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Eigenschaften und Standards von Helium
Grundeigenschaften von Helium
Helium, ein farbloses, geruchlos, nicht {- brennbares Gas, ist in der Luft in einer Konzentration von etwa 5,2 Teilen pro Million vorhanden. Obwohl Helium theoretisch von der Luft getrennt werden kann, wird es häufig aus Erdgas, das etwa 0,5% Helium enthält, verfeinert werden, da sein Gehalt zu dünn ist. Dieses seltene Gaselement spielt in vielen Bereichen eine wichtige Rolle mit seinen einzigartigen chemischen Eigenschaften. Es ist leichter als Luft, daher wird es in Luftschiffen und Luftballons häufig eingesetzt, wodurch hochflammbare Wasserstoff ersetzt wird. Gleichzeitig weist Liquid Helium aufgrund seines extrem niedrigen Siedepunkts einen unschätzbaren Wert auf dem Gebiet der Kryogene auf.
Geschichte der Benennung und Entdeckung von Helium
Bereits 1868 beobachtete der französische Astronom Janssen versehentlich eine einzigartige gelbe Linie D im Sonnenspektrum und beobachtete eine totale Sonnenfinsternis. Diese Entdeckung unterscheidet sich signifikant von den bekannten Linien D1 und D2 des Natriumspektrums. Gleichzeitig verzeichnete der britische Astronomer Lockyer auch die Existenz dieser gelben Linie D. Zu dieser Zeit glaubten Astronomen allgemein, dass diese Linie nur in der Sonne existierte, und sie spekulierten, dass es sich um ein unbekanntes Metallelement handelt. Daher hat Lockyer dieses Element Helium kreativ benannt, das aus dem griechischen "Sonnengott" (Helio) und dem Suffix "- ium" stammt, was ein Metallelement anzeigt. Seine entsprechende chinesische Übersetzung ist "Helium". Im Jahr 1895 arbeiteten Ramsay und Travers zusammen, um ein inaktives Gas bei der Verarbeitung von PitchBlende zu entdecken, das durch Spektroskopie als Helium identifiziert wurde. Diese Entdeckung bestätigte, dass Helium nicht nur in der Sonne existiert, sondern auch auf der Erde weit verbreitet ist und ein metallisches Element von {- ist. Seitdem wird Helium in verschiedenen Bereichen häufig verwendet. Der niedrige Siedepunkt macht Flüssigkeitshelium zu einer idealen Wahl für Ultra - niedrige Temperaturkühlung, insbesondere bei der Anwendung von Schwebungen und Supraleitern. Gleichzeitig ist die chemische Inaktivität und die leichtere - als - Lufteigenschaften von Helium eine ideale Wahl für das Aufblasen von Raumfahrzeugen und Werbeballons. Darüber hinaus hat Helium in vielen Bereichen wie Meeresentwicklung, medizinischer Magnetresonanztomographie, Militärindustrie, wissenschaftlicher Forschung und Petrochemikalien einen breiten Wert an Anwendungswert gezeigt.
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Vorbereitung und Anwendung von Helium
Vorbereitungsmethode von Helium
Kondensationsmethode: In der Industrie wird häufig die Kondensationsmethode verwendet, um Helium aus Erdgas zu extrahieren. Diese Methode umfasst die Vorbehandlung und Reinigung von Erdgas, Rohheliumproduktion und Heliumraffinierung und schließlich können 99,99% reines Helium erzeugt werden.
Luftrennmethode: Diese Methode umfasst normalerweise das Extrahieren von Rohhelium- und Neon -gemischtem Gas aus der Luftvorrichtung nach Fraktionierungsmethode. Nach weiteren Trennung und Reinigung können 99,99% reines Helium erhalten werden.
Wasserstoffflüssigmethode: In der Industrie wird auch die Wasserstoffflüssigmethode verwendet, um Helium aus synthetischen Ammoniakschwanzgas zu extrahieren. Der Prozess enthält eine niedrige - Temperaturadsorption zur Entfernung von Stickstoff, Destillation, um Rohhelium zu erhalten, und dann sauerstoffkatalytische Dehydrogenierung und Heliumreinigung, um schließlich hoch - Reinheit Helium zu erhalten.
Hoch - Reinheit Helium Methode: Wenn ein höheres Reinheits -Helium erforderlich ist, z.
Es ist erwähnenswert, dass Helium während des Verfestigungsprozesses einem entsprechenden Druck ausgesetzt werden muss, da es nicht einfach durch das Abkühlen einer gesättigten Flüssigkeit auf absolute Null werden kann. Bei 2,173K verwandelt sich Helium von einer normalen Flüssigkeit in eine Flüssigkeit mit einzigartigen Eigenschaften, nämlich einer Superfluid. Diese Flüssigkeit hat die Eigenschaften der Null -Entropie, der extrem hohen thermischen Leitfähigkeit und der extrem niedrigen Viskosität.
Breite Anwendung von Helium
Helium wird in wissenschaftlichen und technologischen Geräten wie Supraleitern und nuklearer Magnetresonanz aufgrund seiner ultra - niedrigen Temperatureigenschaften verwendet und wird auch häufig in Luftfahrt- und Militärfeldern verwendet.
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Sicherheit und Risiken von Helium
Risiken und Vorbeugung von Heliuminhalation
Das Einatmen einer großen Menge an Helium führt dazu, dass Sauerstoff im Körper durch Helium ersetzt wird, was zu Hypoxie -Symptomen führt, die in schweren Fällen sogar tödlich sein können. Wenn Helium direkt von einem hohen - -Pressgaszylinder eingeatmet wird, kann seine hohe Durchflussrate das Lungengewebe ernsthaft beschädigen. Eine übermäßige Inhalation einer Mischung aus Helium und Sauerstoff kann ein hohes Syndrom (HPNs) zum Drucknervosität (HPNs) verursachen, aber eine kleine Menge Stickstoff kann dieses Symptom lindern, und Stickstoff macht bis zu 78% der Luft aus, sodass sich normalerweise keine Sorgen mehr machen müssen. Das Einatmen einer großen Menge Helium für eine lange Zeit kann jedoch Schäden am Gehirn oder sogar zum Tod verursachen. Es ist erwähnenswert, dass viele Pommes Frites eine kleine Menge Helium in ihrer Verpackung enthalten, aber die Menge ist vernachlässigbar und verursacht keinen Schaden.
Sicherheitsvorschriften für die Verwendung von Helium
Bei der Verwendung von Helium sollte es durch einen Druckreduzierer wie yqy - 12 oder 152in-125 dekomprimiert werden, und die Gaspipeline sollte leckfrei sein, was durch Leckerkennung mit Seifenwasser bestätigt werden kann.
Stellen Sie sicher, dass der Arbeitsplatz gut belüftet ist, um zu verhindern, dass Heliumleckage zu einer Abnahme des Sauerstoffgehalts führt. Wenn die Heliumkonzentration auf weniger als 19,5% Sauerstoffgehalt steigt, werden Menschen eine Reihe von Symptomen wie schnelles Atmen, Unaufmerksamkeit, Ataxie und in schweren Fällen, Koma und Krämpfen sowie sogar Tod erleben. Daher ist es notwendig, die Verwendung von Helium genau aufmerksam zu machen, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Wenn sich die Verwendung von Heliumzylindern dem Ende nähert, sollte ein Restdruck von mindestens 0,5 MPa aufbewahrt werden, um die Gasqualität und -verbrauchssicherheit zu gewährleisten. Das Flaschenventil sollte geschlossen bleiben, bis der Restdruck verschwindet.
Flaschen -Helium muss während des Transports, der Lagerung und des Gebrauchs in Kategorien gestapelt werden, weg von offenen Flammen und Wärmequellen. Vermeiden Sie Kollision und grobe Beladung und Entladen während des Betriebs, um die Sicherheit zu gewährleisten. Verwenden Sie beim Bewegen von Zylindern über lange Strecken gefährliche Warentransportfahrzeuge zum Transport. Darüber hinaus ist die Temperatur des flüssigen Heliums extrem niedrig, und der Kontakt mit der Haut kann zu schweren Erfrierungen führen, sodass eine besondere Sorgfalt erforderlich ist.
[Explosionsrisiko] Helium selbst ist nicht {- brennbar, aber wenn es hoher Wärme ausgesetzt ist, kann der Innendruck des Behälters zunehmen, und es besteht das Risiko von Rissen und Explosion. Daher sollte besondere Aufmerksamkeit während des Gebrauchs in Sicherheit geschenkt werden.
[Erste -Hilfe -Maßnahmen für Inhalation] Wenn Helium versehentlich eingeatmet wird, sollten Sie die Szene schnell an einem Ort mit frischer Luft überlassen und Ihre Atemwege offen halten. Wenn Sie Schwierigkeiten bei der Atmung haben, sollten Sie sofort eine Sauerstofftherapie angeben. Wenn Sie aufhören zu atmen, sollten Sie sofort künstliche Atmung durchführen und schnell medizinische Hilfe suchen.
[Fire - Kampfmessungen] Da Helium selbst nicht - flammbar ist, ist die wichtigste Sache, auf die man kämpft, die möglichen Risiken des Behälters, wenn er hoher Hitze ausgesetzt ist. Im Falle eines Brandes sollte der Behälter so weit wie möglich in einen offenen Bereich verlegt und mit Wasser besprüht werden, um den Behälter kühl zu halten, bis das Feuer gelöscht wird.
