Päť hlavných použití argónu

Keby vás niekto požiadal, aby ste pomenovali tri najrozšírenejšie plyny v zemskej atmosfére, môžete si zvoliť v určitom poradí kyslík, oxid uhličitý a dusík. Ak je to tak, mali by ste pravdu - väčšinou. Je málo známa skutočnosť, že za dusíkom (N.₂) a kyslíka (O.₂), tretím najbohatším plynom je argón z ušľachtilého plynu, ktorý predstavuje necelé 1 percento neviditeľného zloženia atmosféry.

Šesť vzácnych plynov odvodzuje svoj názov od skutočnosti, že z chemického hľadiska sú tieto prvky rezervované, dokonca povýšene: Nereagujú s inými prvkami, takže sa nepripojia k iným atómom, aby vytvorili zložitejšiu formu zlúčeniny. Namiesto toho, aby boli v priemysle nepoužiteľné, je však práve táto tendencia myslieť na vlastné atómové podnikanie to, čo robí niektoré z týchto plynov užitočné na konkrétne účely. Medzi päť hlavných použití argónu patrí napríklad jeho umiestnenie v neónových svetlách, schopnosť pomôcť určiť vek veľmi staré látky, jeho použitie ako izolátora pri výrobe kovov, jeho úloha ako zváracieho plynu a jeho použitie v 3-D tlač.

Šesť vzácnych plynov - hélium, neón, argón, kryptón, xenón a radón - zaberajú pravý stĺpec periodickej tabuľky prvkov. (K akejkoľvek kontrole chemického prvku by mala byť pripojená periodická tabuľka; Interaktívny príklad nájdete v Zdrojoch.) Dôsledky pre skutočný svet sú také, že ušľachtilé plyny neobsahujú žiadne zdieľateľné elektróny. Argón a jeho päť bratrancov, skôr ako logická škatuľka obsahujúca presne ten správny počet dielov, nemá žiadne subatomárne nedostatok, ktorý je potrebné upraviť pomocou darov od iných prvkov, a nemá žiadne komparzy, ktoré by vám mohli darovať otočiť sa. Formálny termín pre túto nereaktivitu vzácnych plynov je „inertný“.

Rovnako ako hotová hádanka, vzácny plyn je chemicky veľmi stabilný. To znamená, že v porovnaní s inými prvkami je ťažké zraziť najvzdialenejšie elektróny z drahých plynov pomocou lúča energie. To znamená, že tieto prvky - jediné prvky, ktoré existujú ako plyny pri izbovej teplote, pričom všetky sú tekuté alebo tuhé -, majú takzvanú vysokú ionizačnú energiu.

Hélium s jedným protónom a jedným neutrónom je druhým najhojnejším prvkom vo vesmíre za vodíkom, ktorý obsahuje iba protón. Obrovská prebiehajúca reakcia jadrovej fúzie, ktorá je zodpovedná za to, že hviezdy sú ich superjasnými objektmi nie je viac ako nespočetné množstvo atómov vodíka zrážajúcich sa za vzniku atómov hélia v priebehu miliárd rokov rokov.

Keď elektrická energia prechádza vzácnym plynom, vyžaruje sa svetlo. Toto je základ pre neónové nápisy, čo je všeobecný výraz pre každý takýto displej vytvorený pomocou vzácneho plynu.

Argón, skrátene Ar, je elementom číslo 18 na periodickej tabuľke, čo z neho robí tretí najľahší zo šiestich vzácnych plynov za héliom (atómové číslo 2) a neónovým (číslo 10). Ako sa patrí na prvok, ktorý letí pod chemickým a fyzikálnym radarom, pokiaľ nie je vyprovokovaný, je bezfarebný, bez zápachu a bez chuti. Vo svojej najstabilnejšej konfigurácii má molekulovú hmotnosť 39,7 gramov na mol (tiež známe ako daltony). Z iného čítania si môžete spomenúť, že väčšina prvkov pochádza z izotopov, čo sú verzie toho istého prvku s rôznymi číslami neutrónov a teda rôznych hmôt (počet protónov sa nemení, inak by musela existovať identita samotného prvku zmena). To má zásadné dôsledky pri jednom z hlavných použití argónu.

Neónové svetlá: Ako je opísané, vzácne plyny sú užitočné pri vytváraní neónových svetiel. Na tento účel sa používa argón, spolu s neónom a kryptónom. Keď elektrina prechádza cez plynný argón, dočasne excituje najvzdialenejšie elektróny na obežnej dráhe a spôsobuje, že krátkodobo skočia na vyššiu „škrupinu“ alebo energetickú hladinu. Keď sa elektrón vráti na svoju obvyklú energetickú hladinu, vydá fotón - nehmotný balík svetla.

Rádioizotop Zoznamka: Argón sa môže použiť spolu s draslíkom alebo K, čo je prvok číslo 19 v periodickej tabuľke, na dodnes známe objekty staré až 4 miliardy rokov. Proces funguje takto:

Draslík má obyčajne 19 protónov a 21 neutrónov, čo mu dáva približne rovnakú atómovú hmotnosť ako argón (niečo pod 40), ale s odlišným zložením protónov a neutrónov. Keď sa rádioaktívna častica známa ako beta častica zrazí s draslíkom, môže premeniť jednu z nich protóny v jadre draslíka na neutrón, čím sa samotný atóm zmení na argón (18 protónov, 22 neutróny). K tomu dochádza v priebehu času predvídateľnou a pevnou rýchlosťou a veľmi pomaly. Ak teda vedci preskúmajú vzorku, povedzme, vulkanickej horniny, môžu porovnať pomer argónu a draslíka vo vzorke (ktorý časom stúpa) k pomeru, ktorý by existoval v „úplne novej“ vzorke, a určiť, ako stará je hornina je.

Toto sa líši od „datovania uhlíkom“, termínu, ktorý sa často nesprávne používa na všeobecné označenie použitia metód rádioaktívneho rozpadu na datovanie starých objektov. Uhlíkové datovanie, ktoré je iba špecifickým typom rádioizotopového datovania, je užitočné iba pre objekty, o ktorých je známe, že sú staré rádovo tisíce rokov.

Ochranný plyn pri zváraní: Argón sa používa pri zváraní špeciálnych zliatin, ako aj pri zváraní automobilových rámov, tlmičov a iných automobilových dielov. Nazýva sa ochranný plyn, pretože nereaguje s plynmi a kovmi, ktoré sa vznášajú v blízkosti zváraných kovov. iba zaberá miesto a bráni ďalším nežiaducim reakciám v blízkosti v dôsledku reaktívnych plynov, ako je dusík a kyslík.

Tepelné spracovanie: Ako inertný plyn sa môže použiť argón na zabezpečenie nastavenia bez obsahu kyslíka a dusíka pre procesy tepelného spracovania.

3D tlač: Argon sa využíva v rýchlo sa rozvíjajúcej oblasti trojrozmernej tlače. Počas rýchleho zahrievania a ochladzovania tlačového materiálu bude plyn zabraňovať oxidácii kovu a iným reakciám a môže obmedziť vplyv stresu. Argón je možné podľa potreby tiež zmiešať s inými plynmi, aby sa vytvorili špeciálne zmesi.

Kovová výroba: Argón sa podobne ako pri zváraní môže používať pri syntéze kovov inými procesmi, pretože zabraňuje oxidácii (hrdzaveniu) a vytláča nežiaduce plyny, ako je oxid uhoľnatý.

Tento argón je chemicky inertný, bohužiaľ neznamená, že je bez potenciálnych zdravotných rizík. Argón môže pri kontakte dráždiť pokožku a oči a v tekutej forme môže spôsobiť omrzliny (existujú relatívne málo použití argónového oleja a „arganový olej“, bežná zložka kozmetiky, nie je ani zďaleka to isté ako argón). Vysoká hladina plynného argónu vo vzduchu v uzavretom prostredí môže vytláčať kyslík a viesť k respiračným problémom od miernych po ťažké, v závislosti od množstva argónu. Výsledkom sú príznaky dusenia vrátane bolesti hlavy, závraty, zmätenosť, slabosť a chvenie na ľahšom konci, v najextrémnejších prípadoch kóma alebo dokonca smrť.

V prípade známej expozície pokožky alebo očí je preferovanou liečbou opláchnutie a opláchnutie teplou vodou. Po vdýchnutí argónu môže byť potrebná štandardná podpora dýchania vrátane okysličenia maskou, aby sa hladina kyslíka v krvi vrátila k normálu; samozrejme je tiež potrebné dostať postihnutú osobu z prostredia bohatého na argón.