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 wyniku aktywowania neutronami termicznymi argonu-40) w dużych ilościach w reaktorach jądrowych, zwłaszcza tych chłodzonych powietrzem. Emitowany jest kominami wentylacyjnymi. Poziom jego aktywności nazywany jest aktywnością argonową. Organizmy żywe są narażone jedynie na napromieniowanie zewnętrzne, gdyż jako gaz szlachetny nie jest metabolizowany[10][12].

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 (nr 00752) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-09-30].
  4. Publikacja w otwartym dostępie – możesz ją bezpłatnie przeczytać Juris Meija i inni, Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 88 (3), 2016, s. 265–291, DOI10.1515/pac-2015-0305.
  5. Argon (CID: 23968) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
  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).
  12. red. nacz. tomu Jan Zienkiewicz: red. nacz. Heliodor Chmielewski: Encyklopedia Techniki. T. Energia jądrowa. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 1970, s. 16, seria: Encyklopedia Techniki.

Bibliografia[edytuj]