Argooni viis peamist kasutust

Kui keegi paluks teil nimetada kolm kõige rikkamat gaasi Maa atmosfääris, võite valida mõnes järjekorras hapniku, süsinikdioksiidi ja lämmastiku. Kui jah, siis oleks sul õigus - enamasti. See on vähetuntud fakt, et lämmastiku (N₂) ja hapnik (O₂), kolmas kõige rikkalikum gaas on väärisgaasi argoon, mis moodustab veidi alla 1 protsendi atmosfääri nähtamatust koostisest.

Kuus väärisgaasi saavad oma nime sellest, et keemia seisukohalt on need elemendid eemal, isegi ülemeelik: Nad ei reageeri teiste elementidega, nii et nad ei seondu teiste aatomitega, moodustades keerukamaid ühendid. Selle asemel, et muuta need tööstuses kasutuks, teeb see kalduvus mõelda omaenda aatomiärile, mis muudab mõned neist gaasidest konkreetsete eesmärkide jaoks käepäraseks. Argooni viis peamist kasutust hõlmavad näiteks neoonvalgustitesse paigutamist, võimet aidata vanust määrata väga vanad ained, selle kasutamine isolaatorina metallide tootmisel, selle roll keevitusgaasina ja kasutamine 3D-ga trükkimine.

Kuus väärisgaasi - heelium, neoon, argoon, krüpton, ksenoon ja radoon - hõivavad elementide perioodilisustabeli kõige parempoolsema veeru. (Iga keemilise elemendi uurimisega peaks kaasnema perioodiline tabel; vaata interaktiivse näite ressursse.) Selle tegelik mõju on see, et väärisgaasidel pole jagatavaid elektrone. Argoonil ja tema viiel nõbul pole mõistagi õiges koguses tükke sisaldava mõistatusekarbi allatoomilisi omadusi. puudujääke, mida tuleb muuta teiste elementide annetustega, ja sellel ei ole ujumiseks mingeid lisasid pööre. Selle väärisgaaside mittereaktiivsuse ametlik termin on "inertne".

Nagu valmis puzzle, on ka väärisgaas keemiliselt väga stabiilne. See tähendab, et võrreldes teiste elementidega on ülikiireid elektrone energiavõra abil väärisgaasidelt koputada. See tähendab, et nendel elementidel - ainsatel toatemperatuuril gaasidena eksisteerivatel elementidel, ülejäänud kõik on vedelad või tahked - on nn kõrge ionisatsioonienergia.

Heelium, millel on üks prooton ja üks neutron, on universumis vesiniku taga suuruselt teine ​​element, mis sisaldab ainult prootoni. Hiiglaslik, käimasolev tuumasünteesireaktsioon, mis vastutab selle eest, et tähed oleksid nende üliheled objektid on mitte rohkem kui lugematud vesiniku aatomid, mis põrkuvad kokku heeliumi aatomite moodustamiseks miljardite aastat.

Kui elektrienergia juhitakse läbi väärisgaasi, eraldub valgus. See on aluseks neoonmärkidele, mis on üldnimetus igale sellisele väärisgaasi abil loodud väljapanekule.

Argoon, lühendatult Ar, on perioodilisustabeli element number 18, mistõttu on see heeliumi (aatomnumber 2) ja neooni (number 10) taga olevast kuuest väärisgaasist kolmas kõige kergem. Nagu kohane elemendile, mis lendab keemilise ja füüsikalise radari all, kui see pole provotseeritud, on see värvitu, lõhnatu ja maitsetu. Selle stabiilsemas konfiguratsioonis on molekulmass 39,7 grammi mooli kohta (tuntud ka kui daltonid). Teistest lugemistest võite meenutada, et enamik elemente on isotoopid, mis on sama elemendi versioonid erinevate numbritega neutronite ja seega erinevate masside arv (prootonite arv ei muutu, muidu peaks elemendi enda identiteet olema muutus). Sellel on argooni ühes peamises kasutuses kriitiline mõju.

Neoontuled: Nagu kirjeldatud, on väärisgaasid neoontulede loomisel käepärased. Selleks kasutatakse argooni koos neooni ja krüptooniga. Kui elekter läbib argoongaasi, ergastab see ajutiselt orbiidil olevaid elektrone ja paneb need korraks hüppama kõrgemale "kestale" ehk energiatasemele. Kui elektron naaseb seejärel harjumuspärasele energiatasemele, kiirgab ta footoni - massita valguspaketti.

Radioisotoopide tutvumine: Argooni saab kasutada koos hämmastavalt 4 miljardi aasta vanuste objektidega kaaliumi või K-ga, mis on perioodilisustabeli element number 19. Protsess töötab järgmiselt:

Kaaliumil on tavaliselt 19 prootonit ja 21 neutronit, mis annab sellele umbes sama aatommassi kui argoon (veidi alla 40), kuid erineva prootonite ja neutronite koostisega. Kui beetaosakesena tuntud radioaktiivne osake põrkub kaaliumiga kokku, võib see muuta ühe neist prootonid kaaliumi tuumas neutroniks, muutes aatomi ise argooniks (18 prootonit, 22 neutronid). See toimub aja jooksul ettearvatava ja fikseeritud kiirusega ning väga aeglaselt. Nii et kui teadlased uurivad näiteks vulkaanilise kivimi proovi, saavad nad proovis võrrelda argooni ja kaaliumi suhet (mis aja jooksul tõuseb järk-järgult) suhteni, mis oleks olemas "täiesti uues" valimis, ja määrake, kui vana kivi on on.

Pange tähele, et see erineb "süsiniku dateerimisest" - terminist, mida kasutatakse sageli valesti, et viidata vanade objektide dateerimiseks radioaktiivse lagunemise meetodite kasutamisele. Süsinikkuupäev, mis on ainult spetsiifiline radioisotoopide dateerimise tüüp, on kasulik ainult objektidele, mis teadaolevalt on tuhandete aastate vanuses.

Kaitsegaas keevitamisel: Argooni kasutatakse nii erisulamite kui ka autoraamide, summutite ja muude autoosade keevitamisel. Seda nimetatakse kaitsegaasiks, kuna see ei reageeri mis tahes gaaside ja metallidega, mis hõljuvad keevitatavate metallide läheduses; see lihtsalt võtab ruumi ja takistab reaktiivsete gaaside, näiteks lämmastiku ja hapniku tõttu, teiste soovimatute reaktsioonide tekkimist.

Kuumtöötlus: Inertgaasina saab argooni kasutada hapniku- ja lämmastikuvaba keskkonna loomiseks kuumtöötlemisprotsessides.

3D-printimine: Argooni kasutatakse kolmemõõtmelise printimise kasvavas valdkonnas. Trükimaterjali kiirel kuumutamisel ja jahutamisel hoiab gaas ära metalli oksüdeerumise ja muud reaktsioonid ning võib piirata stressimõjusid. Vajadusel saab spetsiaalsete segude loomiseks argooni segada ka teiste gaasidega.

Metalli tootmine: Sarnaselt oma rolliga keevitamisel saab argooni kasutada metallide sünteesis muude protsesside kaudu, kuna see takistab oksüdeerumist (roostetamist) ja tõrjub välja soovimatud gaasid nagu süsinikmonooksiid.

See, et argoon on keemiliselt inertne, ei tähenda kahjuks seda, et sellel pole võimalikke terviseriske. Argoongaas võib kokkupuutel ärritada nahka ja silmi ning vedelal kujul põhjustada külmumist (on suhteliselt vähe argooniõli ja kosmeetikas levinud koostisosa "argaaniaõli" pole isegi kaugelt sama mis argoon). Argooni kõrge sisaldus õhus suletud keskkonnas võib hapniku välja tõrjuda ja põhjustada hingamisteede probleeme, mis ulatuvad kergest kuni raskeni, sõltuvalt argooni sisaldusest. Selle tulemuseks on lämbumise sümptomid, sealhulgas peavalu, pearinglus, segasus, nõrkus ja värinad kergemas otsas ning kooma ja isegi äärmuslikel juhtudel surm.

Naha või silma teadaoleva kokkupuute korral on eelistatav loputus ja loputamine sooja veega. Kui argoon on sisse hingatud, võib vere hapnikutaseme normaliseerumiseks olla vajalik tavaline hingamistoetus, sealhulgas maskiga hapnikuga varustatus; Mõjutatud inimene on loomulikult vajalik ka argoonirikkast keskkonnast välja toomiseks.