Слайд 2
История
18 августа 1868 года французский учёный
Пьер Жансен, находясь во время полного солнечного затмения в
Индии, впервые исследовал хромосферу Солнца. Жансену удалось настроить спектроскоп таким образом, чтобы спектр короны Солнца можно было наблюдать не только при затмении, но и в обычные дни. На следующий же день спектроскопия выявила очень яркую жёлтую линию, первоначально принятую Жансеном и другими наблюдавшими её астрономами за линию натрия. Жансен немедленно написал об этом во Французскую Академию наук. Впоследствии было установлено, что ярко-жёлтая линия в солнечном спектре не совпадает с линией натрия и не принадлежит ни одному из ранее известных химических элементов
Слайд 3
Только через 27 лет после своего
первоначального открытия гелий был обнаружен на Земле - шотландский химик
Уильям Рамзай, исследуя образец газа, обнаружил в его спектре ту же ярко-жёлтую линию, найденную ранее в солнечном спектре. Образец был направлен для исследования известному английскому ученому Уильяму Круксу, который подтвердил, что наблюдаемая в спектре образца жёлтая линия совпадает с линией гелия.
Слайд 4
Распространенность
Во Вселенной
Гелий занимает второе место
по распространённости во Вселенной после водорода — около 23 % по
массе. Однако на Земле гелий редок. Практически весь гелий Вселенной образовался в первые несколько минут после Большого Взрыва. В современной Вселенной почти весь новый гелий образуется в недрах звёзд.
Земная кора
В рамках восьмой группы гелий по содержанию в земной коре занимает второе место после аргона
Среднее содержание гелия в земном веществе — 3 г/т. Наибольшая концентрация гелия наблюдается в минералах, содержащих уран, торий и самарий: клевеите, фергюсоните, самарските, гадолините, монаците, торианите. Содержание гелия в этих минералах составляет 0,8 — 3,5 л/кг, а в торианите оно достигает 10,5 л/кг
Слайд 5
Физические свойства
Гелий — практически инертный химический элемент.
Простое вещество гелий —
нетоксично, не имеет цвета, запаха и вкуса. При нормальных
условиях представляет собой одноатомный газ. Его точка кипения (T = 4,215 K) наименьшая среди всех простых веществ; твёрдый гелий получен лишь при давлениях выше 25 атмосфер — при атмосферном давлении он не переходит в твёрдую фазу даже при крайне близких к абсолютному нулю температурах. Экстремальные условия также необходимы для создания немногочисленных химических соединений гелия, все они нестабильны при нормальных условиях.
Слайд 6
Химические свойства
Гелий — наименее химически активный элемент
восьмой группы таблицы Менделеева. Многие соединения гелия существуют только
в газовой фазе в виде так называемых эксимерных молекул, у которых устойчивы возбуждённые электронные состояния и неустойчиво основное состояние. Гелий образует двухатомные молекулы He2, фторид HeF, хлорид HeCl.
Слайд 7
Получение
В промышленности гелий получают из гелийсодержащих природных газов.
От других газов гелий отделяют методом глубокого охлаждения, используя
то, что он сжижается труднее всех остальных газов. Охлаждение производят в несколько стадий очищая его от CO2 и углеводородов. В результате получается смесь гелия, неона и водорода. Эту смесь, сырой гелий, очищают от водорода (4-5 %). Окончательная очистка достигается охлаждением оставшейся смеси кипящим под вакуумом N2 и адсорбцией примесей на активном угле в адсорберах, также охлаждаемых жидким N2. Производят гелий технической чистоты (99,80 % по объёму гелий) и высокой чистоты (99,985 %).
По производству гелия лидируют США (140 млн м³ в год), затем — Алжир (16 млн м³). Россия занимает третье место в мире — 6 млн м³ в год. Мировые запасы гелия составляют 45,6 млрд м³.
Слайд 8
Транспортировка
Для транспортировки газообразного гелия используются стальные баллоны коричневого
цвета, помещаемые в специализированные контейнеры. Для перевозки можно использовать
все виды транспорта при соблюдении соответствующих правил перевозки газов.
Для перевозки жидкого гелия применяются специальные транспортные сосуды светло-серого цвета объёмом 10, 25 и 40 литров соответственно. При выполнении определённых правил транспортировки может использоваться железнодорожный, автомобильный и другие виды транспорта. Сосуды с жидким гелием обязательно должны храниться в вертикальном положении.
Слайд 9
Применение
в металлургии в качестве защитного инертного газа для
выплавки чистых металлов.
в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве
пищевой добавки E939.
используется в качестве хладагента для получения сверхнизких температур (в частности, для перевода металлов в сверхпроводящее состояние).
для наполнения воздухоплавающих судов (дирижабли).
в дыхательных смесях для глубоководного погружения.
для наполнения воздушных шариков и оболочек метеорологических зондов.
для заполнения газоразрядных трубок.
в качестве теплоносителя в некоторых типах ядерных реакторов.
для поиска утечек в трубопроводах и котлах.
как компонент рабочего тела в гелий-неоновых лазерах.
для изменения тембра голосовых связок (эффект повышенной тональности голоса) за счет различия плотности обычной воздушной смеси и гелия (аналогично гексафториду серы).
Слайд 11
Физиологическое действие
Инертные газы обладают физиологическим действием,
которое проявляется в их наркотическом воздействии на организм. Наркотическое
воздействие гелия при нормальном давлении в опытах не регистрируется, в то время как при повышении давления раньше возникают симптомы «нервного синдрома высокого давления» (НСВД)
Слайд 12
Опасные факторы и меры безопасности
Гелий не
токсичен, не горюч, не взрывоопасен. Оказывает вредное воздействие лишь
в той мере, в какой своим присутствием будет снижать концентрацию кислорода в организме, что может создать условия невозможные для дыхания. При высоких концентрациях в воздухе вызывает состояние кислородной недостаточности и удушье. Жидкий гелий – низкокипящая жидкость, которая может вызвать обморожение кожи и поражение слизистой оболочки глаз. Поэтому при работе с жидким гелием необходимо соблюдать те же меры безопасности, что и при работе с другими криогенными жидкостями.