アルゴンの5つの主な用途

誰かが地球の大気中に最も豊富な3つのガスに名前を付けるように頼んだ場合、あなたはある順序で、酸素、二酸化炭素、窒素を選ぶかもしれません。 もしそうなら、あなたは正しいでしょう–ほとんど。 窒素の背後にあることはあまり知られていない事実です（N₂）と酸素（O₂）、3番目に豊富なガスは希ガスのアルゴンであり、大気の目に見えない組成の1パーセント弱を占めています。

6つの希ガスの名前は、化学の観点から、これらの元素が離れているという事実に由来しています。 傲慢：他の元素と反応しないため、他の原子と結合してより複雑になることはありません 化合物。 しかし、それらを産業で役に立たなくするのではなく、自分自身の原子ビジネスを気にするこの傾向が、これらのガスのいくつかを特定の目的に便利にするものです。 たとえば、アルゴンの5つの主な用途には、ネオンライトへの配置、年齢の決定に役立つ機能などがあります。 非常に古い物質、金属製造における絶縁体としての使用、溶接ガスとしての役割、および3Dでの使用 印刷。

ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンの6つの希ガスは、元素の周期表の右端の列を占めています。 （化学元素の検査には周期表を添付する必要があります。 インタラクティブな例については、「参考文献」を参照してください。）これの実際の意味は、希ガスには共有可能な電子がないということです。 正確に正しい数のピースを含むパズルボックスのように、アルゴンとその5つのいとこには素粒子がありません 他の要素からの寄付によって修正する必要がある不足、そして寄付するために浮かんでいる余分なものはありません 順番。 この希ガスの非反応性の正式な用語は「不活性」です。

完成したパズルのように、希ガスは化学的に非常に安定しています。 これは、他の元素と比較して、エネルギービームを使用して希ガスから最も外側の電子をノックすることが難しいことを意味します。 これは、これらの元素（室温で気体として存在する唯一の元素、その他はすべて液体または固体）が、いわゆる高イオン化エネルギーを持っていることを意味します。

陽子と中性子が1つずつあるヘリウムは、陽子だけを含む水素に次ぐ、宇宙で2番目に豊富な元素です。 星が超高輝度の天体である原因となる巨大で進行中の核融合反応 数十億の期間にわたって衝突してヘリウム原子を形成するのは、数え切れないほどの水素原子にすぎません。 年。

電気エネルギーが希ガスを通過すると、光が放出されます。 これは、希ガスを使用して作成されたそのようなディスプレイの総称であるネオンサインの基礎です。

アルゴンは周期表の元素番号18であり、ヘリウム（原子番号2）とネオン（原子番号10）に次ぐ6つの希ガスの中で3番目に軽いものです。 誘発されない限り、化学的および物理的レーダーの下を飛ぶ要素にふさわしいので、それは無色、無臭、無味です。 最も安定した構成では、分子量は1モルあたり39.7グラム（ダルトンとも呼ばれます）です。 他の読み物から、ほとんどの元素は同位体であるということを思い出すかもしれません。同位体は、同じ元素の異なる番号のバージョンです。 中性子の、したがって異なる質量（陽子の数は変化しないか、そうでなければ元素自体のアイデンティティは変化しなければならないでしょう 変化する）。 これは、アルゴンの主な用途の1つに重大な影響を及ぼします。

ネオンライト： 説明したように、希ガスはネオンライトを作成するのに便利です。 アルゴンは、ネオンとクリプトンとともに、この目的のために使用されます。 電気がアルゴンガスを通過するとき、それは一時的に最も外側の軌道を回る電子を励起し、それらをより高い「殻」またはエネルギーレベルに一時的にジャンプさせます。 その後、電子が通常のエネルギーレベルに戻ると、光子（質量のない光のパケット）を放出します。

放射性同位元素年代測定： アルゴンは、カリウム、または周期表の元素番号19であるKと一緒に使用して、40億年前までのオブジェクトを年代測定することができます。 プロセスは次のように機能します。

カリウムは通常、19個の陽子と21個の中性子を持っており、アルゴンとほぼ同じ原子量（40弱）ですが、陽子と中性子の組成が異なります。 ベータ粒子として知られる放射性粒子がカリウムと衝突すると、カリウムの1つを変換することができます。 カリウムの原子核内の陽子を中性子に変え、原子自体をアルゴンに変えます（18陽子、22 中性子）。 これは、時間の経過とともに予測可能で固定された速度で、非常にゆっくりと発生します。 したがって、科学者がたとえば火山岩のサンプルを調べると、サンプル中のアルゴンとカリウムの比率を比較できます。 （時間の経過とともに徐々に上昇します）「真新しい」サンプルに存在する比率に合わせて、岩の古さを判断します です。

これは「炭素年代測定」とは異なることに注意してください。これは、放射性崩壊法を使用して古い物体を年代測定することを一般的に指すために誤って使用されることが多い用語です。 放射性同位元素年代測定の特定のタイプである炭素年代測定は、数千年前のものであることがわかっている物体にのみ役立ちます。

溶接におけるシールドガス： アルゴンは、特殊合金の溶接だけでなく、自動車のフレーム、マフラー、その他の自動車部品の溶接にも使用されます。 溶接される金属の近くに浮かんでいるガスや金属と反応しないため、シールドガスと呼ばれます。 それは単にスペースを占有し、窒素や酸素などの反応性ガスが原因で他の不要な反応が近くで発生するのを防ぎます。

熱処理： 不活性ガスとして、アルゴンを使用して、熱処理プロセスに無酸素および無窒素の設定を提供できます。

3Dプリント： アルゴンは、急成長する3次元印刷の分野で使用されています。 印刷材料の急速な加熱と冷却の間、ガスは金属の酸化やその他の反応を防ぎ、応力の影響を制限することができます。 アルゴンを他のガスと混合して、必要に応じて特殊なブレンドを作成することもできます。

金属生産： アルゴンは、溶接での役割と同様に、酸化（錆び）を防ぎ、一酸化炭素などの不要なガスを置換するため、他のプロセスを介した金属の合成に使用できます。

アルゴンが化学的に不活性であるということは、残念ながら、潜在的な健康被害がないことを意味するものではありません。 アルゴンガスは、接触すると皮膚や目を刺激する可能性があり、液体の状態では凍傷を引き起こす可能性があります（ アルゴンオイルの使用は比較的少なく、化粧品の一般的な成分である「アルガンオイル」は、リモートでさえ同じではありません アルゴン）。 閉鎖環境の空気中の高レベルのアルゴンガスは、酸素を置換し、存在するアルゴンの量に応じて、軽度から重度までの範囲の呼吸器系の問題を引き起こす可能性があります。 これは、頭痛、めまい、錯乱、軽度の端の脱力感と震え、そして最も極端な場合には昏睡と死さえも含む窒息の症状をもたらします。

既知の皮膚または眼への暴露の場合、温水ですすぎ、洗い流すことが好ましい治療法です。 アルゴンを吸入すると、血中酸素濃度を正常に戻すために、マスクによる酸素化を含む標準的な呼吸補助が必要になる場合があります。 もちろん、影響を受けた人をアルゴンが豊富な環境から追い出すことも必要です。