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Helium

von griechisch: helios - Sonne
Symbol: HE
Ordnungszahl 2

1 Definition

Das chemische Element Helium gehört zu den Edelgasen und ist neben Wasserstoff das zweithäufigste Element im Universum.

2 Struktur und Eigenschaften

Helium hat eine Dichte von 0,1785 kg/m³ und eine molares Volumen von 22,4 x 10-³ m³/mol. Sein Siedepunkt liegt bei etwa 4,22 K, was -268,93 °C entspricht.

Die Elektronegativität des Heliums beträgt 5,2 auf der Pauling-Skala und es kommen verschiedene Isotope dieses Elementes vor, wobei das stabile 4He am häufigsten zu finden ist. Es gehört zu den reaktionsträgsten bekannten Elementen.

Helium ist farb-, geruch- und geschmacklos sowie ungiftig. Auf der Erde entsteht 4He beim Alpha-Zerfall von Uran oder Radium in Form von Alpha-Teilchen. Dieses sammelt sich dann im natürlichen Erdgas in Volumenanteilen von bis zu sieben Prozent und kann dort mittels fraktionierter Destillation extrahiert werden.

3 Verwendung

Das Helium findet als geruchloses und ungiftiges Gas viele Verwendungsmöglichkeiten. Aufgrund der geringen Dichte dieses Gases wird es als Traggas für Ballons und Zeppeline verwendet.

Als Atemgasgemisch kann Helium auch im Bereich des Tauchens (Mischung von Helium, Sauerstoff und Stickstoff) und als Beatmungsgas für Asthmatiker (im Verhältnis 80:20 mit Sauerstoff gemischt) angewendet werden.

Im technischen Bereich findet Helium seine Verwendung beim autogenen Schweißen in der Beimischung zum Inertgas.

In der Medizintechnik sowie in der Forschung kann verflüssigtes Helium als Kühlmittel angewendet werden. Beispiele dafür sind die Magnetresonanztomographie (MRT), die Magnetenzephalographie (MET) in der Medizin sowie das Magnetresonanzspektroskop (NMR) in der Forschung.

Weitere Anwendungsbereiche sind in der Lasertechnik, der Raketentechnik, in der industriellen Fertigung oder als Kontrastmittel für ein MRT der Lunge zu finden.

Auch kann Helium genutzt werden, um die eigene Stimme zu einer Mickey-Mouse-ähnlichen, piepsigen Stimme zu verändern. Dieser Effekt kommt durch die etwa dreifach so hohe Schallgeschwindigkeit im Helium im Vergleich zur Luft zustande.

4 Gefahren beim Umgang mit Helium

Bei der Verwendung von Helium ist zu beachten, dass es den Sauerstoff verdrängen und damit zu einer lebensbedrohlichen Hypoxie bis hin zum Erstickungstod führen kann, welche von der entsprechenden Person erst dann wahrgenommen wird, wenn es bereits zu spät ist.

Mögliche Symptome sind Orientierungsprobleme sowie Bewusstseinsstörungen bis hin zur Bewusstlosigkeit sein. Daher wird von der Inhalation dieses Gases abgeraten. Darüber hinaus sollten Heliumbehälter nicht in die Nähe von Feuer oder Wärme gelangen, da ansonsten die Gefahr einer Explosion aufgrund des hohen Druckes innerhalb des Behälters besteht.

Im Umgang mit flüssigem Helium sollte immer die Temperatur dieser Flüssigkeit berücksichtigt und daher Schutzkleidung getragen werden, da Kontakt mit dieser Flüssigkeit ansonsten zu schwersten Erfrierungen führen kann.

Fachgebiete: Chemie

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