Пет главних примена аргона

Ако вас је неко замолио да наведете три најзаступљенија гаса у Земљиној атмосфери, можда ћете одабрати, неким редоследом, кисеоник, угљен-диоксид и азот. Ако је тако, били бисте у праву - углавном. Мало је позната чињеница да се иза азота (Н₂) и кисеоник (О.₂), трећи по заступљености гас је племенити гас аргон, који чини нешто мање од 1 процента невиђеног састава атмосфере.

Шест племенитих гасова своје име изводи из чињенице да су са хемијског становишта ови елементи удаљени, чак охоли: Не реагују са другим елементима, па се не везују за друге атоме да би формирали сложеније једињења. Уместо да их у индустрији учине бескорисним, ова тенденција да се брине о сопственом атомском послу оно је што неке од ових гасова чини прикладнима за одређене сврхе. Пет главних примена аргона, на пример, укључује његово постављање у неонска светла и његову способност да помогне у одређивању старости врло старе супстанце, његова употреба као изолатор у производњи метала, његова улога гаса за заваривање и његова употреба у 3-Д штампање.

Шест племенитих гасова - хелијум, неон, аргон, криптон, ксенон и радон - заузимају крајњу десну колону у периодном систему елемената. (Свако испитивање хемијског елемента треба да прати периодични систем; за интерактивни пример погледајте Ресурси.) Стварне импликације овога су да племенити гасови немају електроне који се могу делити. Аргон и његових пет рођака, попут кутије са слагалицама која садржи тачно тачан број делова, немају субатомске састојке. несташице које треба надокнадити донацијама других елемената, а нема никаквих статиста који плутају около за донирање ред. Формални израз за ову нереактивност племенитих гасова је „инертан“.

Попут завршене слагалице, племенити гас је хемијски врло стабилан. То значи да је у поређењу са другим елементима тешко срушити најудаљеније електроне из племенитих гасова помоћу снопа енергије. То значи да ови елементи - једини елементи који постоје као гасови на собној температури, а остали су течности или чврсте материје - имају оно што се назива високом енергијом јонизације.

Хелијум, са једним протоном и једним неутроном, други је по заступљености елемент у свемиру иза водоника, који садржи само протон. Дивовска, текућа реакција нуклеарне фузије која је одговорна за то што су звезде пресветли објекти које они имају аре не више од безбројних атома водоника који се сударају да би створили атоме хелијума током периода од милијарде године.

Када се електрична енергија пропусти кроз племенити гас, емитује се светлост. Ово је основа за неонске знакове, што је генерички термин за сваки такав приказ створен племенитим гасом.

Аргон, скраћено Ар, је елемент број 18 на периодном систему, што га чини трећим најлакшим од шест племенитих гасова иза хелијума (атомски број 2) и неона (број 10). Као што и приличи елементу који лети испод хемијског и физичког радара, уколико није изазван, без боје је, нема мириса и укуса. Има молекулску тежину од 39,7 грама по молу (познат и као далтон) у својој најстабилнијој конфигурацији. Из другог читања можете се сетити да већина елемената долази у изотопима, који су верзије истог елемента са различитим бројевима неутрона и самим тим различитих маса (број протона се не мења, иначе би идентитет самог елемента морао промена). Ово има критичне импликације у једној од главних употреба аргона.

Неонска светла: Као што је описано, племенити гасови су згодни за стварање неонских светала. У ту сврху се користи аргон, заједно са неоном и криптоном. Када електрична енергија пролази кроз гас аргон, привремено побуђује електроне који се налазе у најкраћем кругу и узрокује да на кратко скоче на виши „омотач“, односно ниво енергије. Када се електрон врати на свој уобичајени ниво енергије, он емитује фотон - безмасни пакет светлости.

Упознавање радиоизотопа: Аргон се може користити заједно са калијумом или К, који је елемент број 19 на периодном систему, за датирање предмета старих 4 милијарде година. Процес ради овако:

Калијум обично има 19 протона и 21 неутрон, што му даје приближно исту атомску масу као и аргон (нешто мање од 40), али са другачијим саставом протона и неутрона. Када се радиоактивна честица позната као бета-честица судари са калијумом, може претворити једну од њих протони у језгру калијума у ​​неутрон, мењајући сам атом у аргон (18 протона, 22 неутрони). То се дешава са предвидивом и фиксном стопом током времена и врло споро. Дакле, ако научници испитају узорак, рецимо, вулканске стене, могу упоредити однос аргона и калијума у ​​узорку (који се временом постепено повећава) до односа који би постојао у „потпуно новом“ узорку и одредите колико је стара стена је.

Имајте на уму да се ово разликује од „датирања угљеника“, израза који се често погрешно користи да би се генерички означио коришћење метода радиоактивног распада за датирање старих предмета. Угљеничење, које је само одређена врста радиоизотопског датирања, корисно је само за објекте за које се зна да су стари хиљадама година.

Заштитни гас у заваривању: Аргон се користи у заваривању специјалних легура, као и у заваривању аутомобилских оквира, пригушивача и других аутомобилских делова. Зове се заштитни гас јер не реагује са било којим гасовима и металима који лебде у близини метала који се заварују; он само заузима простор и спречава да се у близини појаве друге, нежељене реакције због реактивних гасова као што су азот и кисеоник.

Термичка обрада: Као инертни гас, аргон се може користити за обезбеђивање подешавања без кисеоника и азота за процесе топлотне обраде.

Тродимензионално штампање: Аргон се користи у растућем пољу тродимензионалне штампе. Током брзог загревања и хлађења материјала за штампу, гас ће спречити оксидацију метала и друге реакције и може ограничити утицај стреса. Аргон се такође може мешати са другим гасовима како би се створиле специјалне мешавине по потреби.

Производња метала: Слично својој улози у заваривању, аргон се може користити у синтези метала кроз друге процесе јер спречава оксидацију (рђање) и истискује нежељене гасове попут угљен-моноксида.

Да је аргон хемијски инертан, на жалост, не значи да је без потенцијалних опасности по здравље. Гас аргон може иритирати кожу и очи при додиру, а у течном облику може изазвати озеблине (постоје релативно мало употребе аргоновог уља и „арганово уље“, уобичајени састојак козметике, чак ни издалека није исто што и аргон). Висок ниво гаса аргона у ваздуху у затвореном окружењу може истиснути кисеоник и довести до респираторних проблема у распону од благих до озбиљних, у зависности од тога колико је аргона присутно. То резултира симптомима гушења, укључујући главобољу, вртоглавицу, конфузију, слабост и дрхтање на блажем крају, те кому, па чак и смрт у најекстремнијим случајевима.

У случајевима познате изложености кожи или очима, испирање и испирање топлом водом је пожељни третман. Када се аргон удахне, можда ће бити потребна стандардна подршка за дисање, укључујући оксигенацију маском, да би се ниво кисеоника у крви вратио у нормалу; извођење погођене особе из окружења богатог аргоном је такође неопходно.