Dünya atmosferinde en bol bulunan üç gazın, sırayla oksijen, karbon dioksit ve azot olduğu bilinir. Aslında azot (N 2) ve oksijenden (02) sonra üçüncü en bol gaz, atmosferin görünmeyen bileşiminin hemen hemen yüzde 1’ini oluşturan asal gaz argonudur.
Altı asal gaz, diğer elementlerle reaksiyona girmezler, bu yüzden daha karmaşık bileşikler oluşturmak için diğer atomlara bağlanmazlar. Bununla birlikte endüstride kullanışlıdır. Örneğin argonun beş ana kullanımı neon ışıklarına yerleştirme, çok eski maddelerin yaşını belirlemeye yardımcı olma yeteneği, metal imalatında yalıtkan olarak kullanım alanı, kaynak gazı olarak rolü ve 3-D’de baskı olarak kullanımıdır.
Soygazın Temelleri
Altı soygaz (asalgaz) helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radon elementlerin periyodik tablosunda en sağdaki sütunu kaplar. (Herhangi bir kimyasal elementin incelemesine periyodik bir tablo eşlik etmelidir.) Bunun dünyadaki gerçek etkileri, soy gazların paylaşılabilir elektronları olmadığıdır. Tam olarak doğru sayıda parça içeren bir bulmaca kutusu gibi argon ve diğer beş soygaz diğer elementlerden gelen yardımlarla değiştirilmesi gereken herhangi bir atom altı kıtlığı yoktur ve sırayla yardım yapmak için etrafta yüzen hiçbir ekstra yoktur. Asal gazların bu reaktivite dışılığı için resmi terim etkisizdir.
Tamamlanmış bir bilmece gibi, soylu bir gaz kimyasal olarak çok kararlıdır. Bu, diğer elementlere kıyasla en dıştaki elektronları bir enerji ışını kullanarak soygazlardan arınmanın zor olduğu anlamına gelir. Bu, bu elementlerin oda sıcaklığında gaz olarak var olan tek elementlerin, diğerlerinin hepsi sıvı veya katı olan yüksek iyonlaşma enerjisi denilen şeye sahip olduğu anlamına gelir.
Bir proton ve bir nötronla helyum, evrendeki hidrojenin arkasındaki en bol bulunan elementtir ve sadece bir proton içerir. Yıldızların süper parlak nesneler olmalarından sorumlu olan devdir ve devam eden nükleer füzyon reaksiyonu milyarlarca yıl boyunca helyum atomları oluşturmak için çarpışan sayısız hidrojen atomundan daha fazla değildir.
Elektrik enerjisi soygazdan geçtiğinde, ışık yayar. Soy gaz kullanılarak yaratılan bu tür ekranlar için genel bir terim olan neon tabelaların temeli budur.
Argon’un Özellikleri
Ar, periyodik tablodaki 18 numaralı elementtir ve onu helyum (atom sayısı 2) ve neon (sayı 10) arkasındaki altı asal gazın üçüncü olanı en hafifini oluşturur. Reaksiyona girmediği sürece renksiz, kokusuz ve tatsızdır. En stabil konfigürasyonunda, mol başına 39,7 gram (dalton olarak da bilinir) bir moleküler ağırlığa sahiptir. Diğer elementlerin çoğu elementin, aynı elementin farklı sayıda nötron ve dolayısıyla farklı kütlelere sahip olan izotopları olduğunu hatırlatırsınız (protonların sayısı değişmez, aksi halde elementin kimliğini değiştirmek zorunda kalır). Bunun argonun temel kullanımlarından birinde kritik etkileri vardır.
Argonun Kullanımı
Neon ışıklar: Soy gazlar neon ışık oluşturmak için kullanışlıdır. Argon, neon ve kripton ile birlikte bu amaç için kullanılır. Elektrik argon gazı içinden geçtiğinde, en dıştaki yörüngeli elektronları geçici olarak uyarır ve kısaca daha yüksek bir kabuk ya da enerji seviyesine atlamalarına neden olur. Elektron daha sonra alışılmış enerji seviyesine geri döndüğünde, bir foton yayar, bu kütlesiz bir ışık paketidir.
Radyoizotop flört: Argon potasyum ile birlikte veya periyodik cetvelde 19 numaralı element olan K, 4 milyar yıllık şaşırtıcı bir nesneye tarih vermek için kullanılabilir. İşlem şöyle çalışır:
Potasyum normalde 19 proton ve 21 nötrona sahiptir, bu da argon ile aynı atomik kütleyi (sadece 40’ın altında) verir, ancak farklı proton ve nötron bileşimi içerir. Beta partikül olarak bilinen radyoaktif bir partikül potasyumla çarpıştığında, atomun kendisini Argon’a değiştirerek potasyum çekirdeğindeki protonlardan birini bir nötrona dönüştürebilir (18 proton, 22 nötron). Bu zaman içinde öngörülebilir ve sabit bir oranda çok yavaş bir şekilde gerçekleşir. Bu nedenle, eğer bilim adamları volkanik kaya örneğini incelerlerse, eski kayadaki argonun numunedeki potasyum oranını (zaman içinde artımlı olarak artar) yepyeni bir örnekte var olan oranla karşılaştırabilirler ve nasıl belirleyebileceklerini belirleyebilirler.
Bunun, genellikle eski nesneleri tarihlendirmek için radyoaktif bozulma yöntemlerinin kullanılmasına atıfta bulunmak için genellikle yanlış kullanılan bir terim olan “karbonla buluşma” dan farklı olduğunu unutmayın. Sadece belirli bir radyoizotop buluşma türü olan karbon buluşması, sadece binlerce yıllık olduğu bilinen nesneler için kullanışlıdır.
Kaynakta koruyucu gaz: Argon, özel alaşımların kaynağında ve ayrıca otomobil çerçevelerinin, susturucuların ve diğer otomotiv parçalarının kaynağında kullanılır. Kalkan gazı olarak adlandırılır, çünkü kaynak yapılan metallerin çevresinde dolaşan gaz ve metaller ile reaksiyona girmez; sadece yer kaplar, azot ve oksijen gibi reaktif gazlar nedeniyle diğer istenmeyen reaksiyonların da yakınlarda oluşmasını önler.
Isıl işlem: İnert bir gaz olarak, ısıl işlemlerde oksijen ve azot içermeyen bir ayar sağlamak için argon kullanılabilir.
3 boyutlu baskı: Argon, üç boyutlu baskının gelişen alanına yerleştirilir. Baskı malzemesinin hızlı bir şekilde ısıtılması ve soğutulması sırasında, gaz metalin ve diğer reaksiyonların oksidasyonunu önler ve stres etkisini sınırlar. Argon, gerektiğinde özel karışımlar oluşturmak için diğer gazlarla da karıştırılabilir.
Metal üretimi: Kaynak işlemindeki rolüne benzer şekilde, argon, diğer işlemlerle metallerin sentezlenmesinde kullanılabilir, çünkü oksidasyonu önler (paslanmayı) ve karbon monoksit gibi istenmeyen gazları yerinden çıkarır.
Argon Tehlikeleri
Argon kimyasal olarak atıldır, sağlık için tehlike içerebilir. Argon gazı cildi ve gözleri temas halinde tahriş edebilir ve sıvı halde donmalara neden olabilir (nispeten az miktarda argon yağı kullanımı vardır ve kozmetiklerde yaygın bir bileşen olan argan yağı, uzaktan bile aynı değildir.) Kapalı bir ortamda havadaki yüksek argon gazı seviyeleri, oksijenin yerini alabilir ve ne kadar argon bulunduğuna bağlı olarak hafif ila şiddetli solunum problemlerine yol açabilir. Bu, daha hafif vakalarda baş ağrısı, baş dönmesi, konfüzyon, zayıflık ve titremeleri, koma ve hatta ölüm gibi boğulma belirtileri ile sonuçlanır.
Bilinen cilt veya göze maruz kalma durumunda, durulama ve ılık suyla durulama tercih edilen işlemdir. Argon solunduğunda, kan oksijen seviyelerinin normale dönmesi için maske ile oksijenasyonu içeren standart solunum desteği gerekebilir ve elbette etkilenen kişiyi argon bakımından zengin ortamdan çıkarmak gereklidir.
Kaynakça:
researchgate.net
phys.org
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu