Sisältö
Jos joku pyysi sinua nimeämään kolme maapallon ilmakehän yleisintä kaasua, voit valita tietyssä järjestyksessä happi, hiilidioksidi ja typpi. Jos niin, olisit oikeassa - enimmäkseen. Se on vähän tunnettu tosiasia, että typen takana (N2) ja happea (O2), kolmanneksi runsain kaasu on jalokaasun argon, jonka osuus ilmakehän näkymättömästä koostumuksesta on vajaat 1 prosenttia.
Kuusi jalokaasua saavat nimensä siitä, että kemian kannalta nämä elementit ovat syrjässä, jopa karkeita: Ne eivät reagoi muiden elementtien kanssa, joten ne eivät sitoutu muihin atomiin muodostaen monimutkaisempia yhdisteitä. Sen sijaan, että niistä tehdään hyödytöntä teollisuudessa, tämä taipumus pitää mielessä omaa atomikauppaa on se, mikä tekee joistakin näistä kaasuista käteviä erityistarkoituksiin. Argonin viiteen pääkäyttöön sisältyy esimerkiksi sen sijoittaminen neonvaloihin, kyky auttaa määrittämään hyvin vanhojen aineiden ikää, sen käyttö eristeenä metallien valmistuksessa, rooli hitsauskaasuna ja käyttö 3D-tilassa Ing.
Noble Gas perusteet
Kuusi jalokaasua - helium, neon, argon, krypton, ksenoni ja radoni - vievät elementtien jaksotaulukon oikeanpuoleisimman sarakkeen. (Kaikkien kemiallisten elementtien tutkimuksiin on liitettävä jaksollinen taulukko; katso Resurssit interaktiivisesta esimerkistä.) Tämän tosiasiallisissa vaikutuksissa on, että jalokaasuilla ei ole jaettavissa olevia elektroneja. Pikemminkin kuin palapelilaatikossa, joka sisältää tarkalleen oikean määrän palasia, argonia ja sen viittä serkkua, ei ole subatomisia pulaa, jota olisi muutettava muiden elementtien lahjoituksilla, ja sillä ei ole yhtään ekstrat, jotka kelluvat lahjoittamiseen vuorostaan. Muodollinen termi tälle jalokaasujen reaktiivisuudelle on "inertti".
Kuten valmis palapeli, jalokaasu on kemiallisesti erittäin vakaa. Tämä tarkoittaa, että verrattuna muihin elementteihin, on vaikea koputtaa uloimpia elektroneja jalokaasuista energiapalkin avulla. Tämä tarkoittaa, että näillä elementeillä - jotka ovat ainoita elementtejä, jotka ovat kaasuna huoneenlämmössä, muut ovat nesteitä tai kiinteitä aineita - on niin kutsuttu korkea ionisaatioenergia.
Yksi protoni ja yksi neutroni sisältävä helium on vetyn takana universumin toiseksi runsas elementti, joka sisältää vain protonin. Jättevä jatkuva ydinfuusioreaktio, joka on vastuussa siitä, että tähdet ovat erittäin kirkkaita esineitä, ne ovat vain lukemattomia vetyatomeja, jotka törmäävät muodostaen heliumiatomeja miljardien vuosien ajan.
Kun sähköenergia johdetaan jalokaasun läpi, säteilee valoa. Tämä on neonmerkkien perusta, joka on yleisnimi jokaiselle jalokaasulla luodulle näytölle.
Argonin ominaisuudet
Argon, lyhennettynä Ar, on alkujakso 18 jaksollisessa taulukossa, joten se on kolmanneksi kevyin kuudesta jalokaasusta heliumin (atominumero 2) ja neonin (numero 10) takana. Sellaisena kuin se sopii alkuaineeseen, joka lentää kemiallisen ja fysikaalisen tutkan alla, ellei sitä provosoida, se on väritön, hajuton ja mauton. Sen molekyylipaino on 39,7 grammaa moolia kohti (tunnetaan myös nimellä daltonit) vakaimmassa kokoonpanossaan. Voit muista lukemista muistuttaa, että suurin osa elementeistä on isotooppeja, jotka ovat saman elementin versioita, joilla on erilainen neutronien lukumäärä ja siten eri massat (protonien lukumäärä ei muutu tai muuten itse elementin identiteetin olisi muututtava) ). Tällä on kriittisiä vaikutuksia yhteen argonin tärkeimmistä käyttötavoista.
Argonin käyttö
Neon-valot: Kuten on kuvattu, jalokaasut ovat käteviä neonvalojen luomiseen. Argonia, yhdessä neonin ja kryptonin kanssa, käytetään tähän tarkoitukseen. Kun sähkö kulkee argonkaasun läpi, se virittää väliaikaisesti kiertävät elektronit väliaikaisesti ja saa ne hypätä hetkeksi korkeammalle "kuorelle" tai energiatasolle. Kun elektroni palaa sitten totuttuun energiatasoonsa, se emittoi fotonin - massattoman valopaketin.
Radioisotooppitreffailu: Argonia voidaan käyttää yhdessä kaliumin tai K: n kanssa, joka on alkujakso 19 jaksollisessa taulukossa, päivämäärään, joka on jopa huikean 4 miljardin vuoden ikäinen. Prosessi toimii näin:
Kaliumilla on tavallisesti 19 protonia ja 21 neutronia, mikä antaa sille suunnilleen saman atomimassan kuin argonilla (hieman alle 40), mutta erilaisella protonien ja neutronien koostumuksella. Kun beeta-hiukkasena tunnettu radioaktiivinen hiukkanen törmää yhteen kaliumin kanssa, se voi muuntaa yhden kaliumydimen protoneista neutroneiksi, muuttaen itse atomin argoniksi (18 protonia, 22 neutronia). Tämä tapahtuu ennustettavalla ja kiinteällä nopeudella ajan myötä, ja erittäin hitaasti. Joten jos tutkijat tutkivat esimerkiksi vulkaanista kiviainesta, he voivat verrata näytteen argonin ja kaliumin suhdetta (joka nousee asteittain ajan myötä) suhteeseen, joka olisi "upouudessa" näytteessä, ja määrittää kuinka vanha kallio on.
Huomaa, että tämä eroaa "hiilidiagoinnista", termiä, jota käytetään usein väärin viitaamaan yleisesti radioaktiivisten hajoamismenetelmien käyttämiseen vanhojen esineiden päivämäärään. Hiilidiagointi, joka on vain tietyn tyyppinen radioisotooppikappale, on hyödyllinen vain kohteille, joiden tiedetään olevan tuhansien vuosien ikäisiä.
Suojakaasu hitsauksessa: Argonia käytetään erikoislejeerinkihitsauksessa sekä autokehysten, äänenvaimentimien ja muiden autojen osien hitsauksessa. Sitä kutsutaan suojakaasuksi, koska se ei reagoi minkään kaasun ja metallin kanssa, joka leijuu hitsatavien metallien läheisyydessä; se vain vie tilaa ja estää muita, ei-toivottuja reaktioita lähistöllä aiheuttamasta reaktiivisia kaasuja, kuten typpeä ja happea.
Lämpökäsittely: Inerttinä kaasuna argonia voidaan käyttää antamaan happea ja typpiä vapaa asetus lämpökäsittelyprosesseihin.
3-D: Argonia on tarkoitus käyttää kolmiulotteisen muodon kasvavassa kentässä. Aineen nopean kuumennuksen ja jäähdytyksen aikana kaasu estää metallin hapettumisen ja muita reaktioita ja voi rajoittaa stressivaikutuksia. Argonia voidaan sekoittaa myös muiden kaasujen kanssa erikoiseosten luomiseksi tarpeen mukaan.
Metallin tuotanto: Samoin kuin roolissaan hitsauksessa, argonia voidaan käyttää metallien synteesissä muiden prosessien kautta, koska se estää hapettumisen (ruostumisen) ja syrjäyttää ei-toivotut kaasut, kuten hiilimonoksidin.
Argonin vaarat
Tämä argon on kemiallisesti inertti, ei valitettavasti tarkoita, että se olisi vapaa mahdollisista terveysriskeistä. Argonkaasu voi ärsyttää ihoa ja silmiä joutuessaan kosketuksiin, ja nestemäisessä muodossaan se voi aiheuttaa paleltumista (argonöljyä käytetään suhteellisen vähän ja kosmetiikan yleinen ainesosa "argaaniöljy" ei ole edes edes sama kuin argon). Korkeat argonkaasupitoisuudet ilmassa suljetussa ympäristössä voivat syrjäyttää hapen ja johtaa hengitysvaikeuksiin, jotka vaihtelevat lievästä vakavaan, riippuen siitä, kuinka paljon argonia on läsnä. Tästä seuraa tukehtumisoireita, mukaan lukien päänsärky, huimaus, sekavuus, heikkous ja vapina matalammassa päässä ja kooma ja jopa kuolema äärimmäisissä tapauksissa.
Tapauksissa, joissa ihon tai silmien altistuminen tunnetaan, huuhtelu ja huuhtelu lämpimällä vedellä on suositeltavaa. Kun argonia on hengitetty, voidaan vaatia normaalia hengitysteiden tukea, mukaan lukien hapetus naamion avulla, jotta veren happitasot olisivat normaalit; On myös tietysti välttämätöntä saada asianomainen henkilö pois argonirikkaasta ympäristöstä.