Hélio - Processo Inorgânico

FACULDADES OSWALDO CRUZ

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

BIANCA SILVA CUSTÓDIO

BRUNA DARUG LATERZA

NATALIA GAMA LADISLAU

RAPHAELA VALADARES AGUIAR

TALITA UNELLO GENARO

HÉLIO

SÃO PAULO

2023

BIANCA SILVA CUSTÓDIO

BRUNA DARUG LATERZA

NATALIA GAMA LADISLAU

RAPHAELA VALADARES AGUIAR

TALITA UNELLO GENARO

HÉLIO

        

Trabalho apresentada às Faculdades Oswaldo Cruz como parte dos requisitos exigidos para a conclusão do Curso de Engenharia Química.

Professor:  Walter Contabile de Amorim Martins

SÃO PAULO

2023

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO        3

DESCOBERTA DO HÉLIO        4

PROPRIEDADES DO HÉLIO        6

MATÉRIAS PRIMAS        8

O PROCESSO DE FABRICAÇÃO        9

PRÉ TRATAMENTO        10

SEPARAÇÃO        11

PURIFICAÇÃO        13

DISTRIBUIÇÃO        14

CONTROLE DE QUALIDADE        15

APLICAÇÕES        16

MERCADO DE HÉLIO        17

CONCLUSÃO        20

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        21

INTRODUÇÃO

Os elementos químicos da mostrados em uma Tabela Periódica representam a constituição de nosso mundo físico, pois, por meio de combinações regidas por leis específicas, formam toda matéria do planeta e do Universo acessível. Esses elementos, contudo, tem de combinar-se para assumir “vida própria”, ao que tange à química das ligações químicas. Entretanto, uma classe especial de elementos químicos não necessita dessas combinações para ser encontrado no meio ambiente, entre esses elementos está  o hélio, sendo conhecido como um gás nobre.

O hélio é um dos elementos químicos básicos. Em seu estado natural, o hélio é um gás incolor conhecido por sua baixa densidade e baixa reatividade química. É provavelmente mais conhecido como um substituto não inflamável do hidrogênio para fornecer sustentação em dirigíveis e balões. Por ser quimicamente inerte, também é usado como proteção de gás na soldagem a arco robótico e como atmosfera não reativa para o cultivo de cristais de silício e germânio usados ​​na fabricação de dispositivos semicondutores eletrônicos. O hélio líquido é frequentemente usado para fornecer temperaturas extremamente baixas exigidas em certas aplicações médicas e científicas, incluindo pesquisas em supercondução.

DESCOBERTA DO HÉLIO

Com a chegada do espectroscópio, a primeira metade do século XIX se tornou uma época em que os cientistas desenvolveram um maior fascínio por observar o céu.

No início de 1800, o físico Joseph Fraunhofer foi capaz de observar o Sol, mas ficou intrigado com as linhas pretas que interrompiam as cores normais. Mais tarde, no campo da Física e Óptica, essas linhas no espectro solar adquiririam seu nome.

Em 18 de agosto de 1868, determinado a desvendar os segredos da galáxia por meio do espectroscópio, o astrofísico Pierre Jules Cesar Janssen se tornou a primeira pessoa a observar o gás hélio no espectro solar, um elemento nunca visto na Terra.

O homem viajou por toda a Europa e a Ásia à procura de pontos de observação de ideias para analisar o céu noturno, também buscando eclipses solares. Em 18 de agosto de 1868, o governo francês e a Academia de Ciências Nacional chegaram a financiar uma expedição dele até Guntur, na Índia, para que ele pudesse testemunhar um eclipse solar total.

Naquele dia, durante o fenômeno, Janssen enxergou uma linha amarela brilhante cujo comprimento não combinava com nenhum elemento conhecido. O espectro foi o que mais se aproximou do padrão feito pelo sódio, mas era distinto o suficiente para receber a própria categoria. Ali ele fez a sua nova descoberta.

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(FONTE: TIME TOAST)

Separados por alguns milhares de quilômetros, o astrônomo inglês Norman Lockyer também fez uma observação semelhante à de Janssen. Sendo assim, a Academia de Ciências concedeu o crédito da descoberta para ambos os cientistas, que se tornaram melhores amigos e concordaram em nomear o elemento de helium (que significa "Sol” em grego).

Sem provas do que viram, muitos duvidaram da descoberta devido à quantidade de pessoas que avistaram elementos que não existiam, por isso Lockyer ajudou Janssen a embasar a alegação deles e foi atrás do químico Edward Frankland para tentar reproduzir o padrão de comprimento da onda no laboratório. Contudo, eles não tiveram sucesso na tentativa de recriá-lo.

O cientista americano John William Draper exaltou a descoberta de ambos em um discurso na reunião inaugural da American Chemical Society, em 1887.

“Costumo olhar para o raio amarelo brilhante emitido da cromosfera do Sol, por aquele elemento desconhecido, o hélio, como os astrônomos se aventuraram a chamá-lo. Parece tremer de emoção para contar sua história e quantos companheiros invisíveis ele tem”, declarou Draper.

Foi o físico italiano Luigi Palmieri que avistou o gás hélio na Terra, registrando a linha espectral amarela em seus dados quando analisava a lava do Monte Vesúvio. Após experimentos conduzidos com o gás pelo químico escocês Wiliam Ramsey, só em 1895 que os pesquisadores afirmaram que o gás hélio existia na Terra assim como no Sol.

PROPRIEDADES DO HÉLIO

O hélio é um elemento químico com número atômico 2. Isso significa que um átomo de hélio neutro possui dois prótons e dois elétrons. As propriedades químicas mais importantes do hélio incluem massa atômica, estado da matéria, pontos de ebulição e fusão e densidade. Este elemento tem massa atômica de 4,0026 gramas por mol e é um gás em quase todas as condições de temperatura e pressão.  

 A densidade do hélio é 0,1786 gramas por litro a 0°C e 101,325 quilopascal.  O hélio líquido e o hélio sólido só podem existir sob condições de temperatura muito baixa e alta pressão.  Uma das propriedades incomuns do hélio é que ele não pode existir como sólido ou líquido à pressão normal, mesmo em temperaturas muito baixas. A uma pressão de cerca de 360 ​​libras por polegada quadrada (2,5 megapascal), a transição líquido-sólido, ou ponto de fusão, é de -272,2 graus. O ponto de ebulição é -268,93 graus Celsius.