HELIUM

HELIUM

 

Helium adalah suatu unsur kimia dalam sistem periodik yang memiliki lambang He dan nomor atom 2. Tidak berwarna dan lebih ringan dari udara. Setelah Hidrogen, Helium adalah unsur kedua paling melimpah di alam semesta. Helium juga tidak beracun.

Helium adalah unsur kedua terbanyak dan teringan di jagad raya dan salah satu unsur yang diciptakan pada saat nukleosintesis Big Bang. Dalam Jagad Raya modern hampir seluruh helium baru diciptakan dalam proses fusi nuklir hidrogen di dalam bintang. Di Bumi, unsur ini diciptakan oleh peluruhan radioaktif dari unsur yang lebih berat (partikel alfa adalah nukleus helium). Setelah penciptaannya, sebagian darinya terkandung di udara (gas alami) dalam konsentrasi sampai 7% volume. Helium dimurnikan dari udara oleh proses pemisahan suhu rendah yang disebut distilasi fraksional.

•      Pada 1868, astronom Perancis Pierre Jules César Janssen mendeteksi pertama kali helium sebagai signatur garis spektral kuning yang tak diketahui dari cahaya dari gerhana matahari. Sejak itu kandungan helium besar banyak ditemukan di ladang gas alam di Amerika Serikat, yang merupakan penyedia gas terbesar. Helium digunakan dalam kriogenik, sistem pernapasan laut dalam, untuk mendinginkan magnet superkonduktor, dalam "penanggalan helium", untuk pengembangan balon, untuk mengangkat kapal udara dan sebagai gas pelindung untuk penggunaan industri (seperti "pengelasan busar") dan penumbuhan wafer silikon). Menghirup sejumlah kecil gas ini akan menyebabkan perubahan sementara kualitas suara seseorang.

Sejarah Helium

(Yunani helios= matahari). Janssen menemukan bukti keberadaan helium pada saat gerhana matahari total tahun 1868 ketika dia mendeteksi sebuah garis baru di spektrum sinar matahari. Lockyer dan Frankland menyarankan pemberian nama helium untuk unsur baru tersebut. Pada tahun 1895, Ramsay menemukan helium di mineral cleveite uranium. Pada saat yang bersamaan kimiawan Swedia Cleve dan Langlet menemukan helium di cleveite. Rutherford dan Roys pada tahun 1907 menunjukkan bahwa partikel-partikel alpha tidak lain adalah nukleus helium.

Sumber

Helium merupakan elemen kedua terbanyak di alam semesta. Helium diproses dari gas alam, karena banyak gas alam yang mengandung gas helium. Secara spektroskopik helium telah dideteksi keberadaannya di bintang-bintang, terutama di bintang yang panas. Helium juga merupakan komponen penting dalam reaksi proton-proton dan siklus karbon yang memberikan bahan bakar matahari dan bintang-bintang lainnya.

Pemfusian hidrogen menjadi helium menghasilkan energi yang luar biasa dan merupakan proses yang dapat membuat matahari bersinar secara terus-menerus. Kadar helium di udara sekitar 1 dalam 200,000. Walau banyak terdapat dalam berbagai mineral radioaktif sebagai produk-produk radiasi, sebagian besar pasokan helium untuk Amerika Serikat terdapat di sumur-sumur minyak Texas, Oklahoma, dan Kansas. Di luar AS, pabrik ekstraksi helium hanya terdapat di Polandia, Rusia dan di India (data tahun 1984).

Biaya

Harga 1 kaki kubik helium jatuh dari US $2.500 di tahun 1915 menjadi 1.5 sen di tahun 1940. Biro Pertambangan AS telah mematok harga Grade A helium sebesar $37,50 per 1000 kaki kubik di tahun 1986.

Sifat-sifat Helium

·         Helium memiliki titik lebur paling rendah di antara unsur-unsur dan banyak digunakan dalam riset suhu rendah (cyrogenic) karena titik leburnya dekat dengan 0 derajat Kelvin. Juga, unsur ini sangat vital untuk penelitian superkonduktor.

·         Dengan menggunakan helium cair, Kurti dkk. beserta yang lainnya telah berhasil mencapai suhu beberapa mikrokelvin dengan proses adiabatic demagnitization nukleus tembaga.

·         Helium memiliki sifat-sifat unik lainnya, yaitu sebagai satu-satunya benda cair yang tidak bisa diubah bentuknya menjadi benda padat hanya dengan menurunkan suhu. Unsur ini tetap dalam bentuknya yang cair sampai 0 derajat Kelvin pada tekanan normal, tetapi akan segera berbentuk padat jika tekanan udara dinaikkan. 3He dan 4He dalam bentuk padat sangat menarik karena keduanya dapat berubah volume sampai 30% dengan cara memberikan tekanan udara.

·         Specifikasi panas helium sangat tinggi. Berat jenis gas helium pada titik didih normal juga sangat tinggi. Molekul-molekul gasnya mengembang dengan cepat ketika dipanaskan ke suhu ruangan. Sebuah bejana yang diisi dengan gas helium pada 5 dan 10 Kelvin harus diperlakukan seakan-akan berisikan helium cair karena perubahan tekanan yang tinggi yang berasal dari pemanasan gas ke suhu ruangan.

·         Secara normal, helium memiliki 0 valensi, tapi ia juga memiliki tendensi untuk menggabungkan diri dengan unsur-unsur lainnya. Cara membuat helium difluorida telah dipelajari dan senyawa HeNe dan ion-ion He+ dan He+ + juga telah diteliti.

Perioda : 1

Blok : s

Penampilan : Tak Berwarna

Massa Atom : 4,003 g/mol

Konfigurasi elektron : 1s²

Jumlah elektron di tiap kulit : 2

Elektron valensi : 2

Jari-jari Atom : 31 pm

Kovalen : 32 pm

Van der Waals : 140 pm

Keelektronegatifan : -

Energi Ionisasi : Pertama 2372,3 kJ·mol^-1

Struktur Kristal : Heksagonal Tertutup

Fase : Gas

Massa jenis : (0 ^oC; 101,325 kPa) 0,1786 g/L

Titik lebur : (pada 2,5 Mpa) 0,95K (-272,93 ^oC, -458,0 ^oF)

Titik didih : 4,22 K (-268,93 ^oC, -452,07 ^oF)

Kapasitas kalor : (25 ^oC) 20,786 J/(mol.K)

Isotop-isotop

Ada 7 isotop helium yang diketahui: helium cair (He-4) yang muncul dalam dua bentuk: He-4I dan He-4II dengan titik transisi pada 2.174K. He-4I (di atas suhu ini) adalah cair, tetapi He-4II (di bawah suhu tersebut) sangat berbeda dari bahan-bahan kimia lainnya. Helium mengembang ketika didinginkan, konduktivitas kalornya sangat tinggi, dan konduksi panas atau viskositasnya tidak menuruti peraturan-peraturan biasanya.

Pengolahan Helium

Helium bisa didapat dari hasil disintegrasi 88Rd (Radium).

₈₈Rd → ₈₆Rn + ₂He

Ditemukan juga dari logam Uranium.

Kegunaan Helium

·         Untuk menggelas.

·         Sebagai gas pelindung alam dalam penumbuhan kristal-kristal silikon dan germanium juga dalam memproduksi titanium dan zikronium.

·         Sebagai pendingin reaktor nuklir.

·         Sebagai gas yang digunakan di lorong angin.

·         Memberi tekanan pada bahan bakar roket.

·         Sebagai pengisi balon-balon raksasa yang memasang berbagai iklan.

·         Adapun campuran Helium dan Oksigen dapat digunakan sebagai udara buatan untuk para penyelam dan para pekerja lainnya yang bekerja di bawah tekanan udara tinggi. Ada juga kegunaan dari perbandingan antara Helium (He) dan Oksigen (O2) yang berbeda-beda adalah untuk kedalaman penyelam yang berbeda-beda.

·         PEMBUATAN

·         Gas Helium

·         Helium (He) ditemukan terdapat dalam gas alam di Amerika Serikat. Gas helium mempunyai titik didih yang sangat rendah, yaitu -268,8 ⁰C sehingga pemisahan gas helium dari gas alam dilakukan dengan cara pendinginan sampai gas alam akan mencair (sekitar -156 ⁰C) dan gas helium terpisah dari gas alam.

hidrogen ← helium → - - ↑ He ↓ Ne 2He Tabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Tekanan uap P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k pada T/K 3 4
Ciri-ciri atom
Struktur kristal	heksagonal atau bcc
Energi ionisasi	pertama: 2372,3 kJ/mol
	ke-2: 5250,5 kJ/mol
Jari-jari atom (terhitung)	31 pm
Jari-jari kovalen	32 pm
Jari-jari Van der Waals	140 pm
Lain-lain
Konduktivitas termal	(300 K) 151,3 mW/(m·K)
Isotop
iso NA waktu paruh DM DE(MeV) DP 3He 0,000137%* He stabil dengan 1 neutron 4He 99,999863%* He stabil dengan 2 neutron *Nilai yang ditunjukkan adalah untuk di atmosfer, kelimpahan di tempat lain mungkin berbeda.
Referensi