Pět hlavních použití argonu

Pokud vás někdo požádal, abyste pojmenovali tři nejhojnější plyny v zemské atmosféře, můžete zvolit v určitém pořadí kyslík, oxid uhličitý a dusík. Pokud ano, měli byste pravdu - většinou. Je málo známým faktem, že za dusíkem (N.₂) a kyslík (O.₂), třetím nejhojnějším plynem je argon z ušlechtilého plynu, který představuje necelé 1 procento neviditelného složení atmosféry.

Šest vzácných plynů odvozuje svůj název od skutečnosti, že z chemického hlediska jsou tyto prvky rezervované, dokonce povýšený: Nereagují s jinými prvky, takže se nepřipojí k jiným atomům, aby vytvořili složitější sloučeniny. Spíše než aby byly v průmyslu nepoužitelné, je tato tendence všímat si vlastního atomového podnikání to, co dělá některé z těchto plynů užitečné pro specifické účely. Mezi pět hlavních použití argonu patří například jeho umístění v neonových světlech, jeho schopnost určit věk velmi staré látky, jeho použití jako izolátoru při výrobě kovů, jeho role jako svařovacího plynu a jeho použití ve 3D tisk.

Šest vzácných plynů - hélium, neon, argon, krypton, xenon a radon - zaujímá pravý sloupec v periodické tabulce prvků. (Každé vyšetření chemického prvku by mělo být doprovázeno periodickou tabulkou; Interaktivní příklad viz Zdroje.) Důsledky pro skutečný svět jsou takové, že ušlechtilé plyny nemají žádné sdílitelné elektrony. Argon a jeho pět bratranců spíše jako skládačka obsahující správný počet dílků nemá žádné subatomární nedostatků, které je třeba doplnit o dary od jiných prvků, a nemá žádné doplňky, které by se daly darovat otáčet se. Formální termín pro tuto nereaktivitu vzácných plynů je „inertní“.

Jako dokončená hádanka je vzácný plyn chemicky velmi stabilní. To znamená, že ve srovnání s jinými prvky je obtížné srazit nejvzdálenější elektrony z ušlechtilých plynů pomocí paprsku energie. To znamená, že tyto prvky - jediné prvky, které existují jako plyny při pokojové teplotě, ostatní jsou kapaliny nebo pevné látky - mají takzvanou vysokou ionizační energii.

Helium, s jedním protonem a jedním neutronem, je druhým nejhojnějším prvkem ve vesmíru za vodíkem, který obsahuje pouze proton. Obří probíhající reakce jaderné fúze, která je zodpovědná za to, že hvězdy jsou jejich superjasnými objekty are is not more than countless atóm vodíku se sráží za vzniku atomů helia po dobu miliard miliard let.

Když elektrická energie prochází vzácným plynem, vyzařuje se světlo. To je základ pro neonové nápisy, což je obecný termín pro jakýkoli takový displej vytvořený pomocí vzácného plynu.

Argon, zkráceně Ar, je prvek číslo 18 na periodické tabulce, což z něj činí třetí nejlehčí ze šesti vzácných plynů za heliem (atomové číslo 2) a neonem (číslo 10). Jak se sluší na prvek, který letí pod chemickým a fyzickým radarem, pokud není vyprovokován, je bezbarvý, bez zápachu a bez chuti. Ve své nejstabilnější konfiguraci má molekulovou hmotnost 39,7 gramů na mol (také známou jako dalton). Z jiného čtení si můžete vzpomenout, že většina prvků pochází z izotopů, což jsou verze stejného prvku s různými čísly neutronů a tedy různých hmot (počet protonů se nemění, jinak by musela být identita samotného prvku změna). To má zásadní důsledky pro jedno z hlavních použití argonu.

Neonová světla: Jak bylo popsáno, vzácné plyny jsou užitečné pro vytváření neonových světel. K tomuto účelu se používá argon, neon a krypton. Když elektřina prochází argonovým plynem, dočasně vzrušuje nejvzdálenější obíhající elektrony a způsobuje, že krátce skočí na vyšší „skořápku“ neboli energetickou hladinu. Když se elektron vrátí na svoji obvyklou energetickou hladinu, vydá foton - bezhmotný balíček světla.

Radioizotop Seznamka: Argon lze použít spolu s draslíkem nebo K, což je prvek číslo 19 v periodické tabulce, k datování objektů starých až 4 miliardy let. Proces funguje takto:

Draslík má obvykle 19 protonů a 21 neutronů, což mu dává přibližně stejnou atomovou hmotnost jako argon (necelých 40), ale s odlišným složením protonů a neutronů. Když se radioaktivní částice známá jako beta částice srazí s draslíkem, může přeměnit jednu z nich protony v jádru draslíku na neutron, čímž se atom změní na argon (18 protonů, 22 neutrony). K tomu dochází v průběhu času předvídatelnou a pevnou rychlostí a velmi pomalu. Pokud tedy vědci zkoumají vzorek řekněme vulkanické horniny, mohou porovnat poměr argonu a draslíku ve vzorku (který se časem postupně zvyšuje) k poměru, který by existoval ve „zcela novém“ vzorku, a určit, jak starý je kámen je.

Všimněte si, že se to liší od „datování uhlíku“, což je termín, který se často nesprávně používá k obecnému označení použití metod radioaktivního rozpadu k datování starých objektů. Uhlíkové datování, které je jen specifickým typem datování radioizotopů, je užitečné pouze pro objekty, o nichž je známo, že jsou staré tisíce let.

Ochranný plyn při svařování: Argon se používá při svařování speciálních slitin i při svařování automobilových rámů, tlumičů výfuku a dalších automobilových dílů. Nazývá se to ochranný plyn, protože nereaguje s plyny a kovy, které se vznášejí v blízkosti svařovaných kovů; pouze zabírá místo a brání dalším nežádoucím reakcím v blízkosti v důsledku reaktivních plynů, jako je dusík a kyslík.

Tepelné zpracování: Jako inertní plyn lze použít argon k zajištění nastavení bez obsahu kyslíku a dusíku pro procesy tepelného zpracování.

3D tisk: Argon se využívá v rychle se rozvíjejícím poli trojrozměrného tisku. Během rychlého zahřívání a ochlazování tiskového materiálu plyn zabrání oxidaci kovu a dalším reakcím a může omezit dopad stresu. Argon lze také smíchat s jinými plyny a podle potřeby vytvořit speciální směsi.

Kovovýroba: Podobně jako při svařování může být argon použit při syntéze kovů jinými procesy, protože zabraňuje oxidaci (rezivění) a vytlačuje nežádoucí plyny, jako je oxid uhelnatý.

Tento argon je chemicky inertní, bohužel neznamená, že neobsahuje potenciální zdravotní rizika. Argonový plyn může při kontaktu dráždit pokožku a oči a v kapalné formě může způsobit omrzliny (existují relativně málo použití argonového oleje a „arganový olej“, běžná přísada v kosmetice, není ani zdaleka stejný jako argon). Vysoká hladina plynného argonu ve vzduchu v uzavřeném prostředí může vytlačovat kyslík a vést k respiračním problémům, od mírných až po závažné, v závislosti na množství přítomného argonu. To má za následek příznaky udušení, včetně bolesti hlavy, závratí, zmatenosti, slabosti a třesu na mírnějším konci, v nejextrémnějších případech kóma a dokonce smrt.

V případě známé expozice kůže nebo očí je upřednostňovaným opláchnutím a propláchnutím teplou vodou. Po vdechnutí argonu může být vyžadována standardní podpora dýchání, včetně okysličování maskou, aby se hladina kyslíku v krvi vrátila k normálu; samozřejmě je také nutné dostat postiženou osobu z prostředí bohatého na argon.