Helyum, dunyada nadir bulunan en hafif gazlardan biridir. Sadece sesi inceltmesi ile bilinen helyum, hic de kucumsenecek bir gaz değil.
Helyum, soy gaz ailesinin bir uyesi. Bu gazın adını duyduğumuzda talk show programlarında unlu isimlerin seslerini inceltmek icin kullanılan gaz olduğu aklımıza gelir. Veya ucan balonları, turistik seyir balonlarını hatta zeplinleri de duşunuyor olabiliriz. Ancak atmosferde de bulunan helyum, kimya endustrisi başta olmak uzere bircok alanda kullanılan bir gaz. Uluslararası işletme ve ticareti yapılan endustriyel bir gazdır aynı zamanda. Helyumun ozelliklerini, zararlarını, neden sesi incelttiğini merak ederseniz makalemizi okumanızı tavsiye ederiz.
[h=4]Tarihcesi [/h]Yunan mitolojisindeki guneş tanrısı “Helios” kelimesinden tureyen bir sozcuk olan helyumun keşfi 150 yıl onceye dayanıyor. Helyumla ilgili kayıtlardaki bazı tarihler ve keşifler şunlar:
1868 yılında Fransız kimyager Pierre Jules Cesar Jansen, Hindistan ’da guneş tutulmasını izlerken guneş tayfını inceledi. Jansen, Guneş ’in etrafında gaz atmosferlerindeki sarı spektral emisyon cizgisinin helyum olduğunu keşfetti.
Aynı yıl İngiliz gokbilimci Norman Lockyer de, Londra ’daki Guneş gozlemleri sırasında helyumu keşfeden başka bir isimdir. Lockyer, bu cizgiye Yunan guneş tanrısı “Helios”un adından esinlenerek “helyum” adını verdi.
Helyumun ilk keşfedildiğinde sadece guneşte bulunan bir element olduğu duşunuluyordu. “Soy gaz avcısı” olarak bilinen İskoc kimyager William Ramsay, 1895 yılında helyumun uranyum filizi (kleveyit) cevresindeki gazlar icinde bulunan bir gaz olduğunu tespit etti. Boylece helyumun Dunya ’da da bulunan bir element olduğu keşfedilmiş oldu. (Asal gazların kÂşifi Ramsay, helyum dışında neon, argon, kripton, ksenon ve radon gazlarını da keşfetmiştir.)
1908 yılında Hollandalı bilim adamı Heike Kamerling, helyumu sıvılaştırmayı başardı.
1915 yılında ABD, helyumu “stratejik rezerv” olarak ilan etti.
1930 yılında Pyotr Kapitsa, helyumun izotoplarından bir olan “4He” formunun super akışkan ozelliğini keşfetti. “3He” formunun super akışkan ozelliği ise 1970 yılında keşfedildi.[h=3]Kimyasal Ozellikleri [/h]Kimyasal sembolu “He” olan helyumun atom numarası 2, atom ağırlığı 4,0026 ’dır. Periyodik cetvelin 8-A grubunda yer alan bir asal gaz (soy gaz) ve elementtir. Erime noktası -272 derece, kaynama noktası -269 derecedir. Elementler arasında en duşuk erime noktasına sahiptir. Yoğunluğu havadan hafiftir (0,1785 gl). Kararlı bir elementtir, oksijen ile tepkimeye giremez, diğer elementlerle bileşik yapmaz. Cekirdeği, iki notron ve iki protondan oluşan alfa taneciğidir. Kristal yapısı hekzaganoldur (altıgen). Molekuler yapısı kucuk ancak enerjisi yuksektir. Monoatomik reaktif ozellikler gosterir.
Hidrojenden sonra en hafif gaz olan helyum, renksiz ve kokusuzdur. Ucan balonlar ve sıcak havayla ucabilen turistik balonlarda kullanılan helyum; daha hafif olan ancak yanıcı ozelliğinden dolayı tercih edilmeyen hidrojenin yerini almıştır. Ancak hidrojenden pahalıdır; cunku havadan elde edilmesi guctur. Helyum, havadan bazı işlemler sonrası elde edilebilir. Oksijeni alınan azot, lityum ve kalsiyum uzerinden gecirilir. Bu işlemden sonra asal gazlar acığa cıkar. Helyum, bu şekilde neon ile birlikte elde edilir.
Doğada iki izotop halinde bulunur. En cok bilinen izotopu “4He”dir. Yani atom cekirdeğinde 4 nukleon bulunur (2 proton, 2 notron). “3He” formu ise pek gorulmeyen, alışılmışın dışında bir izotoptur ve atom cekirdeği bir notron icerir. “4He” formu, doğada “3He” izotopundan 10 milyon kat daha sık gorulur.
[h=4]Helyumun yapısı ile ilgili bazı bilgileri şoyle sıralayabiliriz:[/h]Hidrojenden sonra atmosferde en cok bulunan gazdır. Sıcak yıldızlar genelde helyum icerir. Guneş, yuzde 8 civarında helyum icerir. Dunya atmosferinde az miktarda, 1200.000 oranında helyum bulunur.
Bazı radyoaktif mineraller de (toryanit, monazit ve kleveit gibi) az miktarda helyum icerir.
Guneş ’te meydana gelen milyonlarca tepkime sırasında hidrojen gazı helyuma donuşur. Yani Guneş, adeta helyum ureten bir fabrika gibidir.
Doğal koşullarda ve oda sıcaklığında gazdır. Laboratuvar ortamında bazı sıcaklıklarda katı ve gaz halini alabilir.
Helyum, soy gaz olduğu icin tepkimeye girmez, eylemsiz bir yapısı vardır.
Sıvı havanın damıtılması ile elde edilemez; yuksek basıncta sıvılaşmaz.
Yoğunluğu havadan duşuk olduğu icin sıcak hava balonları ve zeplinler gibi hava araclarında kullanılmaktadır.
Yukseltgenme basamağı sıfır olan helyum, 20 bin kucuk balonda kullanıldığında insan ağırlığını 6 kilogram azaltır.
Dalgıc tuplerinin yuzde 80 ’i helyum, yuzde 20 ’si oksijen icerir. Helyumla oksijen karışımı dalgıcların “vurgun” olayı ile karşılaşmasını engeller.
Super soğutma ozelliğine sahip tek elementtir.
Sıvı icinde diğer gazlara oranla daha az cozunur. Sıvı hali bilinen en soğuk maddedir. Sıvı helyum soğutulduğunda “super akışkan” halini alır.
Aşırı saflaştırma işlemleri sırasında mor bir ışın verir.
Cok ucucu bir gazdır, sıvı ile teması halinde ani donmalara yol acar.
Balonlar dışında; kaynaklarda koruyucu gaz, kacak kontrol gazı, astım hastalarının solunum gazı icerikleri, optik mercekleri, MR cihazları, analitik cihazlar, super iletkenler, nukleer santraller gibi alanlarda da kullanılır.
Sıvı roket yakıtlarına basınc uygulanmasında ve bazı soğutma cihazlarında helyum kullanılır.
Nukleer santrallerde daha hafif olan “3He” izotopu kullanılır.
Hidrojen bombasının patlama gucu, hidrojen atomlarının birleşerek helyum atom yapısına donuşmesi sonucu ortaya cıkan termonukleer tepkimeyle meydana gelir.[h=4]Hangi Ulkelerde Uretilir? [/h]Helyum doğada cok sınırlı rezervi bulunan ve elde edilmesi zor olan bir gazdır; bu sebeple pahalıdır. Dunyada yılda yaklaşık 180 milyon metrekup helyum tuketiliyor. Dunya helyum rezervinin tukenmesi demek, MR cihazları başta olmak uzere LCD televizyonlar ve ucan balonların sonu anlamına gelir. Diğer alanlardaki helyum ihtiyacı da cabası… Kısacası dunyadaki rezervler tukenirse başka atmosferlerde helyum aramamız gerekecek.
En fazla ticari helyum uretimi doğalgaz yataklarından yapılır. Doğalgaz yatakları yuzde 5-8 oranlarında helyum icerir. Fosil yakıtları yataklarındaki gazlar arasında da az da olsa helyum bulunabiliyor. Helyum, en cok doğalgaz kaynağı bulunan ABD, Katar, Rusya ve Cezayir gibi ulkelerde uretilir. Helyum uretimi pastasının yuzde 70 ’i ABD ’ye ait. ABD, 1915 ’te Bazı ulkelerdeki helyum rezervleri şoyledir; (Olcu birimi, milyarmetrekuptur) ABD (20,6), Katar (10,1), Cezayir (8,2), Rusya (6,8), Kanada (2), Cin (1,1). Son olarak 2016 yılında Tanzanya ’nın volkanik vadisi Rift Vadisi ’nde 1,5 milyarmetrekup helyum gazı rezervi bulundu.
Turkiye ’de bilinen veya acıklanan bir helyum rezervi bulunmuyor. Ancak tespit edilen doğalgaz kaynaklarından helyum uretilmesi icin calışmalar yapıldığı veya yapılacağı yonunde bilgiler yer alıyor.
[h=4]Helyumun İnsan Sağlığına Zararları Nelerdir? [/h]Helyum gazı, bazı durumlarda olumcul sonuclar doğurabiliyor. Helyumun sesi incelttiğini oğrenen cocuklar helyumla şişirilmiş balonlar alarak kendi aralarında eğlenebiliyor. Nitekim; 6 Nisan 2017 tarihinde Ankara ’nın Golbaşı ilcesinde helyum gazı dolu balonu soluyan 9 yaşındaki bir cocuk hayatını kaybetti. Sesini incelterek komiklik yapmaya calışan cocuğun icine cektiği helyum ciğerlerine baskı yaparak kalbinin durmasına yol actı.
Helyum; zehirsiz, yanıcı ve patlayıcı ozellikler taşımayan bir gaz; ancak boğucu ozelliği var. Yani bir gazın zehirsiz veya yanıcı olmaması tehlikeli olmadığı anlamına gelmiyor. Helyum, aktif bir gaz olduğu icin akciğerlere oksijen alımını engelliyor. Ani oksijensizlik bazı bunyelerde bayılma nobetlerine yol acıyor. Gereğinden fazla helyum alınması ise hayati organların aniden durmasına sebep olabiliyor.
Helyum solunduğunda baş donmesi, gorme bozuklukları, kalıcı korluk gibi sorunlar yaşanabiliyor. Ayrıca, solunan helyum miktarı fazlaysa baş ağrısı, sersemlik gibi belirtiler ortaya cıkabilirken, boğulmalara da yol acabiliyor. Kapalı ortamlarda oksijeni azaltarak nefes alma sorunları veya boğulmalar yaşanabiliyor. Helyumun aşırı solunması ciğerlerde yırtıklara bile sebep olabiliyor. Cilt veya gozlere teması halinde donmaya neden olabilir.
[h=3]Helyum İnsan Sesini Neden İnceltir? [/h]Helyumun insan sesini inceltmesi oldukca komik durumlar ortaya cıkarır. Bu sebeple bazı şov programlarında unlu isimlerin nefesine helyum gazı cekerek konuşması izleyenlere keyifli ve eğlenceli anlar yaşatır. Peki, helyum insan sesini neden inceltir hic duşundunuz mu?
Helyumun sesi inceltmesi, “sesin helyum icinde daha hızlı hareket etmesi” olarak acıklanabilir. Matematiksel olarak da şu acıklama yapılabilir: Gazlar icindeki ses dalgalarının hızı ile gazın yoğunluğunun karekokunun ters orantılı olması... Başka bir deyişle yoğunluğu havadan az olduğu icin helyuma maruz kalan ses, havadaki sesten birkac kat daha hızlıdır. Bu sebeple ses tellerini hava yerine helyum gazı titreştirdiğinde, ses, helyum icinde birden hızlanır ve tiz bir şekilde cıkar veya incelir. İncelen ses bir sure sonra veya tekrar helyum alındığında normale doner.
Havadan yaklaşık 6 kat daha yoğun olan “SF6” gazı ise, helyumun aksine sesi kalınlaştırır. Bunun sebebi de, SF6 gazına maruz kalan sesin havadakinden daha yavaş ilerlemesi olarak acıklanır. Ancak bu gazın zararsız olması icin yuzde 20 oranında oksijenle karıştırılması gerekmektedir.
Helyum, soy gaz ailesinin bir uyesi. Bu gazın adını duyduğumuzda talk show programlarında unlu isimlerin seslerini inceltmek icin kullanılan gaz olduğu aklımıza gelir. Veya ucan balonları, turistik seyir balonlarını hatta zeplinleri de duşunuyor olabiliriz. Ancak atmosferde de bulunan helyum, kimya endustrisi başta olmak uzere bircok alanda kullanılan bir gaz. Uluslararası işletme ve ticareti yapılan endustriyel bir gazdır aynı zamanda. Helyumun ozelliklerini, zararlarını, neden sesi incelttiğini merak ederseniz makalemizi okumanızı tavsiye ederiz. [h=4]Tarihcesi [/h]Yunan mitolojisindeki guneş tanrısı “Helios” kelimesinden tureyen bir sozcuk olan helyumun keşfi 150 yıl onceye dayanıyor. Helyumla ilgili kayıtlardaki bazı tarihler ve keşifler şunlar:
1868 yılında Fransız kimyager Pierre Jules Cesar Jansen, Hindistan ’da guneş tutulmasını izlerken guneş tayfını inceledi. Jansen, Guneş ’in etrafında gaz atmosferlerindeki sarı spektral emisyon cizgisinin helyum olduğunu keşfetti.
Aynı yıl İngiliz gokbilimci Norman Lockyer de, Londra ’daki Guneş gozlemleri sırasında helyumu keşfeden başka bir isimdir. Lockyer, bu cizgiye Yunan guneş tanrısı “Helios”un adından esinlenerek “helyum” adını verdi.
Helyumun ilk keşfedildiğinde sadece guneşte bulunan bir element olduğu duşunuluyordu. “Soy gaz avcısı” olarak bilinen İskoc kimyager William Ramsay, 1895 yılında helyumun uranyum filizi (kleveyit) cevresindeki gazlar icinde bulunan bir gaz olduğunu tespit etti. Boylece helyumun Dunya ’da da bulunan bir element olduğu keşfedilmiş oldu. (Asal gazların kÂşifi Ramsay, helyum dışında neon, argon, kripton, ksenon ve radon gazlarını da keşfetmiştir.)
1908 yılında Hollandalı bilim adamı Heike Kamerling, helyumu sıvılaştırmayı başardı.
1915 yılında ABD, helyumu “stratejik rezerv” olarak ilan etti.
1930 yılında Pyotr Kapitsa, helyumun izotoplarından bir olan “4He” formunun super akışkan ozelliğini keşfetti. “3He” formunun super akışkan ozelliği ise 1970 yılında keşfedildi.[h=3]Kimyasal Ozellikleri [/h]Kimyasal sembolu “He” olan helyumun atom numarası 2, atom ağırlığı 4,0026 ’dır. Periyodik cetvelin 8-A grubunda yer alan bir asal gaz (soy gaz) ve elementtir. Erime noktası -272 derece, kaynama noktası -269 derecedir. Elementler arasında en duşuk erime noktasına sahiptir. Yoğunluğu havadan hafiftir (0,1785 gl). Kararlı bir elementtir, oksijen ile tepkimeye giremez, diğer elementlerle bileşik yapmaz. Cekirdeği, iki notron ve iki protondan oluşan alfa taneciğidir. Kristal yapısı hekzaganoldur (altıgen). Molekuler yapısı kucuk ancak enerjisi yuksektir. Monoatomik reaktif ozellikler gosterir.
Hidrojenden sonra en hafif gaz olan helyum, renksiz ve kokusuzdur. Ucan balonlar ve sıcak havayla ucabilen turistik balonlarda kullanılan helyum; daha hafif olan ancak yanıcı ozelliğinden dolayı tercih edilmeyen hidrojenin yerini almıştır. Ancak hidrojenden pahalıdır; cunku havadan elde edilmesi guctur. Helyum, havadan bazı işlemler sonrası elde edilebilir. Oksijeni alınan azot, lityum ve kalsiyum uzerinden gecirilir. Bu işlemden sonra asal gazlar acığa cıkar. Helyum, bu şekilde neon ile birlikte elde edilir.
Doğada iki izotop halinde bulunur. En cok bilinen izotopu “4He”dir. Yani atom cekirdeğinde 4 nukleon bulunur (2 proton, 2 notron). “3He” formu ise pek gorulmeyen, alışılmışın dışında bir izotoptur ve atom cekirdeği bir notron icerir. “4He” formu, doğada “3He” izotopundan 10 milyon kat daha sık gorulur.
[h=4]Helyumun yapısı ile ilgili bazı bilgileri şoyle sıralayabiliriz:[/h]Hidrojenden sonra atmosferde en cok bulunan gazdır. Sıcak yıldızlar genelde helyum icerir. Guneş, yuzde 8 civarında helyum icerir. Dunya atmosferinde az miktarda, 1200.000 oranında helyum bulunur.
Bazı radyoaktif mineraller de (toryanit, monazit ve kleveit gibi) az miktarda helyum icerir.
Guneş ’te meydana gelen milyonlarca tepkime sırasında hidrojen gazı helyuma donuşur. Yani Guneş, adeta helyum ureten bir fabrika gibidir.
Doğal koşullarda ve oda sıcaklığında gazdır. Laboratuvar ortamında bazı sıcaklıklarda katı ve gaz halini alabilir.
Helyum, soy gaz olduğu icin tepkimeye girmez, eylemsiz bir yapısı vardır.
Sıvı havanın damıtılması ile elde edilemez; yuksek basıncta sıvılaşmaz.
Yoğunluğu havadan duşuk olduğu icin sıcak hava balonları ve zeplinler gibi hava araclarında kullanılmaktadır.
Yukseltgenme basamağı sıfır olan helyum, 20 bin kucuk balonda kullanıldığında insan ağırlığını 6 kilogram azaltır.
Dalgıc tuplerinin yuzde 80 ’i helyum, yuzde 20 ’si oksijen icerir. Helyumla oksijen karışımı dalgıcların “vurgun” olayı ile karşılaşmasını engeller.
Super soğutma ozelliğine sahip tek elementtir.
Sıvı icinde diğer gazlara oranla daha az cozunur. Sıvı hali bilinen en soğuk maddedir. Sıvı helyum soğutulduğunda “super akışkan” halini alır.
Aşırı saflaştırma işlemleri sırasında mor bir ışın verir.
Cok ucucu bir gazdır, sıvı ile teması halinde ani donmalara yol acar.
Balonlar dışında; kaynaklarda koruyucu gaz, kacak kontrol gazı, astım hastalarının solunum gazı icerikleri, optik mercekleri, MR cihazları, analitik cihazlar, super iletkenler, nukleer santraller gibi alanlarda da kullanılır.
Sıvı roket yakıtlarına basınc uygulanmasında ve bazı soğutma cihazlarında helyum kullanılır.
Nukleer santrallerde daha hafif olan “3He” izotopu kullanılır.
Hidrojen bombasının patlama gucu, hidrojen atomlarının birleşerek helyum atom yapısına donuşmesi sonucu ortaya cıkan termonukleer tepkimeyle meydana gelir.[h=4]Hangi Ulkelerde Uretilir? [/h]Helyum doğada cok sınırlı rezervi bulunan ve elde edilmesi zor olan bir gazdır; bu sebeple pahalıdır. Dunyada yılda yaklaşık 180 milyon metrekup helyum tuketiliyor. Dunya helyum rezervinin tukenmesi demek, MR cihazları başta olmak uzere LCD televizyonlar ve ucan balonların sonu anlamına gelir. Diğer alanlardaki helyum ihtiyacı da cabası… Kısacası dunyadaki rezervler tukenirse başka atmosferlerde helyum aramamız gerekecek.
En fazla ticari helyum uretimi doğalgaz yataklarından yapılır. Doğalgaz yatakları yuzde 5-8 oranlarında helyum icerir. Fosil yakıtları yataklarındaki gazlar arasında da az da olsa helyum bulunabiliyor. Helyum, en cok doğalgaz kaynağı bulunan ABD, Katar, Rusya ve Cezayir gibi ulkelerde uretilir. Helyum uretimi pastasının yuzde 70 ’i ABD ’ye ait. ABD, 1915 ’te Bazı ulkelerdeki helyum rezervleri şoyledir; (Olcu birimi, milyarmetrekuptur) ABD (20,6), Katar (10,1), Cezayir (8,2), Rusya (6,8), Kanada (2), Cin (1,1). Son olarak 2016 yılında Tanzanya ’nın volkanik vadisi Rift Vadisi ’nde 1,5 milyarmetrekup helyum gazı rezervi bulundu.
Turkiye ’de bilinen veya acıklanan bir helyum rezervi bulunmuyor. Ancak tespit edilen doğalgaz kaynaklarından helyum uretilmesi icin calışmalar yapıldığı veya yapılacağı yonunde bilgiler yer alıyor.
[h=4]Helyumun İnsan Sağlığına Zararları Nelerdir? [/h]Helyum gazı, bazı durumlarda olumcul sonuclar doğurabiliyor. Helyumun sesi incelttiğini oğrenen cocuklar helyumla şişirilmiş balonlar alarak kendi aralarında eğlenebiliyor. Nitekim; 6 Nisan 2017 tarihinde Ankara ’nın Golbaşı ilcesinde helyum gazı dolu balonu soluyan 9 yaşındaki bir cocuk hayatını kaybetti. Sesini incelterek komiklik yapmaya calışan cocuğun icine cektiği helyum ciğerlerine baskı yaparak kalbinin durmasına yol actı.
Helyum; zehirsiz, yanıcı ve patlayıcı ozellikler taşımayan bir gaz; ancak boğucu ozelliği var. Yani bir gazın zehirsiz veya yanıcı olmaması tehlikeli olmadığı anlamına gelmiyor. Helyum, aktif bir gaz olduğu icin akciğerlere oksijen alımını engelliyor. Ani oksijensizlik bazı bunyelerde bayılma nobetlerine yol acıyor. Gereğinden fazla helyum alınması ise hayati organların aniden durmasına sebep olabiliyor.
Helyum solunduğunda baş donmesi, gorme bozuklukları, kalıcı korluk gibi sorunlar yaşanabiliyor. Ayrıca, solunan helyum miktarı fazlaysa baş ağrısı, sersemlik gibi belirtiler ortaya cıkabilirken, boğulmalara da yol acabiliyor. Kapalı ortamlarda oksijeni azaltarak nefes alma sorunları veya boğulmalar yaşanabiliyor. Helyumun aşırı solunması ciğerlerde yırtıklara bile sebep olabiliyor. Cilt veya gozlere teması halinde donmaya neden olabilir.
[h=3]Helyum İnsan Sesini Neden İnceltir? [/h]Helyumun insan sesini inceltmesi oldukca komik durumlar ortaya cıkarır. Bu sebeple bazı şov programlarında unlu isimlerin nefesine helyum gazı cekerek konuşması izleyenlere keyifli ve eğlenceli anlar yaşatır. Peki, helyum insan sesini neden inceltir hic duşundunuz mu?
Helyumun sesi inceltmesi, “sesin helyum icinde daha hızlı hareket etmesi” olarak acıklanabilir. Matematiksel olarak da şu acıklama yapılabilir: Gazlar icindeki ses dalgalarının hızı ile gazın yoğunluğunun karekokunun ters orantılı olması... Başka bir deyişle yoğunluğu havadan az olduğu icin helyuma maruz kalan ses, havadaki sesten birkac kat daha hızlıdır. Bu sebeple ses tellerini hava yerine helyum gazı titreştirdiğinde, ses, helyum icinde birden hızlanır ve tiz bir şekilde cıkar veya incelir. İncelen ses bir sure sonra veya tekrar helyum alındığında normale doner.
Havadan yaklaşık 6 kat daha yoğun olan “SF6” gazı ise, helyumun aksine sesi kalınlaştırır. Bunun sebebi de, SF6 gazına maruz kalan sesin havadakinden daha yavaş ilerlemesi olarak acıklanır. Ancak bu gazın zararsız olması icin yuzde 20 oranında oksijenle karıştırılması gerekmektedir.