Argon

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ten artykuł dotyczy pierwiastka chemicznego. Zobacz też: Argon – postać ze stworzonej przez J.R.R. Tolkiena mitologii Śródziemia.
Argon
chlor ← argon →
Wygląd
bezbarwny
argon świecący w silnym polu elektrycznym
argon świecący w silnym polu elektrycznym
Widmo emisyjne argonu
Widmo emisyjne argonu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a. argon, Ar, 18
(łac. argon)
Grupa, okres, blok 18, 3, p
Stopień utlenienia 0
Właściwości metaliczne gaz szlachetny
Masa atomowa 39,948(1) u[4][a]
Stan skupienia gazowy
Gęstość 1,784 kg/m³
Temperatura topnienia −189,36 °C (69 kPa; punkt potrójny)[1]
Temperatura wrzenia −185,847 °C[1]
Numer CAS 7440–37–1
PubChem 23968[5]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Argon (Ar, łac. argon) – pierwiastek chemiczny będący gazem szlachetnym. Jest praktycznie niereaktywny i nie ma żadnego znaczenia biologicznego, jest także jednym ze składników powietrza. Argon wyodrębnili i zidentyfikowali Lord Rayleigh i sir William Ramsay w 1894 roku.

Atomy argonu mogą zostać uwięzione w sieci innych cząsteczek tworząc klatraty, np. Ar6(H2O)46 i Ar(hydrochinon)3. W roku 2000 doniesiono o otrzymaniu pierwszego związku argonu, fluorowodorku HArF[7].

Izotopy stabilne to 36Ar, 38Ar i 40Ar.

Występujący na Ziemi argon ma wyższą masę atomową (39,948 u) niż następny po nim potas (39,0983 u). Jest to spowodowane tym, że nietrwały izotop potasu 40K przechodzi w argon (prawie cały argon na Ziemi pochodzi właśnie z tego źródła), zgodnie z reakcjami (kanałami rozpadu):

(wychwyt elektronu 10,72%)
(rozpad beta plus 0,001%)
(rozpad beta minus 89,28%)[8][9]

Dominujący izotop potasu 39K jest natomiast stabilny.

W atmosferze ziemskiej argon występuje w ilości 0,934% objętościowo (1,29% wagowo[10]).

Wykorzystanie[edytuj]

Skroplenie argonu (a także jego zestalenie) zostało dokonane po raz pierwszy przez polskiego fizyka i chemika, profesora UJ w Krakowie Karola Olszewskiego w 1895 roku.

Argon jest wykorzystywany do procesów chemicznych potrzebujących niereaktywnej atmosfery, jeśli nawet atmosfera azotu byłaby zbyt reaktywna. Z tego samego powodu jest jednym z podstawowych gazów (obok dwutlenku węgla) stosowanych w spawaniu w atmosferze ochronnej. Jego zaletą jako atmosfery ochronnej jest też jego większa gęstość od gęstości powietrza, dzięki czemu nie jest wypierany z nieszczelnej aparatury, lecz „ściele” się na jej dnie. Używa się go też w żarówkach, a dzięki niższej od powietrza przewodności cieplnej, podobnie jak krypton, wykorzystywany jest do wypełniania szyb zespolonych w nowoczesnych oknach. Argonem są wypełniane dyski twarde komputerów, w celu zmniejszenia zużycia talerzy i głowic czytających. W postaci mieszanin wypełnia się nim też detektory promieniowania[10].

Od 1976 roku pod kierownictwem dr Franklina Chang-Díaz trwają badania laboratoryjne nad wykorzystaniem argonu w silniku plazmowym o zmiennym impulsie właściwym[11].

Argon-41[edytuj]

Izotop argon-41, o okresie półrozpadu 110 minut, emitujący cząstki beta o energii 1,2 MeV i gamma (1,29 MeV), powstaje w dużych ilościach w reaktorach jądrowych, zwłaszcza tych chłodzonych powietrzem. Emitowany jest kominami wentylacyjnymi. Organizmy żywe są narażone jedynie na napromieniowanie zewnętrzne, gdyż jako gaz szlachetny nie jest metabolizowany[10].

Uwagi

  1. Wartość w nawiasie oznacza niepewność związaną z ostatnią cyfrą znaczącą. Znane są próbki geologiczne, w których pierwiastek ten ma skład izotopowy odbiegający od występującego w większości źródeł naturalnych. Masa atomowa pierwiastka w tych próbkach może więc różnić się od podanej w stopniu większym niż wskazana niepewność. Duże różnice w składzie izotopowym tego pierwiastka w źródłach naturalnych nie pozwalają na podanie wartości masy atomowej z większą dokładnością.

Przypisy

  1. a b Haynes 2009 ↓, s. 4-49.
  2. Haynes 2009 ↓, s. 6-51.
  3. Argon (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-09-30].
  4. publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać Juris Meija, Tyler B. Coplen, Michael Berglund, Willi A. Brand i inni. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). „Pure and Applied Chemistry”. 88 (3), s. 265–291, 2016. DOI: 10.1515/pac-2015-0305. 
  5. Argon – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  6. Wartość dla ciała stałego wg: Singman, Charles N. Atomic volume and allotropy of the elements. „Journal of Chemical Education”. 61 (2), s. 137–142, 1984. DOI: 10.1021/ed061p137. 
  7. Khriachtchev L, Pettersson M, Runeberg N, Lundell J, Rasanen M. A stable argon compound. „Nature”. 406 (6798), s. 874–876, 2000. DOI: 10.1038/35022551. PMID: 10972285. 
  8. Emery, G T. Perturbation of Nuclear Decay Rates. „Annual Review of Nuclear Science”. 22 (1), s. 165–202, 1972. DOI: 10.1146/annurev.ns.22.120172.001121. 
  9. S.B. Samat, S. Green, A.H. Beddoe. The 40K activity of one gram of potassium. „Phys Med Biol”. 42 (2), s. 407–413, 1997. DOI: 10.1088/0031-9155/42/2/012. PMID: 9044422. 
  10. a b c Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 8311067236. (pol.)
  11. Podróż na Marsa będzie krótsza (dostęp: 6/11/2011).

Bibliografia[edytuj]