terça-feira, 25 de novembro de 2014

Hélio: Até quando?


Por: Alan Eduardo Wolinski


Figura 01. Representação do átomo de Hélio.
 Fonte: explorecuriocity.org

O Elemento químico Hélio, de símbolo He, pertencente à família 8A ou 18da Tabela Periódica, chamada família dos Gases Nobres. É o segundo elemento mais abundante no universo, apenas atrás do hidrogênio. Apresenta número atômico 2, ou seja, tem dois prótons em seu núcleo, entretanto existem 8 Isótopos diferentes, sendo praticamente desprezíveis, pois 99,999% do hélio encontrado é o 4He, mais estável. É um gás monoatômico (nas condições normais de Temperatura e Pressão – CNTP), incolor, inodoro e considerado Inerte (não reage com os outros elementos).





De forma curiosa foi primeiro descoberto no Sol, e depois na terra. Sua evidência de existência foi obtida em 1968, por Pierre Jules C. Janssen, durante um eclipse solar na Índia.Ele detectou uma linha diferente no espectro solar, sendo confirmada posteriormente por Frankland e Lockyer, os quais deram o nome de Hélio, a partir da palavra grega para Sol "hélios". Porém, apenas em 1895, William Ramsay estudando a reação da Clevita (mineral de Urânio) com ácido e os gases liberados desta reação, conseguiu identificar as mesmas raias espectrais encontradas por Janssen,provando a existência do Hélio no planeta Terra.

Produção de He

Embora o Hélio seja o segundo elemento mais abundante, no universo visível, esse elemento compõe apenas 0,0018% da atmosfera terrestre. Sua produção é extremamente limitada e está ligada à extração de gás natural. É encontrado aprisionado em depósitos juntamente com o gás natural, onde há ocorrência de minerais de Urânio, e para sua obtenção, resfria-se a mistura gasosa a -186 °C, onde todos componentes da mistura se liquefazem, exceto o Hélio. Após sua separação, o Hélio sob pressão é resfriado ainda mais até atingir sua forma líquida, fazendo que seja possível armazená-lo em cilindros e comercializá-lo. A maior parte do hélio comercial produzido atualmente provém de minas de gás natural nos Estados Unidos, Qatar, Rússia, China, Argélia e Canadá.

A origem

O Hélio é um recurso natural não renovável, as propriedades apresentadas por este elemento são únicas, não sendo possível substituí-lo. Não há também alternativa sintética para a produção deste gás, assim, todo Hélio encontrado hoje foi produzido ao longo do tempo de vida do planeta através de reações químicas nucleares do átomo de Urânio.
 
Figura 02. Decaimento Radioativo do Urânio-238. Fonte: scienceblogs.com


No decaimento radioativo do Urânio-238 (imagem acima), ocorre a transformação em Tório-234 com emissão de uma Partícula α (alfa), e em seguida, esta partícula captura2 elétrons da vizinhança, se tornando estável (átomo de Hélio).


Figura 03. Balão Meteorológico. Fonte: ctvnews.ca 
Aplicações do Hélio

O Hélio é muito importante nos dias atuais, sendo utilizado para várias finalidades.

Por ser o segundo elemento de menor densidade e assim, mais leve que o Ar, é utilizado para encher balões meteorológicos, dirigíveis e balões com fins recreativos ou publicitários.

Misturado ao oxigênio, é usado para mergulhos a grande profundidade, já que é inerte e menos solúvel no sangue que o nitrogênio e se difunde 2,5 vezes mais rápido, reduz o tempo necessário para a descompressão, e elimina o risco de narcose por nitrogênio (embriaguez de profundidades).




Devido ao seu baixo ponto de liquefação e evaporação, o Hélio é utilizado como gás de refrigeração em reatores nucleares, ou no estudo de supercondutores como para refrigeração dos eletroímãs utilizados em máquinas de ressonância magnética nuclear, onde são necessárias temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto. Outras aplicações deste elemento são como gás de arraste em Cromatografia, um método analítico muito utilizado, como atmosfera inerte em alguns processos de soldagem e na pressurização de tanques espaciais usados pela NASA. Contudo este nobre gás se perde para o espaço, uma vez que a gravidade da terra não é suficiente para aprisioná-lo e nossa atmosfera. Isso leva a um futuro sem hélio disponível de fontes naturais, pelo menos não em grandes quantidades para uso comercial. Embora este seja um dos elementos mais abundantes da natureza.

REFERÊNCIAS


PEIXOTO, E. HIDROGÊNIO E HÉLIO. Química Nova na Escola. N° 1, MAIO 1995. Disponível em:http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc01/elemento.pdf.

JORNAL DA QUÍMICA INORGÂNICA.Gases Nobres. Vol. 1 ed. 1. 2013. Disponível em: https://www.ufpe.br/quimicaa/images/pdf/jornal1.pdf.

http://www2.fc.unesp.br/lvq/LVQ_tabela/002_helio.html

http://www.quimlab.com.br/guiadoselementos/helio.htm

http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e00210.html

http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/biog/b0044.html
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