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氦氣

文字:[大][中][小] 發布時間:2013-10-29  瀏覽次數:1014

  氦(舊譯作氜)是一種化學元素,它的化學符號是He,它的原子序數是2,是一種無色的惰性氣體,放電時發深黃色的光。在常溫下,它是一種極輕的無色、無臭、無味的單原子氣體。氦在空氣中含量較少,但在宇宙中是第二最豐富的元素,在銀河系占24%。
  性質
  氦氣是所有氣體中最難液化的,沸點僅為4.22K,這源于氦極低的極性。同時,氦是唯一不能在標準大氣壓下固化的物質,也沒有三相點。基于類似的原因,氦在水中的溶解度也極小,20°C時每升水中僅能溶解8.61毫升。
  液態氦在溫度下降至2.18K時,性質會發生突變,粘度極小,成為一種超流體,稱為氦(II),正常的液氦稱作氦(I)。氦(II)能沿容器壁向上流動,直到兩邊液面等高。此時的氦熱傳導性為銅的800倍,成為導熱性能極佳的熱導體,其比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。液氦的另一重要性質是:其能穿透許多常見材料,如PVC、橡膠與大部份玻璃,所以玻璃杜瓦瓶無法用于液氦的操作。
  氦的化學性質非常不活潑,一般狀態下不會和其他物質發生反應,目前檢測到的氦化合物僅痕量發現與質譜中,且不穩定。
  制備
  1 天然氣分離法:工業上,主要以含有氦的天然氣為原料,反復進行液化分餾,然后利用活性炭進行吸附提純,得到純氦。
  2 合成氨法:在合成氨中,從尾氣經分離提純可得氦。
  3 空氣分餾法:從液態空氣中用分餾法從氖氦混合氣中提出。
  4 鈾礦石法:將含氦的鈾礦石經過焙燒,分離出氣體,再經過化學方法,除去水蒸氣、氫氣和二氧化碳等雜質提純出氦。
  用途 
  充滿氦氣,形似氦化學符號(He)的充氣管
  由于氦很輕,而且不易燃,因此它可用于填充飛艇、氣球、溫度計、電子管、潛水服等。也可用于原子反應堆和加速器、激光器、火箭、冶煉和焊接時的保護氣體,還可用來填充燈泡和霓虹燈管,也用來制造泡沫塑料。
  由于氦在血液中的溶解度很低,因此可以加到氧氣中防止減壓病,作為潛水員的呼吸用氣體,或用于治療氣喘和窒息。
  液體氦的溫度(-268.93 °C)接近絕對零度(-273℃),因此它在超導研究中用作超流體,制造超導材料。液態氦還常用做冷卻劑和制冷劑。在醫學中,用于氬氦刀以治療癌癥。
  它還可以用作人造大氣層和鐳射媒體的組成部分。
  氦氣可以用于保存尸體,毛澤東水晶棺內的氣體即為氦氣。
  過度使用所產生的問題
  需要注意的是,如果大量吸入氦氣,會造成體內氧氣被氦取代,因而發生缺氧(呼吸反射是受體內過量二氧化碳驅動,而對缺氧并不敏感),嚴重的甚至會死亡。 另外,如果是由高壓氣瓶中直接吸入氦氣,那么其高流速就會嚴重地破壞肺部組織。 大量而高壓的氦和氧會造成高壓緊張綜合癥,不過少量的氮就能夠處理這個問題。

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