Садржај
Ако би вас неко питао да наведете три најзаступљенија гасова у Земљиној атмосфери, неким би редом могли да изаберете кисеоник, угљен-диоксид и азот. Ако је тако, били бисте у праву - углавном. Мало је позната чињеница да иза азота (Н)2) и кисеоник (О)2), трећи најбројнији гас је племенити гас аргон, који чини нешто мање од 1 процента атмосфере невидљивог састава.
Шест племенитих гасова добивају своје име по чињеници да су, са хемијског становишта, ти елементи издвојени, чак и хвалочасни: Не реагују са другим елементима, па се не вежу за друге атоме да би формирали сложенија једињења. Уместо да их учини бескорисним у индустрији, међутим, ова тенденција да се пази на сопствене атомске послове је оно што неке од ових гасова чини погодним за посебне сврхе. Пет главних употреба аргона, на пример, укључују његово постављање у неонска светла, његову способност да помогне у одређивању старости веома старих материја, његову употребу као изолатора у производњи метала, његову улогу заваривачког гаса и његову употребу у 3-Д инг.
Основе племенитог гаса
Шест племенитих гасова - хелијум, неон, аргон, криптон, ксенон и радон - заузимају крајњи десни ступац у периодној табели елемената. (Свако испитивање хемијског елемента треба да буде попраћено периодичном табелом; видети Ресурсе за интерактивни пример.) Последице овог реалног света су да племенити гасови немају измењиве електроне. Уместо да кутија за слагалице садржи тачно прави број комада, аргон и његових пет рођака немају субатомске несташице које би требало изменити донацијама других елемената, а нема додатка који лебде около да донирају заузврат. Формални израз за ову нереактивност племенитих гасова је "инертан".
Попут довршене слагалице, и племенити гас је хемијски веома стабилан. То значи да је, у поређењу с другим елементима, тешко срушити најудаљеније електроне из племенитих гасова коришћењем снопа енергије. То значи да ови елементи - једини елементи који постоје као гасови на собној температури, а остали су течност или чврста супстанца - имају оно што се назива високом енергијом јонизације.
Хелијум, са једним протоном и једним неутроном, други је најбројнији елемент у свемиру иза водоника, који садржи само протон. Огромна, непрекидна реакција нуклеарне фузије која је одговорна за то да звезде буду супер светли објекти какви јесу, није ништа више него безбројни атоми водоника који се сударају да би формирали атоме хелијума у периоду од милијарду година.
Када се електрична енергија преноси племенитим гасом, емитује се светлост. Ово је основа за неонске знакове, што је генерички израз за сваки такав приказ створен коришћењем племенитог гаса.
Својства Аргона
Аргон, скраћено Ар, је елемент број 18 на периодичној табели, што га чини трећим најлакшим од шест племенитих гасова иза хелијума (атомски број 2) и неона (број 10). Као што одговара елементу који лети под хемијским и физичким радарима ако га не изазове, безбојан је, без мириса и укуса. Молекулска маса је 39,7 грама по молу (позната и као далтони) у својој најстабилнијој конфигурацији. Можете се присјетити из другог читања да већина елемената долази у изотопима, то су верзије истог елемента с различитим бројем неутрона и тако различитом масом (број протона се не мијења или ће се идентитет самог елемента морати промијенити ). То има критичне импликације у једној од главних употреба аргона.
Употребе Аргона
Неонска светла: Као што је описано, племенити гасови су згодни за стварање неонских светала. У ту сврху се користи аргон, заједно са неоном и криптоном. Када електричне енергије прођу кроз гас аргона, он привремено побуђује најудаљеније орбите електроне и изазива их да накратко скоче на виши "шкољку" или енергетски ниво. Када се електрон затим врати на свој навикнути енергетски ниво, емитује фотон - безмасни пакет светлости.
Упознавање у радиоизотопу: Аргон се може користити заједно са калијумом или К, што је елемент број 19 на периодичној табели, за датирање предмета до старских 4 милијарде година. Процес делује овако:
Калијум обично има 19 протона и 21 неутрона, што му даје приближно исту атомску масу као аргон (нешто мање од 40 година), али са различитим саставом протона и неутрона. Када се радиоактивна честица позната као бета честица судара са калијумом, она може претворити један од протона у језгру калијума у неутрон, претварајући сам атом у аргон (18 протона, 22 неутрона). То се догађа предвидивом и фиксном брзином у току времена, и то врло споро. Дакле, ако научници испитају узорак, рецимо, вулканске стене, они могу да упореде однос аргона и калијума у узорку (који се временом повећава) са односом који би постојао у „потпуно новом“ узорку и утврдили како стара је стена.
Имајте на уму да се ово разликује од „датирања угљеником“, термина који се често погрешно односи на генеричко коришћење метода радиоактивног распадања за датирање старих објеката. Датирање угљеника, само специфична врста радиоизотопског датирања, корисно је само за објекте за које се зна да су стари више хиљада година.
Заштитни гас у заваривању: Аргон се користи за заваривање специјалних легура као и за заваривање аутомобилских рамова, пригушивача и других делова аутомобила. Назван је заштитним гасом јер не реагује ни са којим гасом и металом лебди у близини метала заварених; само заузима простор и спречава да се у близини појаве друге, нежељене реакције, захваљујући реактивним гасовима као што су азот и кисеоник.
Термичка обрада: Као инертни гас, аргон се може користити за обезбеђивање подешавања без кисеоника и азота за поступке топлотне обраде.
3-Д инг: Аргон се користи у растућем пољу тродимензионалног инг. За време брзог загревања и хлађења материјала, гас ће спречити оксидацију метала и друге реакције и може ограничити утицај стреса. Аргон се такође може мешати са другим гасовима како би се створиле специјалне мешавине по потреби.
Производња метала: Слично својој улози у заваривању, аргон се може користити и у синтези метала другим процесима јер спречава оксидацију (хрђање) и истискује нежељене гасове, као што је угљен моноксид.
Опасности од Аргона
Тај аргон је хемијски инертан, на жалост, не значи да нема потенцијалних опасности по здравље. Гас аргона може надражити кожу и очи при контакту, а у течном облику може изазвати смрзавање (ретко се користи аргоново уље, а „арганово уље“, уобичајени састојак у козметици, није ни на исти начин као аргон). Високи нивои аргона у ваздуху у затвореном окружењу могу избацити кисеоник и довести до респираторних проблема у распону од благих до тешких, у зависности од тога колико аргона има. То резултира симптомима гушења, укључујући главобољу, вртоглавицу, збуњеност, слабост и дрхтање на блажем крају, и кому, па чак и смрт у најекстремнијим случајевима.
У случајевима познате изложености кожи или очима пожељно је испирање и испирање топлом водом. Када се аргон удахне, може бити потребна стандардна подршка за дисање, укључујући оксигенацију маском, да би се ниво кисеоника у крви вратио у нормалу; Избацивање погођене особе из окружења богатог аргоном је наравно такође неопходно.