Udara yang kita hirup setiap hari ternyata tidak hanya mengandung oksigen (O2) and nitrogen (N2). Akan tetapi masih ada gas lain di dalamnya, yaitu argon (Ar), neon (Ne), hidrogen (H2), xenon (Xe), dan helium (He).
Ketujuh gas di atas dimasukkan sebagai komponen permanen atau permanent gases. Artinya, komposisi gas-gas tersebut di dalam udara tidak berubah dengan waktu.
Selain permanent gases, di dalam udara terdapat ada pula variable gases, yaitu gas-gas yang jumlahnya berubah atau berfluktuasi dengan waktu.
Nah, pada postingan kali ini kita akan membahas tentang salah satu gas permanen di dalam udara yaitu gas Helium – dengan rumus kimia He.
Secara persentase, jumlah gas helium di dalam udara sangat kecil, hanya 5 x 10-4 % atau 0.0005%. Secara lengkap persentase gas-gas yang terkandung di dalam udara – baik permanent gases maupun variable gases – ditunjukkan dalam tabel berikut ini:
Tabel-1: Komposisi Gas Permanen Dalam Udara
| No | Nama Gas | Rumus Kimia | Persentase (% volum) |
| 1 | Nitrogen | N2 | 78.08 |
| 2 | Oksigen | O2 | 20.95 |
| 3 | Argon | Ar | 0.93 |
| 4 | Neon | Ne | 0.0018 |
| 5 | Helium | He | 0.0005 |
| 6 | Hidrogen | H2 | 0.00005 |
| 7 | Xenon | Xe | 0.000009 |
Tabel-2 Komposisi Gas Variabel Dalam Udara
| No | Nama Gas | Rumus Kimia | Persentase (% volum) |
| 1 | Uap air | H2O | 0 – 4 |
| 2 | Karbon dioksida | CO2 | 0.0400 |
| 3 | Metana | CH4 | 0.00017 |
| 4 | Oksida nitrogen | N2O | 0.00003 |
| 5 | Ozone | O3 | 0.000004 |
| 6 | Partikel (debu, dll) | 0.00001 | |
| 7 | Chlorofluorocarbons (CFC) | 0.00000002 |
Sebelum kita bahas mengenai kegunaan gas helium, kita akan lihat dahulu beberapa hal penting yang terkait dengan helium.
Apakah Gas Helium Berbahaya?
Tentu saja tidak apabila helium berada di dalam udara yang kita hirup setiap saat, karena jumlahnya yang sangat kecil. Akan tetapi apabila helium sudah dalam bentuk murni – misalnya di dalam tabung gas – maka jelas helium berbahaya.
Ketika misalnya gas helium yang digunakan di dalam laboratorium bocor, maka jumlah helium di dalam udara akan meningkat tajam. Dan apabila helium dalam kondisi murni ini terhirup masuk ke dalam paru-paru, maka ia akan mengurangi oksigen yang masuk ke dalam tubuh.
Akibatnya, tentu saja tubuh akan kekurangan oksigen. Dan resiko kematian sangat mungkin terjadi.
Apakah Helium Mudah Terbakar?
Pertanyaannya sekarang, apakah helium mudah terbakar? Gas helium adalah gas yang tidak mudah terbakar. Bahkan ia termasuk salah satu gas paling inert, seperti halnya gas nitrogen.
Gas helium juga sangat tidak reaktif sehingga sangat sulit ditemukan dalam bentuk senyawa helium.
Sebagai tambahan informasi, bahwa gas helium juga tidak berbau, tidak berwarna serta tidak beracun.
Di Mana dan Bagaimana Gas Helium Diproduksi?
Gas helium adalah salah satu sumber daya alam yang tidak terbarukan (non-renewable), seperti halnya minyak bumi. Jadi, jumlahnya akan terus menyusut seiring dengan laju konsumsi gas helium di dunia.
Sumber utama gas helium terdapat pada deposit atau cadangan gas alam yang berada di perut bumi. Salah satu negara yang memiliki cadangan gas helium terbesar di dunia adalah di Amerika Serikat, khususnya di negara bagian Texas, Oklahoma, dan Kansas.
Pada ketiga negara bagian tersebut, kandungan gas helium di dalam gas alamnya antara 0.3 – 2.7%, seperti dilansir oleh Bureau of Land Management Amerika Serikat.
Akan tetapi Amerika Serikat bukanlah negara terbesar sebagai produsen gas helium dunia. Akan tetapi negara teluk yaitu Qatar adalah negara nomor satu sebagai penghasil gas helium di dunia.
Menurut Statista, total produksi gas helium dunia pada tahun 2022 yang mencapai 160 juta m3, dimana 60 juta m3 dihasilkan oleh negara Qatar. Adapun daftar negara penghasil gas helium terbesar di dunia berturut-turut adalah Qatar, Amerika Serikat, Algeria, Rusia, Australia, Kanada, Cina, dan Polandia.
Pada skala industri, helium diproduksi melalui proses distilasi dan purifikasi, sampai diperoleh helium dengan kemurnian 99.99%.
Perhatikan video berikut ini, bagaimana gas helium diproduksi:
Kegunaan Gas Helium Dalam Industri
Setelah membahas berbagai hal terkait gas helium, sekarang kita akan belajar mengenai kegunaan gas helium dalam industri.
Dalam kehidupan sehari-hari, helium biasanya digunakan sebagai gas untuk pengisi balon. Karena helium lebih ringan dari udara, maka balon dapat bergerak naik ke udara. Kenapa dipilih helium? Selain ringan helium juga lebih aman, dibandingkan dengan gas hidrogen, yang sangat mudah terbakar dan meledak.
Nah, berikut ini adalah daftar kegunaan gas helium dalam industri:
- Pengelasan. Helium adalah gas yang biasanya digunakan sebagai shielding gas untuk proses pengelasan, khususnya TIG (Tungsten Inert Gas) Welding. Ia sangat cocok untuk proses pengelasan logam reaktif seperti alumunium dan magnesium, karena tidak bereaksi dengan logam tersebut dan mencegah proses oksidasi selama proses pengelasan.
- Deteksi kebocoran. Helium sering digunakan pula sebagai tracer gas, pada proses deteksi kebocoran pada pipa dan kontainer. Caranya helium dimasukkan ke dalam pipa atau kontainer, lalu kebocoran gas dideteksi dengan menggunakan gas detektor helium.
- Balon udara. Karena sifatnya yang ringan dan inert, maka helium sering digunakan sebagai gas pengisi balon udara untuk beragam tujuan, seperti observasi udara, tanpa perlu proses pemanasan, sehingga aman dan efisien.
- Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. Helium digunakan sebagai pendingin di dalam Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMRS). Ia digunakan untuk mendinginkan magnet superkonduktor di dalam NMRS, yang digunakan pada proses pengukuran struktur molekul dan interkasinya.
- Pembuatan semikonduktor. Helium digunakan pada proses pembuatan semikonduktor, yang digunakan pada peralatan elektronik seperti komputer dan smart phone. Ia digunakan untuk mengusir pengotor dari proses pembuatan dan mencegah terjadinya kontaminasi pada material atau bahan semikonduktor.
- Gas Chromatography. Di dalam industri kimia, helium dan argon banyak digunakan sebagai carrier gas untuk alat Gas Chromatography, yang digunakan untuk menganalisa komponen di dalam campuran gas atau pelarut.
- Produksi minyak dan gas. Helium digunakan sebagai gas lifting dalam produksi minyak dan gas. Ia diinjeksikan ke dalam sumur minyak untuk menurunkan viskositas minyak, sehingga minyak lebih mudah untuk dipompakan ke permukaan.
- Penyimpanan gas. Helium digunakan pula untuk penyimpanan gas alam dan gas lainnya. Ia digunakan untuk mengkompresi tempat penyimpanan gas, karena mampu menjaganya pada suhu rendah.
Kesimpulannya, gas helium adalah salah satu gas industri yang memiliki banyak kegunaan, dari pengelasan, pendingin sampai industri minyak dan gas.
