Heliumballons entleeren sich schneller als Luftballons und Latexballons schneller als Folienballons. Aber warum lassen Heliumballons überhaupt die Luft ab? Finde es hier heraus.

Es gibt mehrere Faktoren, die hier ins Spiel kommen. Beginnen wir mit dem Latexballon.

Wenn man den Latex eines Ballons oft genug vergrößert, um seine Struktur zu erkennen, sieht man etwas, das einem Nudelhaufen ähnelt. Und wie bei einem Nudelhaufen würdest du zwischen den winzigen Strängen Tausende von kleinen Lücken sehen.

Das stimmt – dein Latexballon ist voller Löcher! (Und wenn du den Ballon aufbläst und das Latex dehnst, werden die Löcher sogar noch größer.)

Nun sind die Löcher extrem klein. Denk daran, dass du durch ein Mikroskop schaust. Aber mit der Zeit wird die Luft oder das Helium im Inneren des Ballons aus den porösen Wänden entweichen, und zurück bleibt ein entleerter Ballon. Das nennt man „Permeation“

Du hast vielleicht schon bemerkt, dass deine Latex-Helium-Ballons längst aufgebraucht sind, während deine luftgefüllten Latex-Ballons immer noch aufgeblasen sind.

Warum entleeren sich Helium-Ballons schneller als luftgefüllte Ballons?

Es geht eigentlich nur um die Größe. Und dabei geht es nicht um den Ballon.

Helium ist das zweitkleinste Molekül im Periodensystem. Einzelne Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle (die Luft in deinem luftgefüllten Ballon) sind etwa viermal so groß wie Heliummoleküle.

Aber Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle haben nicht die gleichen Freiheiten wie Heliummoleküle.

In Gasform bewegt sich jedes einzelne Heliummolekül für sich allein. Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle sind zweiatomig, d.h. sie sind paarweise aneinander gebunden.

Es kleben also zwei Sauerstoffmoleküle aneinander und zwei Stickstoffmoleküle aneinander, und keine der beiden Molekülarten kann sich so frei bewegen wie ein Heliummolekül.

Das bedeutet, dass diese zusammenhängenden Moleküle nun fast achtmal so groß sind wie ein einzelnes Heliummolekül.

Wir kehren also zur Permeation zurück, die wir vorhin besprochen haben.

Stellen Sie sich vor, ein kleines Kind geht durch eine Tür. Als Nächstes gehen zwei Erwachsene, die sich in die Arme schließen, nebeneinander durch dieselbe Tür. Den beiden Erwachsenen würde es schwerer fallen, durch die Tür zu kommen als dem kleinen Kind.

Die kleinen, einzelnen Heliummoleküle können viel leichter durch die winzigen Löcher im Latex entweichen als die zusammenhängenden Sauerstoff- oder Stickstoffmoleküle. Irgendwann kommen sie alle raus, aber das Helium hat es viel leichter zu entkommen.

Deshalb lassen deine Heliumballons schneller die Luft ab als die, die du mit Luft füllst.

Warum lassen Latex-Heliumballons eher die Luft ab als Folienballons?

Du hast wahrscheinlich bemerkt, dass dein heliumgefüllter Folienballon im Vergleich zu einem heliumgefüllten Latexballon sehr lange hält. Und nach dem, was wir bisher gelernt haben, nimmst du wahrscheinlich an, dass es am Material des Ballons selbst liegt.

Und du hättest Recht.

Im Gegensatz zu Latex ist das Folienmaterial nicht porös und dehnt sich auch nicht aus. Heliummoleküle können und werden irgendwann entweichen, aber normalerweise geschieht dies entweder durch den Stiel des Ballons oder durch mikroskopisch kleine Unregelmäßigkeiten in den Nähten, nicht durch das Material selbst.

Stellen Sie sich das Ganze wie einen Konzertsaal vor, in dem Tausende von Menschen als Heliummoleküle dienen und die Lücken im Folienballon die Türen des Gebäudes sind. Wenn es nur eine oder zwei Türen gibt, dauert es verdammt lange, bis alle raus sind.

Deshalb schwebt dein Folienballon noch Wochen, nachdem du ihn nach Hause gebracht hast.

Warum entweicht Helium überhaupt?

Gute Frage. Heliumgas ist notorisch „undicht“. Die Moleküle sind so klein, dass sie durch die kleinsten Öffnungen entweichen können, und weil sie „leichter als Luft“ sind, wollen sie ständig entweichen und in den Himmel aufsteigen.

Deshalb wird Helium verwendet, um undichte Stellen zu finden, zum Beispiel in Schiffsrümpfen. Wenn das Helium nicht aus den Nähten des Bootes entweichen kann, kann das Wasser nicht eindringen.

So, das war’s!

Nicht bereit, wieder an die Arbeit zu gehen?

Sieh dir unseren Artikel mit Videos darüber an, wie Latexballons hergestellt werden und wie Latex vom Gummibaum abgezapft wird.