Helium (He) : Pengertian, Kegunaan Dan Penjelasan Lengkap

Helium (He) : Pengertian, Kegunaan Dan Penjelasan Lengkap

oleh

Penjelasan Lengkap Helium (He) : Pengertian, Kegunaan Dan Penjelasan Lengkap

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.

Keterangan Unsur Helium

  • Simbol: He
  • Radius Atom: 0 Å
  • Volume Atom: 32.8 cm3/mol
  • Massa Atom: 4.0026
  • Titik Didih: 4.216 K
  • Radius Kovalensi: 0.93 Å
  • Struktur Kristal: Heksagonal
  • Massa Jenis: 0.1785 g/cm3
  • Konduktivitas Listrik: 0 x 106 ohm-1cm-1
  • Elektronegativitas: 0
  • Konfigurasi Elektron: 1s2
  • Formasi Entalpi: 0.021 kJ/mol
  • Konduktivitas Panas: 0.152 Wm-1K-1
  • Potensial Ionisasi: 24.587 V
  • Titik Lebur: 0.95 K
  • Bilangan Oksidasi: n/a
  • Kapasitas Panas: 5.193 Jg-1K-1
  • Entalpi Penguapan: 0.084 kJ/mol

Sumber Helium

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).

Harga Helium

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.

Isotop-isotop Helium

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.

Kegunaan Helium

  • Sebagai gas mulia tameng untuk mengelas
  • Sebagai gas pelindung dalam menumbuhkan kristal-kristal silikon dan germanium dan dalam memproduksi titanium dan zirkonium
  • Sebagai agen pendingin untuk reaktor nuklir
  • Sebagai gas yang digunakan di lorong angin (wind tunnels)

Campuran helium dan oksigen digunakan sebagai udara buatan untuk para penyelam dan para pekerja lainnya yang bekerja di bawah tekanan udara tinggi. Perbandingan antara He dan O2 yang berbeda-beda digunakan untuk kedalaman penyelam yang berbeda-beda.

Helium sangat banyak digunakan untuk mengisi balon ketimbang hidrogen yang lebih berbahaya. Salah satu kegunaan helium yang lain adalah untuk menekan bahan bakar cair roket. Roket Saturn, seperti yang digunakan pada misi-misi Apollo, memerlukan sekitar 13 juta kaki kubik He.

Helium cair yang digunakan di Magnetic Resonance Imaging (MRI) tetap bertambah jumlahnya, sejalan dengan ditemukannya banyak kegunaan mesin ini di bidang kesehatan.

Helium juga digunakan untuk balon-balon raksasa yang memasang berbagai iklan perusahaan-perusahaan besar, termasuk Goodyear. Aplikasi lainnya sedang dikembangkan oleh militer AS adalah untuk mendeteksi peluru-peluru misil yang terbang rendah. Badan Antariksa AS NASA juga menggunakan balon-balon berisi gas helium untuk mengambil sampel atmosfer di Antartika untuk menyelidiki penyebab menipisnya lapisan ozon.

Biaya Helium

Bahan-bahan yang menjadi super konduktif pada suhu di atas titik didih helium dapat menaikkan permintaan akan helium.