Helium (He), Unsur Nomor 2: Ringan dan Banyak Gunanya
Helium adalah unsur kimia dengan simbol He dan nomor atom 2. Artinya, setiap atom helium memiliki dua proton di dalam intinya. Helium termasuk keluarga gas mulia, yaitu unsur-unsur yang sangat sukar bereaksi dengan zat lain.
Helium sering dikenal sebagai gas pengisi balon. Padahal, kegunaannya jauh lebih luas: mulai dari mendinginkan mesin MRI hingga membantu pembuatan semikonduktor dan mendeteksi kebocoran.
Apakah helium merupakan unsur paling ringan?
Bukan. Hidrogen adalah unsur paling ringan, sedangkan helium berada di urutan kedua. Helium juga merupakan gas mulia paling ringan.
Karena massa jenisnya jauh lebih rendah daripada udara, helium dapat memberikan gaya angkat ketika dimasukkan ke dalam balon. Hidrogen sebenarnya juga ringan dan mampu mengangkat balon, tetapi mudah terbakar. Helium jauh lebih sukar bereaksi dan tidak mudah terbakar, sehingga lebih aman untuk keperluan tersebut.
Pada suhu ruang, helium berupa gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Gas ini juga tidak beracun secara kimia. Namun, helium tetap tidak boleh sengaja dihirup karena dapat menggantikan oksigen di paru-paru dan menyebabkan kekurangan oksigen.
Mengapa helium sangat stabil?
Satu atom helium memiliki dua elektron. Keduanya sudah memenuhi kulit elektron pertamanya. Susunan yang penuh ini membuat helium tidak mudah menerima, melepaskan, atau berbagi elektron dengan atom lain.
Itulah sebabnya helium disebut gas mulia dan sangat sukar bereaksi. Sifat ini berguna ketika suatu proses membutuhkan lingkungan yang tidak mudah menimbulkan reaksi kimia.
Helium dipakai untuk apa saja?
| Pemakaian | Alasan helium digunakan |
|---|---|
| Balon dan balon cuaca | Lebih ringan daripada udara serta tidak mudah terbakar |
| Pendingin MRI dan magnet superkonduktor | Helium cair memiliki titik didih yang sangat rendah, sekitar −269°C |
| Pengelasan | Membentuk atmosfer pelindung yang tidak mudah bereaksi |
| Pembuatan serat optik dan semikonduktor | Menjaga proses tetap bersih dan minim reaksi kimia |
| Deteksi kebocoran | Atom helium kecil dan mudah melewati celah yang sangat halus |
| Teknologi antariksa | Digunakan untuk membersihkan dan memberi tekanan pada sistem tertentu |
| Penyelaman khusus | Dapat dicampur dengan oksigen sebagai gas pernapasan untuk kondisi tertentu |
Tidak semua pemakaian membutuhkan helium dengan tingkat kemurnian yang sama. Gas untuk balon, misalnya, tidak selalu harus semurni helium untuk laboratorium atau produksi semikonduktor.
Apa yang dimaksud dengan helium murni?
Helium murni berarti kandungan gasnya hampir seluruhnya terdiri dari helium, dengan sedikit sekali pengotor seperti nitrogen, oksigen, uap air, atau hidrokarbon.
Dalam perdagangan, kemurnian biasanya dinyatakan dalam persentase atau tingkat grade. Sebagai contoh, istilah grade 5.0 umumnya digunakan untuk helium dengan kemurnian sekitar 99,999%. Namun, penamaan grade dapat berbeda antarprodusen, sehingga pengguna industri tetap perlu memeriksa spesifikasi dan sertifikat analisis produknya.
Kebutuhan kemurnian bergantung pada pemakaiannya:
- Balon: helium dengan kemurnian industri biasanya sudah cukup.
- Pengelasan dan deteksi kebocoran: membutuhkan kemurnian yang sesuai dengan standar proses.
- Laboratorium dan semikonduktor: sering membutuhkan helium dengan kemurnian sangat tinggi.
- Pendinginan kriogenik: kualitas gas dan pengendalian pengotor penting agar sistem bekerja baik.
Jadi, tulisan “helium” pada tabung tidak otomatis berarti isinya 100% helium tanpa pengotor. Yang perlu dilihat adalah angka kemurnian serta dokumen spesifikasinya.
Banyak di alam semesta, tetapi berharga di Bumi
Helium merupakan unsur kedua paling melimpah di alam semesta setelah hidrogen. Bintang-bintang, termasuk Matahari, mengandung helium dalam jumlah sangat besar.
Keadaannya berbeda di Bumi. Helium sangat ringan sehingga dapat lolos dari atmosfer dan pergi ke luar angkasa. Helium komersial biasanya diperoleh dari cadangan gas alam yang mengandung helium, bukan dengan mengambilnya langsung dari udara.
Karena sulit digantikan untuk beberapa keperluan penting—terutama pendinginan suhu sangat rendah—helium sebaiknya digunakan secara efisien. Di fasilitas tertentu, helium dapat ditangkap dan digunakan kembali.
Ringkasnya
Helium adalah unsur nomor 2 dan unsur kedua paling ringan setelah hidrogen. Gas ini tidak berwarna, tidak berbau, tidak mudah terbakar, dan sangat sukar bereaksi. Sifatnya membuat helium berguna untuk balon, MRI, pengelasan, deteksi kebocoran, industri semikonduktor, penyelaman khusus, dan teknologi antariksa.
Istilah “helium murni” berkaitan dengan seberapa sedikit pengotor di dalam gas. Semakin sensitif penggunaannya, biasanya semakin tinggi pula kemurnian helium yang dibutuhkan.
