Sunday, February 14, 2016

Pengertian, Sifat dan Kegunaan Gas Helium

Pengertian Helium

Helium adalah unsur kimia berwujud gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa (pada suhu kamar). Helium termasuk dalam kelompok gas mulia yang memiliki jari-jari atom terkecil dan mempunyai berat atom kedua terendah. Hal inilah yang menyebabkan helium lebih ringan dari udara dan helium merupakan unsur umum kedua di alam semesta ini.


Kebanyakan orang hanya tahu bahwa helium digunakan sebagai gas pengisi untuk mengangkat "airship" dan balon udara, tetapi sebenarnya masih banyak kegunaan atau fungsi lain dari helium yang belum diketahui orang. Manfaat utama helium sebenarnya adalah sebagai gas pendingin untuk citra resonansi magnetik atau "magnetic resonance imaging" (MRI). MRI merupakan peralatan yang digunakan dalam fasilitas medis.

Sifat Gas Helium dan Karakteristiknya

Helium berada di bagian atas kelompok gas mulia dalam tabel periodik dengan simbol unsur He. Nomor atom helium adalah 2, massa helium 4,00260. Pada suhu kamar helium berfase gas dengan nilai kepadatan 0,1786 g/L, Titik leleh -272,20 C, -457,96 F, dan Titik didih -268,93 C, -452,07 F. Jari-jari atom helium sangat kecil, sekitar 0,2 nanometer.

Karena memiliki titik didih dan titik leleh yang sangat rendah, maka helium pada umumnya ditemukan dalam fase gas kecuali di bawah kondisi yang paling ekstrim. Helium disebut gas mulia karena kulit luarnya dipenuhi elektron, sehingga helium sangat tidak reaktif dan tidak mudah terbakar.

Darimana Asalnya Gas Helium ?

Helium hadir sangat sedikit di atmosfer bumi, karena gravitasi bumi tidak bisa menahan unsur ini. Ketika helium ada di permukaan bumi, helium akan segera naik ke atmosfer dan akan terbebaskan keluar dari bumi. Inilah penyebab apabila gas helium dimasukan dalam balon maka balon akan terangkat ke udara.

Helium yang diproduksi secara komersial diperoleh dari bawah permukaan. Beberapa lapangan (fields) gas alam memiliki cukup helium yang bercampur dengan gas lainnya yang dapat diekstraksi dengan biaya ekonomis. Di Amerika Serikat, beberapa lapangan gas alam  mengandung lebih dari 7% helium dari total volume gas yang ada. Perusahaan yang mengebor gas alam di daerah ini menghasilkan gas alam dan memproses helium sebagai produk sampingan.

Mengapa Helium Hadir di Gas Alam ?

Sebagian besar helium yang dikeluarkan dari gas alam diperkirakan terbentuk dari peluruhan radioaktif uranium dan thorium dalam batuan granitoid di kerak benua. Sebagai gas yang sangat ringan, helium akan mengapung dan berusaha untuk bergerak cepat keatas permukaan. Cebakan/akumulasi helium yang melimpah bisa ditemukan pada tiga kondisi berikut ini: 1) basement granitoid yang kaya uranium dan thorium; 2) batuan dasar yang retak dan tersesarkan sebagai jalur keluarnya helium; dan, 3) batuan sedimen berpori yang berada diatas basement yang tersesarkan, yang dibatasi oleh lapisan kedap garam halit atau anhidrit. Apabila 3 kondisi ini terpenuhi, maka helium akan melimpah di lapisan sedimen batuan berpori (sebagai batuan perangkapnya).
Sifat dan Kegunaan Gas Helium
Gambar ilustrasi model deposit helium bersamaan dengan gas alam.

Helium memiliki jari-jari atom terkecil (sekitar 0,2 nanometer), hal inilah yang menyebabkan helium bisa masuk pada ruang pori batuan yang sangat kecil sekalipun. Halit dan anhidrit adalah satu-satunya batuan sedimen yang dapat memblokir migrasi atom helium ke permukaan. Batu serpih yang juga memiliki ruang berpori yang tersusun oleh banyak bahan organik (kerogen) tetapi kadang-kadang menjadi penghalang migrasi helium yang kurang efektif.

Negara Penghasil Gas Helium

Kebanyakan gas alam yang belum diolah setidaknya akan mengandung jejak helium. Sangat sedikit lapangan gas alam mengandung cukup helium untuk diproses. Sebuah sumber gas alam harus mengandung setidaknya 0,3% helium untuk dipertimbangkan sebagai sumber helium yang potensial.

Khusus di Amerika Serikat, pada tahun 2010, semua gas alam dari lapangan di Colorado, Kansas, Oklahoma, Texas, Utah dan Wyoming diproses untuk menghasilkan helium. Selama tahun 2010, Amerika Serikat memproduksi 128 juta meter kubik helium. Dari jumlah itu, 53 juta meter kubik helium diekstraksi dari gas alam dan 75 juta meter kubik disimpan sebagai cadangan nasional. Negara-negara lain dengan jumlah produksi helium yang terkenal adalah Aljazair (18 mcm), Qatar (13 mcm), Rusia (6 mcm), dan Polandia (3 mcm). Kanada dan China juga memproduksi helium tetapi dalam jumlah yang kecil.

Kegunaan Gas Helium

Helium memiliki sejumlah sifat yang membuatnya sangat cocok untuk penggunaan tertentu. Selain digunakan sebagai gas pengisi balon udara dan gas pendingin pada alat MRI, helium juga berfungsi sebagai gas pelindung untuk pengelasan, gas inert untuk manufaktur pengendalian atmosfer, "fugitive gas" yang digunakan untuk deteksi kebocoran mikro pada reaktor nuklir, gas viskositas rendah (dikombinasikan dengan nitrogen dan oksigen) untuk peralatan penyelaman atau untuk gas pernapasan, gas pendingin batang uranium pada reaktor nuklir, dan sebagai gas pendingin cetakan di pabrik kaset.

MRI merupakan peralatan medis untuk menilai cedera dan mendiagnosa penyakit. Alat ini memanfaatkan medan magnet yang dihasilkan oleh magnet superkonduktor. Magnet ini menghasilkan sejumlah besar panas. Helium cair merupakan zat pendingin yang dapat mengatur suhu magnet tersebut, karena helium memiliki panas spesifik terendah kedua dan titik didih/leleh terendah dari semua elemen yang ada.
NEXT ARTICLE Next Post
PREVIOUS ARTICLE Previous Post
NEXT ARTICLE Next Post
PREVIOUS ARTICLE Previous Post
 

Delivered by FeedBurner