te snel uit een gastank kan ontsnappen kan er een soort explosie ontstaan. Ook staan deze heliumtanks onder grote druk. Mensen die hier mee werken moeten dus uiterst voorzichtig zijn.