Sisu
Kui keegi paluks teil nimetada Maa atmosfääri kolm kõige rikkalikumat gaasi, võite valida mingis järjekorras hapniku, süsinikdioksiidi ja lämmastiku. Kui jah, siis oleks teil õigus - enamasti. See on vähetuntud fakt, et lämmastiku taga (N2) ja hapnik (O2), suuruselt kolmas gaas on väärisgaasi argoon, moodustades atmosfääri nähtamatu koostisega pisut alla ühe protsendi.
Kuus väärisgaasi on oma nime saanud sellest, et keemilisest seisukohast on need elemendid isegi eraldiseisvad: nad ei reageeri teiste elementidega, seega ei seo nad teiste aatomitega, moodustades keerukamaid ühendeid. Selle asemel, et muuta need tööstuses kasutuks, muudab see kalduvus omaenda aatomiettevõtteid meeles pidada just seetõttu, et mõnda neist gaasidest on otstarbekas kasutada. Argooni viieks peamiseks kasutuseks on näiteks selle paigutamine neoontuledesse, võime aidata määrata väga vanade ainete vanust, selle kasutamine isolaatorina metallide tootmisel, roll keevitusgaasina ja kasutamine 3D-s. ing.
Väärisgaasi põhitõed
Kuus väärisgaasi - heelium, neoon, argoon, krüptoon, ksenoon ja radoon - hõivavad elementide perioodilisustabelis parempoolseima veeru. (Igasuguse keemilise elemendi uurimisega peaks kaasnema perioodiline tabel; vt interaktiivse näite allikat.) Selle tegelik mõju on see, et väärisgaasidel pole jagatavaid elektrone. Pigem nagu pusletükk, mis sisaldab täpselt parajat arvu tükke, pole argoonil ja tema viiel nõul subatomaatilist puudust, mida tuleks muude elementide annetuste abil muuta, ja sellel pole annetamiseks kordamööda lisandeid. Väärisgaaside mittereaktiivsuse ametlik termin on "inertne".
Nagu valmis pusle, on väärisgaas keemiliselt väga stabiilne. See tähendab, et võrreldes teiste elementidega on energiakiire abil keeruline välimisi elektrone väärisgaasidest koputada. See tähendab, et need elemendid - ainsad elemendid, mis eksisteerivad toatemperatuuril gaasidena, ülejäänud kõik on vedelikud või tahked ained - omavad kõrget ionisatsioonienergiat.
Heelium koos ühe prootoniga ja ühe neutroniga on vesiniku taga universumi suuruselt teine element, mis sisaldab ainult prootonit. Hiiglaslik pidev tuumasünteesi reaktsioon, mis vastutab selle eest, et tähed oleksid ülirohelised objektid, pole need muud kui lugematu arv vesiniku aatomeid, mis põrkuvad kokku miljardite aastate jooksul heeliumi aatomite moodustamiseks.
Kui elektrienergia juhitakse läbi väärisgaasi, eraldub valgus. See on neoonmärkide alus, mis on üldnimetus iga sellise väärisgaasi abil loodud väljapaneku jaoks.
Argooni omadused
Argoon, lühendatult Ar, on perioodilisel tabelil element nr 18, muutes selle heeliumi (aatominumber 2) ja neooni (number 10) taga olevast kuuest väärisgaasist kolmandaks kõige kergemini kolmandaks. Sobib elemendiks, mis lendab keemilise ja füüsikalise radari all, kui seda ei provotseerita, see on värvitu, lõhnatu ja maitsetu. Selle stabiilseimas konfiguratsioonis on selle molekulmass 39,7 grammi mooli kohta (tuntud ka kui daltonid). Teistest lugemistest võite meenutada, et enamus elemente on isotoobid, mis on sama elemendi versioonid, millel on erinev neutronite arv ja seega erinevad massid (prootonite arv ei muutu või vastasel juhul peaks muutuma elemendi enda identiteet) ). Sellel on kriitiline mõju argooni ühele peamisele kasutamisele.
Argooni kasutusalad
Neoontuled: Nagu kirjeldatud, on väärisgaasid neoontulede loomisel käepärased. Sel eesmärgil kasutatakse argooni koos neooni ja krüptooniga. Kui elekter läbib argooni gaasi, erutab see ajutiselt tiirlevaid äärepoolseimaid elektrone ja põhjustab nende hüppamise korraks kõrgemale "kestale" ehk energiatasandile. Kui elektron naaseb harjunud energiatasandile, kiirgab see footonit - massitu valgusepaketti.
Radioisotoopide tutvumine: Argooni saab kasutada koos kaaliumiga või K-ga, milleks on perioodilisel tabelil element nr 19, dateerida objekte, mis on uskumatult 4 miljardit aastat vanad. Protsess toimib järgmiselt:
Tavaliselt on kaaliumil 19 prootonit ja 21 neutronit, mis annavad sellele umbes sama aatommassi kui argoon (veidi alla 40), kuid erineva prootonite ja neutronite koostisega. Kui beeta-osakesena tuntud radioaktiivne osake põrkub kaaliumiga kokku, võib see teisendada ühe kaaliumituuma prootonist neutroniks, muutes aatomi ise argooniks (18 prootonit, 22 neutronit). See toimub aja jooksul ennustatava ja fikseeritud kiirusega ning väga aeglaselt. Nii et kui teadlased uurivad näiteks vulkaanilise kivimi proovi, saavad nad võrrelda proovis argooni ja kaaliumi suhet (mis tõuseb aja jooksul järk-järgult) suhtega, mis eksisteeriks uhiuues proovis, ja teha kindlaks, kuidas vana kivi on.
Pange tähele, et see erineb "süsiniku dateerimisest" - terminist, mida sageli kasutatakse valesti viidates radioaktiivse lagunemise meetoditele vanade objektide dateerimiseks. Süsiniku dateerimine, mis on vaid spetsiifiline radioisotoopide tutvumine, on kasulik ainult objektide puhul, mis teadaolevalt on tuhandeid aastaid vanad.
Kilbigaas keevitamisel: Argooni kasutatakse nii spetsiaalsete sulamite keevitamisel kui ka autode raamide, summutite ja muude autoosade keevitamisel. Seda nimetatakse kaitsegaasiks, kuna see ei reageeri gaaside ja metallidega, mis liiguvad keevitatavate metallide läheduses; see võtab lihtsalt ruumi ja hoiab ära reaktiivsete gaaside, nagu lämmastiku ja hapniku, läheduses teiste soovimatute reaktsioonide tekkimise.
Kuumtöötlemine: Inertse gaasina võib argooni kasutada kuumtöötlemisel hapniku- ja lämmastikuvaba segu saamiseks.
3-D: Argooni hakatakse kasutama kolmemõõtmelise õitsengu valdkonnas. Materjali kiire kuumutamise ja jahutamise ajal hoiab gaas ära metalli oksüdeerumise ja muud reaktsioonid ning võib piirata pingete mõju. Argooni saab vastavalt vajadusele segada ka teiste gaasidega.
Metalli tootmine: Sarnaselt oma rollile keevitamisel saab argooni kasutada metallide sünteesimisel muude protsesside kaudu, kuna see hoiab ära oksüdeerumise (roostetamise) ja tõrjub välja soovimatud gaasid, näiteks vingugaasi.
Argooni ohud
See argoon on keemiliselt inertne, see ei tähenda kahjuks, et see oleks vaba võimalikest terviseohtudest. Argoongaas võib ärritada kokkupuutel nahka ja silmi ning vedelal kujul võib põhjustada külmakahjustusi (argooniõli kasutatakse suhteliselt vähe ja kosmeetikatoodetes tavaline koostisosa "argaaniaõli" pole isegi kaugelt sama, mis argoon). Suur argooni sisaldus õhus suletud keskkonnas võib hapniku välja tõrjuda ja põhjustada hingamisprobleeme, mis võivad ulatuda kergest kuni rasketeni, sõltuvalt argooni sisaldusest. Selle tulemuseks on lämbumisnähud, sealhulgas peavalu, peapööritus, segasus, nõrkus ja värinad õrnemas otsas ning äärmuslikel juhtudel kooma ja isegi surm.
Naha või silmaga kokkupuutumise korral on eelistatud protseduur loputamine ja loputamine sooja veega. Argooni sissehingamisel võib olla vajalik tavaline hingamisteede toetamine, sealhulgas maskiga hapnikuga varustamine, et vere hapnikusisaldus oleks normaalne; Mõistagi on vajalik ka kannatanud inimese argoonirikast keskkonnast väljaviimine.