admin [at] kaseban.com

با تبلیغات و نیازمندی های سایت کاسبان هدفمند دیده شوید

کاسبان

نیازمندی های تخصصی کاسبان دات کام

گاز هلیوم صنعت گازهای صنعتی

021220707218
آگهی رایگان

فروش گاز هلیوم با کیفیت بالا صنعت گازهای صنعتی

09121058175
آگهی رایگان

گاز هلیوم صنعت گازهای صنعتی

02126656404
آگهی رایگان

فروش گاز هلیوم صنعت گازهای صنعتی

02146835980
آگهی رایگان
آگهی های متنی
توضیحات دسته

گاز هلیوم

هلیوم عنصری است شیمیایی که با نماد He نشان داده می‌شود و عدد اتمی 2 دارد. این گاز، بی‌بو، بی‌رنگ، بی‌مزه، غیر سمی، بی‌اثر و اولین گاز در گروه گازهای نجیب است؛ و البته نقطه‌ی جوش گاز هلیوم؛ پایین‌ترین نقطه در بین تمامی عناصر است.

گاز هلیوم

چگونه بادکنک گاز هلیومی بسازیم

بادکنک‌های رنگی؛ علی‌الخصوص آن‌ها که به آسمان می‌روند و اوج می‌گیرند؛ تقریباً دل هرکسی را به دست می‌آورند؛ اما این بادکنک‌های گاز هلیومی تقریباً گران‌قیمت هستند و بسیاری به دنبال کشف این موضوع هستند که آیا می‌توان آن‌ها را در خانه ساخت یا خیر؛ و این مقاله هم به دنبال یافتن پاسخی برای همین پرسش تهیه و تدوین شده است.

هلیوم گازی است غیر سمی؛ که خانه‌ی دوم از جدول مندلیف را به اشغال خود درآورده است. این گاز بی‌رنگ و بی‌بو است و به‌علاوه از کربن دی‌اکسید و اکسیژن به طرز قابل‌توجهی سبک‌تر است.

جرم مولکولی هلیوم 4 است، درحالی‌که همین مقدار برای اکسیژن 32 و برای کربن دی‌اکسید 44 است. درنتیجه می‌توان متوجه شد که چرا و چه گونه؛ هلیوم سبک‌تر است از دو گاز دیگر. درنتیجه می‌توان این‌گونه نتیجه گرفت که اگر بادکنکی از هلیوم پر شود؛ شانس پرواز بیشتری دارد نسبت به این‌که از اکسیژن و کربن دی‌اکسید پر شده باشد.

از کجا می‌توان بادکنک گاز هلیومی پیدا کرد؟

بله؛ در بادکنک‌هایی که قابلیت اوج گرفتن و رفتن به آسمان دارند، از گاز هلیوم استفاده می‌شود. این گاز از نوعی فشرده‌سازی همراه با انجماد گازهای طبیعی به دست می‌آید و در فروشگاه‌های مخصوصی در بسته‌بندی‌هایی مشخص و ویژه به فروش می‌رسد. درنتیجه اگر می‌خواهید در خانه یک بادکنک هلیومی بسازید؛ باید یک قوطی گاز هلیوم خریداری کرده باشید. راجع به چندوچون قیمت می‌توانید در اینترنت جست‌وجو کنید. اگر به تولید گاز هلیوم در منزل فکر می‌کنید؛ باید بدانید که تقریباً ناشدنی است زیرا احتیاج به هزینه‌های قابل‌توجه و البته تخصص فراوان در علم شیمی دارید؛ اما ناامید نباشید؛ هنوز هم راه‌های زیادی برای ماجراجویی و ساخت بادکنک گاز هلیومی وجود دارد.

بادکنک پر شده با جوش‌شیرین (سدیم کربنات) و سرکه

یکی از حقایق زیبا و جالب شیمی واکنش جوش‌شیرین (NaH­CO₃) و سرکه (CH₃­COOH) که مقدار زیادی گاز کربن دی‌اکسید آزاد می‌کند. صدالبته، بادکنکی که با کربن دی‌اکسید پر می‌شود، قادر به پرواز نیست، اما می‌توان افزود که این آزمایش بدون شک علاقه‌مندی به شیمی را در بر دارد و از آن گذشته، می‌تواند سرآغاز آزمایشات و تجارب بی‌خطر شیمیایی در خانه باشد.

این حقه، یا کلک علمی را به کودکان نمایش دهید و از این طریق شگفتی آن‌ها را برانگیزید که چه گونه یک بادکنک می‌تواند از طریق یک بطری باد شود. همان‌طور که ذکر شد این از دسته‌ی راه‌هایی است که می‌تواند منجر به علاقه‌مند ساختن افراد از سنین کوچک به علم شود.

چیزی که برای تحقق این مهم به آن احتیاج دارید عبارت است از:

  • استیک اسید (جوهر سرکه)؛ که تقریباً در هر آشپزخانه‌ای یافت می‌شود؛
  • جوش‌شیرین؛
  • یک بطری خالی 1.5 لیتری یا یک فلاسک؛
  • دستکش؛
  • بادکنک.

انجام این کار بسیار ساده است؛ به حدی که یک کودک هم از پس انجامش برمی‌آید؛ اما باید جانب ایمنی را رعایت کرد و حتماً دستکش به دست داشت؛ زیرا سرکه‌ی قوی می‌تواند آثار نه‌چندان جالبی روی دست داشته باشد و حتی باعث سوختگی شود. باید به خاطر داشته باشید که شرایط آزمایش به‌نوعی شبیه کار کردن با مواد اسیدی است (البته از نوع ضعیف) و کودکان حتماً باید با حضور بزرگ‌سالان به انجام این آزمایشات بپردازند.

دو قاشق جوش‌شیرین در بادکنک بریزید؛ و نصف یک لیوان استیک اسید (جوهر سرکه) در بطری. توجه داشته باشید که جوش‌شیرین زیادی نریزید. حالا بادکنک را روی بطری قرار داده به‌طوری‌که لب‌به‌لب شوند. به این طریق جوش‌شیرین به درون سرکه می‌ریزد و واکنشی شیمیایی با خروج کربن دی‌اکسید آغاز می‌شود. نتیجه‌ی این امر؛ باد شدن بادکنک خواهد بود. البته به دلیل ضعیف بودن واکنش بادکنک چندان پرباد نخواهد بود. توجه داشته باشید اگر می‌خواهید واکنش را قوی‌تر انجام دهید استفاده از نمک و سرکه‌ی بیشتر راهگشا خواهد بود.

آزمایشی که می‌تواند منجر به پرواز یک بادکنک بدون گاز هلیوم شود

در این آزمایش می‌خواهیم یک بادکنک را به پرواز درآوریم؛ اما ازآنجایی‌که امکان آتش‌سوزی وجود دارد، باید آن را در فضای باز انجام داد. برای انجام این آزمایش به عینک آفتابی؛ دستکش و لباس آزمایشگاهی؛ به منظور حفاظت از خود احتیاج خواهید داشت.

و اما مواد موردنیاز:

  • فویل آلومینیومی؛
  • آب که در دمای اتاق قرار داشته باشد؛
  • یک بادکنک؛
  • سدیم هیدروکسید؛
  • یک قمقمه یا فلاسک شیشه‌ای.

البته شاید برای انجام این آزمایش به کمک یک نفر دیگر هم احتیاج باشد؛ و البته برای ماده‌ی خاص این آزمایش که همان سدیم هیدروکسید خالص است؛ شما باید به مغازه‌های ابزارفروشی مراجعه داشته باشید. سعی کنید تا حد امکان خالص این ماده را تهیه کنید و با این حرف که فلان ماده هم سدیم هیدروکسید در مقادیر بالا دارد قانع نشوید.

ابتدا با استفاده از فویل آلومینیومی، 10 قطعه دایره‌ی کوچک درست کرده و در ابتدای بطری یا فلاسک قرار دهید. سدیم هیدروکسید را بریزید و بعدازآن آب را اضافه کنید. یک نصف لیوان کافی است (برای یک بسته سدیم هیدروکسید). حالا تمامی قطعات آلومینیومی را که ساخته‌اید درون محلول بریزید؛ اما محلول را تکان ندهید زیرا واکنش تسریع می‌شود و گاز زیادی تولید می‌شود. اگرچه بادکنک پربادتر می‌شود اما باید توجه داشت که هم‌زمان سنگین‌تر از حد لازم هم می‌شود و این یعنی عدم پرواز.

درنتیجه؛ اگر کار را درست انجام داده و محلول را تکان ندهید. بادکنک آرام باد می‌شود و شما می‌توانید صحت روند را بررسی کنید. پس از چندی بادکنک به پرواز درمی‌آید و اثر گاز معادله‌ی مذکور دقیقاً مشابه استفاده از گاز هلیوم خواهد بود.

گاز هلیوم

استفاده از گاز گران‌قیمت هلیوم برای به پرواز درآوردن بالون‌ها به‌عنوان یک ورزش

ورزش قدیمی و شادی‌آور بالون‌سواری و به بیانی پرواز هیجان‌انگیز بالون‌ها، امروزه در ایالات‌متحده با سرعت قابل‌توجهی رنگ می‌بازد. شاید یکی از مهم‌ترین علت‌ها پرهزینه درآمدن این ورزش به سبب قیمت بالای گاز هلیوم باشد.

این ورزش معمولاً با مسافتی که بالون‌سواران می‌پیمایند مورد ارزیابی قرار می‌گیرد (هر فردی که مسافت بیشتری طی کند برنده است) و درنتیجه هر مسابقه دو تا سه روز به طول خواهد انجامید.

برخلاف بالون‌هایی که با هوای گرم کار می‌کنند؛ همان‌طور که از نامشان مشخص است، بالون‌های مذکور را گاز هلیوم یا هیدروژن به کار می‌اندازد. البته به سبب برخی محدودیت‌ها و قابلیت فوق‌العاده بالای هیدروژن در مسابقات بالون‌سواری امریکا تقریباً از هیدروژن در هیچ جا استفاده نخواهد شد.

اندی کایتون، خلبان سابق ارتش ایالات‌متحده و مسئول مسابقات بالون‌سواری در جورجیا می‌گوید: «به سبب قیمت بالا، تقریباً بالون‌سواری منقرض شده است.»

بله شاید هزینه‌ی پر کردن یک باک از گازوئیل این روزها بالا باشد، اما باید توجه داشت که رها کردن یک بالون از گاز هلیوم می‌تواند تا 12 هزار دلار آب بخورد؛ و این تنها هزینه‌ی گاز است. خرید یک بالون گازی تقریباً 30 هزار دلار هزینه دارد.

این در حالی است که هزینه‌ی پر کردن یک منبع گاز هلیوم، دو یا سه سال پیش 3 هزار دلار بود.

بدون شک، قیمت گزاف این ورزش، علت به انزوا رانده شدن این ورزش یعنی، بالون‌سواری با گاز است. تخمین زده می‌شود که 5000 هزار بالون در ایالات‌متحده وجود داشته باشد و البته از این تعداد کمتر از یک‌دهم آن‌ها، بالون‌های گازی‌اند.

یکی از مهمترین دلایل گران بودن این ورزش، قیمت بالای گاز هلیوم است. این قیمت بالا هم می‌تواند در اثر افزایش درخواست و تقاضای سایر بخش‌ها برای گاز هلیوم باشد.

کمپانی Praxair Inc که در صنعت تولید گازها فعالیت دارد، تصریح می‌کند که امروزه گاز هلیوم در ساخت ریزپردازنده‌ها، قطعات الکترونیکی، صنایع فضایی و صنعت پزشکی، مورداستفاده‌ی وسیع قرار می‌گیرد.

گاز هلیوم را به‌نوعی می‌توان محصول جانبی تولید گاز طبیعی دانست؛ و ازآنجاکه صنعت تولید گاز طبیعی در سال‌های اخیر با مشکلاتی مواجه بوده طبیعی است که قیمت گاز هلیوم هم بالا رفته است.

البته، این شرایط گران، بیشتر راجع به امریکا صدق دارد و در اروپا صادق نیست (در اروپا ارزان‌تر از امریکاست). به‌عنوان‌مثال Troy Bradley از نیومکزیکو، به همراه یکی از دانش‌آموزانش، به آلمان پرواز کرد. وسیله‌ی پرواز او یک بالون هلیومی بود.

از او نقل است (Troy Bradley) که: «برای ما امریکایی‌ها سفر به اروپا خیلی به‌صرفه است. به آنجا بروید، ماشین کرایه کنید و هتل بگیرید. سپس بازگردید.»

یکی از کمپانی‌هایی که به قیمت گاز هلیوم حساس است؛ کمپانی Macy's Inc است. این شرکت که روز شکر گذاری را همه‌ساله برگزار می‌کند، برای زینت بخشیدن به مراسمش از بالون‌های غول‌پیکر استفاده می‌کند. مراسم این شرکت در نیویورک برگزار می‌شود.

اخیراً سخنگوی این شرکت، صحبت‌هایی در همین باره، یعنی افزایش قیمت گاز هلیوم ایراد کرده بود.

و اما یکی از علاقه‌مندان به بالون‌سواری که البته نخواست نامش فاش شود، تجربه‌ی خود از قیمت هر بار باد کردن یک بالون هلیومی را این‌گونه اظهار می‌کند. با توجه به هزینه‌های تست و آزمایش قبل از پرواز و البته برای بالون‌های سایز بزرگ، هر بار چیزی در حدود 4 الی 5 هزار دلار هزینه می‌شود.

بسیاری از فعالان و اصطلاحاً بالونیست ها معتقدند برای بقای این ورزش، تنها راه مجاز دانستن استفاده از هیدروژن است.

در همین راستا Bert Padelt طراح و سازنده‌ی بالون‌های هوای گرم و همچنین گازی، معتقد است که Hindenburg و ترکیدن بالونش (که هیدروژنی بوده) باعث تعطیلی استفاده از بالون‌های هیدروژنی در ایالات‌متحده شده است.

او (Hindenburg) هوانوردی بود که با بالون و کشتی‌های هوایی به مسافرت می‌پرداخت. البته در سال 1937 در نیوجرسی و در هنگام فرود، دچار سانحه شد و بالونش آتش گرفت.

درنتیجه‌ی این اتفاق، قانون‌گذاران امریکایی از ترس رویدادی مشابه؛ و حوادث ناشی از اشتعال هیدروژن، امکان پرواز با این گاز را از بین برده‌اند.

البته، جدای از مسئله‌ی خطر، اکثر بالون‌سواران به دنبال یک پرواز آرام و درنهایت سکوت هستند؛ زیرا زیبایی پرواز را در این مؤلفه‌ها جست‌وجو می‌کنند؛ و اما به‌عنوان‌مثال؛ در آلمان؛ پرواز با هیدروژن سال‌های سال است که ریشه دوانیده و مورداستفاده قرار می‌گیرد و لذت افراد علاقه‌مند را فراهم آورده است.

یک طراح بالون به نام Padelt گفته است که: بیایید با این مسئله روبه‌رو شویم. سوخت آینده به‌احتمال‌زیاد حتی در روی جاده‌ها، احتمالاً هیدروژن خواهد بود. درنتیجه باید کار با آن را فراگرفته و آموزش‌های مربوط به آن را آغاز کنیم.

بادکنک گاز هلیوم

آیا داریم به‌سوی اتمام گاز هلیوم حرکت می‌کنیم؟ چه راهکاری برای حل این مشکل وجود دارد؟

آیا واقعاً داریم هیدروژن را تمام می‌کنیم؟ این سؤالی بود که از مرکز تحقیقاتی Quora و متخصصان آن پرسیدیم.

اینا ویشیک، فیزیکدان از مرکز مطالعاتی Quora به سؤالات زیر پاسخ داده است.

بله واقعاً داریم گاز هلیوم را تمام می‌کنیم. هر شخصی در هر حوزه‌ای از محصولاتی استفاده می‌کند که به‌نوعی گاز هلیوم مصرف می‌کنند؛ و با این گستردگی مصرف؛ تقریباً راهی برای تولید کم‌هزینه‌ی گاز هلیوم وجود ندارد.

بسیاری از مردم نمی‌دانند که گاز هلیوم عنصری غیرقابل‌تجدید است. این عنصر تولیدشده و ناشی از واکنش‌های هسته‌ای و اورانیومی است؛ و از معادن و زمین حاصل می‌شود. به مجردی که گاز هلیوم وارد اتمسفر شود بازیافتش صرف اقتصادی ندارد زیرا بسیار سبک است و در ارتفاعات بالا یافت خواهد شد. این چالشی است بزرگ که عده‌ی زیادی که دور از صنعت فوق هستند، دیدی نسبت به آن ندارند.

با توجه به این حقیقت و اطلاعات داده‌شده، باید گفت که دولت ایالات‌متحده تدابیری اندیشیده است. از سال 1960 ذخیره‌سازی گاز هلیوم در مرکز ملی انباشت هلیوم به نام Bush Dome آغازشده است. این مکان انباری است عمیق در تگزاس که در اواسط دهه‌ی 70 میلادی بالغ‌بر 1.2 میلیارد مکعب گاز هلیوم را در خود جای‌داده بوده است. البته میزان ذخیره‌ی فعلی در حدود 0.6 میلیارد مکعب یا معادل 4 برابر نیاز بازار در امروز است.

در 1996 سیاست ذخیره‌سازی گاز هلیوم در ایالات‌متحده دستخوش تغییر شده بود و هدف این بود که تا 2015 گاز هلیوم ذخیره‌شده به فروش برسد؛ و درنتیجه‌ی این سیاست، ایالات‌متحده 40 درصد از بازار گاز هلیوم دنیا را زیر قیمت در اختیار گرفت.

این‌طور که Chan می‌گوید این سیاست منجر به دلسردی در امر اکتشاف گاز هلیوم گردید.

صحیح است که سیاست‌گذاری‌های غلط می‌توانند تا حد زیادی بر روند مصرف و تولید گاز هلیوم تأثیرگذار باشند، اما در طرف دیگر استفاده‌ی روزافزون سایر صنایع از گاز هلیوم است. در ادامه می‌خواهم به مصارف گاز هلیوم در صنایع بپردازم. به شرح زیر:

  • از گاز هلیوم به‌عنوان یک مخلوط سردکننده در دستگاه‌های MRI استفاده می‌شود. این را باید مهم‌ترین و شایع‌ترین استفاده از گاز هلیوم به‌عنوان یک سرما ساز معرفی کرد. البته راه‌ها و پیشرفت‌هایی مشاهده‌شده است که نشان می‌دهد می‌توان در آینده از گازهای هیدروژن، اکسیژن و نئون برای سردسازی MRI ها استفاده کرد؛ اما بعید است که این جایگزینی در آینده‌ای نزدیک مشاهده شود.
  • هلیوم گازی است که به‌طور گسترده در جوشکاری‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد. به نظر من می‌توان گاز بی‌اثر دیگری را جایگزین کرد؛ اگر واقعاً گاز هلیوم رو به اتمام است.
  • گاز هلیوم به‌عنوان نوعی هادی نیمه‌رسانا در صنعت مورداستفاده قرار می‌گیرد و دمای اعضای صنعتی را کاهش می‌دهد.
  • گاز هلیوم در صنایع مختلف؛ به‌عنوان گاز نشتی یاب مورداستفاده قرار می‌گیرد. این ویژگی به دلیل قابلیت عرض‌اندام این گاز در فشارهای خیلی پایین و خیلی بالا است؛ یعنی در صنایعی که دقت فوق‌العاده زیادی موردنظر است، برای یافتن هر نشتی یا ترک ریزی، می‌توان از گاز هلیوم استفاده کرد.

و اما استفاده‌های منحصربه‌فردی که هلیوم در علم و فعالیت‌های علمی دارد به شرح زیر است:

  • بسیاری از آزمایش‌های علمی به هلیوم مایع نیاز دارد. این مطلب به این دلیل است که هلیوم می‌تواند پایین‌ترین دماهای ممکن را برای شرایط آزمایشی پدید آورد.
  • و اینکه گاهی هلیوم جز جدایی‌ناپذیر یک آزمایش علمی است و بدون آن کار ممکن نیست. تجربه‌ی شخصی من این را ثابت می‌کند؛ زیرا بعضاً هفته‌ها منتظر هلیوم بودم تا یک آزمایش را انجام دهم.

از دست ما چه برمی‌آید؟

  • اعمال سیاست‌ها مناسب در زمینه‌های اکتشاف و انبار سازی. به‌طوری‌که نه اکتشاف افسارگسیخته ممکن باشد و نه فروش زیر قیمت. در همین راستا به‌عنوان‌مثال کارهایی انجام‌گرفته و در سال 2013 ایالات‌متحده فروش زیر قیمت گاز هلیوم را ممنوع ساخت.
  • استفاده‌ی بهینه از منابع گاز هلیوم و البته توجه به راه‌های ممکن برای بازیافت این گاز. این امر مخصوصاً راجع به صنایع و کارخانجاتی که به‌طور گسترده از گاز هلیوم استفاده می‌کنند می‌تواند صدق کند. به‌عنوان‌مثال LHC. البته آزمایشگاه‌های جدید هم در حال حرکت به همین سمت‌وسو هستند (مثل جایی که من کار می‌کنم). احتمالاً هزینه‌ی اولیه‌ی پرداختن به راه‌های بازیافتی زیاد به نظر می‌آید (over $100K) اما باید توجه داشت که این سرمایه در طول چند سال از محل صرفه‌جویی به‌راحتی قابل جبران خواهد بود.

آنچه ما نمی‌توانیم انجام دهیم یا از دستان ما خارج است:

باید توجه داشت که امکان تولید گاز هلیوم بیشتر زمانی که تمام آن را از زمین استخراج‌کنیم وجود نخواهد داشت. تمامی روش‌هایی که برای تولید گاز هلیوم بیشتر در این صورت پیشنهادشده است؛ به طرز غیرقابل‌باوری گران و فاقد هرگونه صرفه‌ی اقتصادی هستند (مثلاً یکی از روش‌های پیشنهادشده که البته بسیار غیرمنطقی است اکتشاف گاز هلیوم در ماه و انتقال آن به زمین است، روش دیگر تغییر در ساختار داخلی اتم‌های دیگر و شبیه‌سازی آن‌ها به هلیوم است). درنتیجه مشکل تمام شدن هلیوم شبیه به اتمام نفت نیست؛ زیرا در حال حاضر گزینه‌های زیادی برای جایگزینی آن وجود دارد.

البته لازم به ذکر است که در بسیاری از مواردی که امروزه هلیوم مورداستفاده قرار می‌گیرد؛ هیچ جایگزین دیگری نمی‌تواند مورداستفاده واقع شود.

توجه: تا سال 2008 قریب به 78 درصد گاز هلیوم زمین توسط ایالات‌متحده استخراج و انبار شده بود؛ و دلیل پرداختن من به گاز هلیوم و آوردن مثال‌هایی از امریکا این بود که هلیوم با نام این کشور گره‌خورده است. پیش‌بینی می‌شود که در حدود 25 درصد از گاز هلیوم استخراج‌نشده‌ی زمین، اکنون در خلیج‌فارس مدفون باشد.