Helium (He) en water

Terwijl helium in het universum op waterstof na het met 23% meest voorkomende element is, zijn er in de atmosfeer van de aarde maar circa 5 ppm (gezien het volume) van te vinden. De heliumconcentratie in zeewater ligt zelfs bij slechts 4-7 ppt. Dit heeft ermee te maken dat helium als edelgas alleen in vorm van afzonderlijke atomen voorkomt en normaal geen verbindingen ingaat.

Hoe en in welke verbindingen reageert helium met water?

Atomair helium reageert niet met water, even min als met andere stoffen. (Inmiddels konden enkele niet stabiele heliumverbindingen geproduceerd worden, zoals VHe³⁺ of HePtHe²⁺.)

Oplosbaarheid van helium en/of zijn verbindingen in water

Er bestaat geen ander gas dat een lagere oplosbaarheid in water heeft dan helium. Bij een temperatuur van 20^oC en een druk van 1 bar zijn slechts 1,5 mg helium in 1 liter water oplosbaar.

Oplosbaarheid en waardoor deze beïnvloed kan worden

Hoe kan helium in water terechtkomen?

Uraanmineralen bevatten in kleine hoeveelheden helium. Ook kan het gas samen met aardgassen uit spleten in de aarde stromen. Op deze manier komt het echter niet in water terecht.
Helium kan gebruikt worden als koelgas voor bijvoorbeeld kernreactoren, bij het duiken in diepe wateren, als vulgas voor ballons en luchtschepen (het heeft met 1 kg/m³ dezelfde draagkracht als waterstofgas), bij het lichtbooglassen en als koelvloeistof. Ook wordt het toegepast in gaslasers en om een beschermde sfeer voor verschillende stoffen te creëren. Voor laagtemperatuur-instrumenten is helium geschikt, omdat het pas bij –269^oC vloeibaar wordt. In vorm van de verbinding E939 gebruikt men helium als additief voor voedingsmiddelen.
Helium kan direct in water terechtkomen, als het als tracer wordt toegepast om lekkages te vinden. Ook na ongelukken met radioactiviteit of atoomwapentests kan met behulp van helium vastgesteld worden in hoeverre water gecontamineerd is.
Het isotoop ³He is een splijtingsproduct van tritium, dat niet ontwijkt naar de atmosfeer, maar in water accumuleert.

Welke milieuproblemen kunnen door waterverontreiniging met helium ontstaan?

Helium is geen waterbedreigend stof en veroorzaakt dus normaal ook geen schade aan het milieu. Zoals boven beschreven reageert het niet met water, is bijna onoplosbaar in water en daarom ook slechts in heel kleine hoeveelheden hierin te vinden. Helium staat niet bekend als een voor organismen essentieel element.
Er zijn twee natuurlijke heliumisotopen die allebei niet radioactief zijn. Inmiddels bestaan ook zes instabiele isotopen van dit element.

Welke gezondheidseffecten kan helium in water veroorzaken?

Helium is voor de mens niet essentieel en de in het lichaam aanwezige hoeveelheid is extreem klein. Het neemt geen fysiologische functie in, maar is ook niet toxisch.
Helium in drinkwater speelt uit de bovengenoemde redenen van kleine hoeveelheden en ongiftigheid eigenlijk geen rol.
Ook heliumgas is ongevaarlijk, als het niet in te grote hoeveelheden in de long terechtkomt, de zuurstof wegdringt en op deze manier tot verstikking leidt.

Welke waterzuiveringstechnologieën kunnen toegepast worden om helium te verwijderen?

Helium als waterverontreiniging is zoals boven beschreven eigenlijk niet aan de orde.

Literatuurverwijzingen

Terug naar het periodiek systeem der elementen

Terug naar de overzicht van elementen en water