Lima Penggunaan Utama Argon

Jika seseorang meminta Anda untuk menyebutkan tiga gas paling melimpah di atmosfer Bumi, Anda dapat memilih, dalam urutan tertentu, oksigen, karbon dioksida, dan nitrogen. Jika demikian, Anda akan benar – kebanyakan. Fakta yang sedikit diketahui bahwa di balik nitrogen (N₂) dan oksigen (O₂), gas ketiga yang paling berlimpah adalah argon gas mulia, terhitung hanya di bawah 1 persen dari komposisi atmosfer yang tak terlihat.

Enam gas mulia mendapatkan namanya dari fakta bahwa, dari sudut pandang kimia, unsur-unsur ini menyendiri, bahkan angkuh: Mereka tidak bereaksi dengan unsur lain, sehingga mereka tidak terikat pada atom lain untuk membentuk lebih kompleks senyawa. Namun, alih-alih menjadikannya tidak berguna dalam industri, kecenderungan untuk memikirkan bisnis atom sendiri inilah yang membuat beberapa gas ini berguna untuk tujuan tertentu. Lima kegunaan utama argon, misalnya, termasuk penempatannya di lampu neon, kemampuannya untuk membantu menentukan usia zat yang sangat tua, penggunaannya sebagai isolator dalam pembuatan logam, perannya sebagai gas las dan penggunaannya dalam 3-D pencetakan.

Enam gas mulia – helium, neon, argon, kripton, xenon, dan radon – menempati kolom paling kanan dalam tabel periodik unsur. (Setiap pemeriksaan unsur kimia harus disertai dengan tabel periodik; lihat Sumberdaya untuk contoh interaktif.) Implikasi dunia nyata dari hal ini adalah bahwa gas mulia tidak memiliki elektron yang dapat dibagikan. Agak seperti kotak teka-teki yang berisi jumlah potongan yang tepat, argon dan lima sepupunya tidak memiliki subatomik apa pun. kekurangan yang perlu diubah dengan sumbangan dari elemen lain, dan tidak ada tambahan yang beredar untuk disumbangkan belok. Istilah formal untuk non-reaktivitas gas mulia ini adalah "inert."

Seperti teka-teki yang sudah selesai, gas mulia sangat stabil secara kimiawi. Ini berarti bahwa, dibandingkan dengan unsur-unsur lain, sulit untuk menjatuhkan elektron terluar dari gas mulia menggunakan seberkas energi. Ini berarti bahwa unsur-unsur ini - satu-satunya unsur yang ada sebagai gas pada suhu kamar, yang lainnya semuanya cair atau padat - memiliki apa yang disebut energi ionisasi tinggi.

Helium, dengan satu proton dan satu neutron, adalah unsur paling melimpah kedua di alam semesta setelah hidrogen, yang hanya berisi proton. Reaksi fusi nuklir raksasa yang sedang berlangsung yang bertanggung jawab atas bintang-bintang menjadi objek super-terang mereka adalah tidak lebih dari atom hidrogen yang tak terhitung jumlahnya yang bertabrakan untuk membentuk atom helium selama periode miliaran tahun.

Ketika energi listrik dilewatkan melalui gas mulia, cahaya dipancarkan. Ini adalah dasar untuk tanda neon, yang merupakan istilah umum untuk tampilan semacam itu yang dibuat menggunakan gas mulia.

Argon, disingkat Ar, adalah unsur nomor 18 pada tabel periodik, menjadikannya yang paling ringan ketiga dari enam gas mulia di belakang helium (nomor atom 2) dan neon (nomor 10). Sebagaimana layaknya elemen yang terbang di bawah radar kimia dan fisik kecuali diprovokasi, itu tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Ia memiliki berat molekul 39,7 gram per mol (juga dikenal sebagai dalton) dalam konfigurasinya yang paling stabil. Anda mungkin ingat dari bacaan lain bahwa sebagian besar unsur datang dalam isotop, yang merupakan versi dari unsur yang sama dengan nomor yang berbeda neutron dan massa yang berbeda (jumlah proton tidak berubah atau identitas elemen itu sendiri harus perubahan). Ini memiliki implikasi penting dalam salah satu penggunaan utama argon.

Lampu neon: Seperti yang dijelaskan, gas mulia berguna untuk membuat lampu neon. Argon, bersama dengan neon dan kripton, digunakan untuk tujuan ini. Ketika listrik melewati gas argon, itu untuk sementara menggairahkan elektron yang mengorbit terluar dan menyebabkan mereka melompat sebentar ke "kulit" atau tingkat energi yang lebih tinggi. Ketika elektron kemudian kembali ke tingkat energi yang biasa, ia memancarkan foton – paket cahaya tak bermassa.

Penanggalan Radioisotop: Argon dapat digunakan bersama dengan kalium, atau K, yang merupakan unsur nomor 19 pada tabel periodik, hingga benda-benda yang berusia hingga 4 miliar tahun yang mengejutkan. Prosesnya bekerja seperti ini:

Kalium biasanya memiliki 19 proton dan 21 neutron, memberikan massa atom yang sama dengan argon (hanya di bawah 40) tetapi dengan komposisi proton dan neutron yang berbeda. Ketika partikel radioaktif yang dikenal sebagai partikel beta bertabrakan dengan kalium, ia dapat mengubah salah satu proton dalam inti kalium menjadi neutron, mengubah atom itu sendiri menjadi argon (18 proton, 22 neutron). Ini terjadi pada tingkat yang dapat diprediksi dan tetap dari waktu ke waktu, dan sangat lambat. Jadi jika para ilmuwan memeriksa sampel, katakanlah, batuan vulkanik, mereka dapat membandingkan rasio argon dengan kalium dalam sampel tersebut (yang naik secara bertahap dari waktu ke waktu) dengan rasio yang akan ada dalam sampel "baru", dan tentukan berapa umur batu aku s.

Perhatikan bahwa ini berbeda dari "penanggalan karbon", sebuah istilah yang sering salah digunakan untuk merujuk secara umum pada penggunaan metode peluruhan radioaktif untuk penanggalan benda-benda tua. Penanggalan karbon, yang hanya merupakan jenis penanggalan radioisotop tertentu, hanya berguna untuk objek yang diketahui berusia ribuan tahun.

Gas Perisai dalam Pengelasan: Argon digunakan dalam pengelasan paduan khusus serta dalam pengelasan rangka mobil, knalpot dan suku cadang otomotif lainnya. Disebut gas pelindung karena tidak bereaksi dengan gas dan logam apa pun yang melayang di sekitar logam yang dilas; itu hanya memakan ruang dan mencegah reaksi lain yang tidak diinginkan terjadi di dekatnya karena gas reaktif seperti nitrogen dan oksigen.

Perlakuan Panas: Sebagai gas inert, argon dapat digunakan untuk memberikan pengaturan bebas oksigen dan nitrogen untuk proses perlakuan panas.

Pencetakan 3-D: Argon digunakan dalam bidang pencetakan tiga dimensi yang sedang berkembang. Selama pemanasan cepat dan pendinginan bahan cetak, gas akan mencegah oksidasi logam dan reaksi lainnya dan dapat membatasi dampak stres. Argon juga dapat dicampur dengan gas lain untuk membuat campuran khusus sesuai kebutuhan.

Produksi Logam: Mirip dengan perannya dalam pengelasan, argon dapat digunakan dalam sintesis logam melalui proses lain karena mencegah oksidasi (karat) dan menggantikan gas yang tidak diinginkan seperti karbon monoksida.

Sayangnya, argon itu inert secara kimiawi tidak berarti bebas dari potensi bahaya kesehatan. Gas argon dapat mengiritasi kulit dan mata saat bersentuhan, dan dalam bentuk cairnya dapat menyebabkan radang dingin (ada: penggunaan minyak argon yang relatif sedikit, dan "minyak argan", bahan umum dalam kosmetik, bahkan tidak jauh sama dengan argon). Tingkat gas argon yang tinggi di udara dalam lingkungan tertutup dapat menggantikan oksigen dan menyebabkan masalah pernapasan mulai dari yang ringan hingga yang parah, tergantung pada seberapa banyak argon yang ada. Hal ini menyebabkan gejala mati lemas termasuk sakit kepala, pusing, kebingungan, kelemahan dan tremor pada akhir yang lebih ringan, dan koma dan bahkan kematian dalam kasus yang paling ekstrim.

Dalam kasus paparan kulit atau mata yang diketahui, membilas dan membilas dengan air hangat adalah perawatan yang lebih disukai. Ketika argon telah dihirup, dukungan pernapasan standar, termasuk oksigenasi dengan masker, mungkin diperlukan untuk mengembalikan kadar oksigen darah ke normal; mengeluarkan orang yang terkena dampak dari lingkungan yang kaya argon tentu saja diperlukan juga.