Viisi pääasiallista argonin käyttöä

Jos joku pyytää sinua nimeämään maapallon ilmakehän kolme eniten kaasua, voit valita jossain järjestyksessä hapen, hiilidioksidin ja typen. Jos niin, olisit oikeassa - enimmäkseen. Se on vähän tunnettu tosiasia, että typen (N₂) ja happea (O₂), kolmanneksi runsain kaasu on jalokaasu-argon, jonka osuus on vajaa prosentti ilmakehän näkymättömästä koostumuksesta.

Kuusi jalokaasua ovat saaneet nimensä siitä, että kemian näkökulmasta nämä elementit ovat syrjäisiä, jopa ylpeä: Ne eivät reagoi muiden alkuaineiden kanssa, joten ne eivät tartu muihin atomiin muodostaen monimutkaisempia yhdisteet. Sen sijaan, että tekisit niistä hyödyttömiä teollisuudessa, tämä taipumus miettiä omaa atomiyritystään on se, mikä tekee näistä kaasuista käteviä tiettyihin tarkoituksiin. Esimerkiksi viisi tärkeintä argonin käyttötarkoitusta sisältävät sen sijoittamisen neonvaloihin, sen kyvyn auttaa määrittämään ikä hyvin vanhat aineet, sen käyttö eristeinä metallien valmistuksessa, rooli hitsauskaasuna ja käyttö kolmiulotteisissa aineissa painaminen.

Kuusi jalokaasua - helium, neon, argon, krypton, ksenoni ja radoni - vievät alkioiden jaksollisen taulukon oikeanpuoleisimman sarakkeen. (Kaikkien kemiallisten alkuaineiden tutkimusten yhteydessä on oltava kausitaulukko; Katso interaktiivisen esimerkin lähteet.) Tämän todelliset seuraukset ovat, että jalokaasuilla ei ole jaettavia elektroneja. Argonilla ja sen viidellä serkulla ei ole subatomisia tapoja, kuten täsmälleen oikean määrän paloja sisältävä palapeli. pulaa, jota on muutettava muiden elementtien lahjoituksilla, eikä siinä ole kelluvia lahjoja vuoro. Muodollinen termi tälle jalokaasujen reagoimattomuudelle on "inertti".

Kuten valmistunut palapeli, jalokaasu on kemiallisesti erittäin vakaa. Tämä tarkoittaa, että muihin elementteihin verrattuna on vaikeaa lyödä uloimpia elektroneja jalokaasuista käyttämällä energiasädettä. Tämä tarkoittaa, että näillä elementeillä - ainoilla alkuaineina, jotka ovat olemassa kaasuina huoneenlämpötilassa, kun taas muut ovat nesteitä tai kiinteitä aineita - on niin kutsuttu korkea ionisaatioenergia.

Helium, jossa on yksi protoni ja yksi neutroni, on universumin toiseksi yleisin alkuaine vedyn takana, joka sisältää vain protonin. Jättimäinen, jatkuva ydinfuusioreaktio, joka on vastuussa siitä, että tähdet ovat heidän superkirkkaita esineitä ovat vain lukemattomat vetyatomit, jotka törmäävät muodostamaan heliumatomeja miljardien eurojen ajan vuotta.

Kun sähköenergia kulkee jalokaasun läpi, valoa säteilee. Tämä on neonmerkkien perusta, joka on yleinen termi kaikille sellaisille näytöille, jotka on luotu jalokaasulla.

Argoni, lyhennettynä Ar, on jaksollisen järjestelmän alkionumero 18, joten se on kolmanneksi kevyin heliumin (atomiluku 2) ja neonin (numero 10) takana olevista kuudesta jalokaasusta. Kuten kemiallisen ja fysikaalisen tutkan alla lentävälle elementille sopii, ellei sitä provosoida, se on väritön, hajuton ja mauton. Sen molekyylipaino on 39,7 grammaa moolia kohden (tunnetaan myös daltoneina) vakaimmalla kokoonpanollaan. Voit muistaa, että useimmat elementit tulevat isotooppeina, jotka ovat saman elementin versioita eri numeroilla neutronien ja siten eri massojen (protonien lukumäärä ei muutu tai muuten itse elementin identiteetti olisi muuttaa). Tällä on kriittisiä vaikutuksia yhdellä argonin pääkäyttökohteista.

Neon-valot: Kuten on kuvattu, jalokaasut ovat käteviä neonvalojen luomiseen. Argonia yhdessä neonin ja kryptonin kanssa käytetään tähän tarkoitukseen. Kun sähkö kulkee argonkaasun läpi, se virittää väliaikaisesti syrjäisimmät kiertävät elektronit ja saa ne hyppäämään hetkeksi korkeammalle "kuorelle" eli energiatasolle. Kun elektroni palaa sitten tottuneelle energiatasolleen, se lähettää fotonin - massattoman valopaketin.

Radioisotooppitreffit: Argonia voidaan käyttää yhdessä kaliumin tai K: n kanssa, joka on jaksollisen järjestelmän elementti numero 19, tasalla oleville esineille, jotka ovat hämmästyttävän 4 miljardia vuotta vanhoja. Prosessi toimii näin:

Kaliumissa on tavallisesti 19 protonia ja 21 neutronia, mikä antaa sille suunnilleen saman atomimassan kuin argon (hieman alle 40), mutta sillä on erilainen protonien ja neutronien koostumus. Kun beetahiukkasena tunnettu radioaktiivinen hiukkanen törmää kaliumiin, se voi muuntaa yhden protonit kaliumytimessä neutroniksi, muuttamalla itse atomin argoniksi (18 protonia, 22 neutronit). Tämä tapahtuu ennustettavalla ja kiinteällä nopeudella ajan myötä ja hyvin hitaasti. Joten jos tutkijat tutkivat näytteen esimerkiksi tulivuorikivestä, he voivat verrata argonin ja kaliumin suhdetta näytteessä (joka nousee vähitellen ajan myötä) suhteeseen, joka olisi olemassa "upouusi" otoksessa, ja määritä kuinka vanha kivi on On.

Huomaa, että tämä eroaa "hiilikuittauksesta", termistä, jota käytetään usein väärin viittaamaan yleisesti radioaktiivisten hajoamismenetelmien käyttämiseen vanhojen objektien päivittämiseen. Hiilikuittaus, joka on vain tietyntyyppinen radioisotooppikuittaus, on hyödyllinen vain esineille, joiden tiedetään olevan luokkaa tuhansia vuosia.

Suojakaasu hitsauksessa: Argonia käytetään erikoiseosten hitsauksessa sekä autojen runkojen, äänenvaimentimien ja muiden autonosien hitsauksessa. Sitä kutsutaan suojakaasuksi, koska se ei reagoi minkä tahansa kaasujen ja metallien kanssa, jotka leijuvat hitsattavien metallien läheisyydessä; se vain vie tilaa ja estää muiden ei-toivottujen reaktioiden esiintymisen lähellä reaktiivisten kaasujen, kuten typen ja hapen, takia.

Lämpökäsittely: Inerttinä kaasuna argonia voidaan käyttää tarjoamaan happi- ja typpivapaa asetus lämpökäsittelyprosesseille.

3D-tulostus: Argonia käytetään kolmiulotteisen tulostuksen kasvavassa kentässä. Painomateriaalin nopean kuumennuksen ja jäähdytyksen aikana kaasu estää metallin hapettumisen ja muut reaktiot ja voi rajoittaa rasitusvaikutuksia. Argonia voidaan sekoittaa myös muiden kaasujen kanssa erikoissekoitusten luomiseksi tarpeen mukaan.

Metallintuotanto: Samoin kuin roolissaan hitsauksessa, argonia voidaan käyttää metallien synteesissä muiden prosessien kautta, koska se estää hapettumisen (ruostumisen) ja syrjäyttää ei-toivotut kaasut, kuten hiilimonoksidin.

Se, että argoni on kemiallisesti inertti, ei valitettavasti tarkoita sitä, että siinä ei ole potentiaalisia terveyshaittoja. Argonkaasu voi ärsyttää ihoa ja silmiä kosketuksessa ja nestemäisessä muodossaan paleltumia (on suhteellisen harvat argonöljyn käyttötarkoitukset ja "argaaniaöljy", joka on kosmetiikan yleinen ainesosa, eivät ole edes samanlaisia ​​kuin argon). Korkea argonkaasupitoisuus ilmassa suljetussa ympäristössä voi korvata hapen ja johtaa hengitysvaikeuksiin, jotka vaihtelevat lievästä vaikeaan riippuen argonin määrästä. Tämä johtaa tukehtumisoireisiin, mukaan lukien päänsärky, huimaus, sekavuus, heikkous ja vapina lievemmässä päässä sekä kooma ja jopa kuolema äärimmäisissä tapauksissa.

Jos tiedetään altistumista iholle tai silmille, huuhtelu ja huuhtelu lämpimällä vedellä on suositeltava hoitomenetelmä. Kun argonia on hengitetty, voidaan vaatia normaalia hengitystukea, mukaan lukien maskilla tehty hapetus, jotta veren happitaso palautuu normaaliksi; On tietysti myös välttämätöntä saada kyseinen henkilö pois argonipitoisesta ympäristöstä.