اگر شخصی از شما بپرسد که سه گاز فراوان موجود در جو زمین را نام ببرید ، ممکن است به ترتیب گاز اکسیژن ، گاز دی اکسید کربن و گاز نیتروژن را انتخاب کنید. اگر چنین است ، شما درست میگوید اما نه کاملا، واقعیت این است که پس از نیتروژن (N2) و اکسیژن (O2) ، سومین گاز فراوان، آرگون به عنوان یک گاز نجیب تقریباً زیر 1 درصد از ترکیبات جو را تشکیل می دهد. کاربرد آرگون در زندگی روزمره ما آن قدری هست که لازم باشد این مطلب را تا انتها بخوانید.
6 گاز نجیب همانند آرگون موجود هستند که از دیدگاه علم شیمی واکنش ناپذیر بوده و نمی توان از ترکیب آنها با سایر عناصر ترکیب جدیدی را به وجود آورد، با این حال همین خاصیت عدم واکنش پذیری سبب کاربرد های مهمی برای گازی مانند آرگون شده است. پنج کاربرد عمده گاز آرگون عبارتند از: قرارگیری آن در چراغ‌های نئون، توانایی آن برای کمک به تعیین سن مواد قدیمی، استفاده آن به عنوان یک عایق در ساخت فلزات ، نقش آن به عنوان یک گاز جوشکاری و کاربرد آن در چاپگر سه‌بعدی است.
خواص آرگون
آرگون ، با نماد Ar ، عنصر شماره 18 در جدول تناوبی است و آن را به عنوان سومین گاز سبک از شش گاز نجیب در پشت هلیوم (اتم شماره 2) و نئون (شماره 10) قرار می دهد. بی رنگ ، بی بو و بی مزه است. دارای وزن مولکولی 39.7 گرم در هر مول در پایدارترین ایزوتوپ آن است. همچنین آرگون دارای ایزوتوپ های دیگری است که سبب کاربردهای برای آن میشود.
موارد کاربرد آرگون
کاربرد اول – چراغ های نئون: همانطور که توضیح داده شد، گازهای نجیب برای ایجاد چراغ های نئون مفید هستند. برای این منظور از آرگون به همراه نئون و کریپتون استفاده می شود. هنگامی که الکتریسیته از گاز آرگون عبور می کند، به طور موقت بیشترین الکترونهای مداری را تحریک می کند و باعث می شود که آنها به طور خلاصه به یک “پوسته” یا سطح انرژی بالاتر پرش کنند. هنگامی که الکترون به سطح انرژی قبلی خود باز میگردد ، یک فوتون – یک بسته از نور را ساطع می کند.
کاربرد دوم- تعیین قدمت رادیوایزوتوپ: آرگون را می توان به همراه پتاسیم با نماد K که عنصر شماره 19 در جدول تناوبی است، استفاده کرد تا اشیایی با قدمت 4 میلیارد سال قدمت زده شود. روند کار به این صورت انجام می شود:
پتاسیم معمولاً دارای 19 پروتون و 21 نوترون است که تقریباً همان جرم اتمی آرگون را تشکیل می دهد (کمی زیر 40) اما با ترکیب متفاوتی از پروتون ها و نوترون ها، هنگامی که یک ذره رادیواکتیو معروف به ذره بتا با پتاسیم برخورد میکند ، می تواند یکی از پروتون های موجود در هسته پتاسیم را به یک نوترون تبدیل کند و خود اتم را به آرگون (18 پروتون ، 22 نوترون) تبدیل کند. این اتفاق با سرعت قابل پیش بینی ، ثابت و بسیار آهسته رخ می دهد. بنابراین اگر دانشمندان نمونه ای از مثلاً سنگ آتشفشانی را بررسی کنند ، می توانند نسبت آرگون به پتاسیم موجود در نمونه (که به مرور به تدریج افزایش می یابد) را با نسبت موجود در یک نمونه “کاملاً جدید” مقایسه کنند و تعیین کنند که سنگ چقدر قدیمی است.
توجه داشته باشید که این موضوع با “قدمت کربن” متفاوت است ، اصطلاحی که غالباً به اشتباه در استفاده عمومی از روش های واپاشی هسته ای برای تعیین قدمت اشیاء قدیمی استفاده می شود. قدمت کربن ، که فقط یک نوع خاص از قرار گرفتن در معرض رادیوایزوتوپ است ، فقط برای اشیاء شناخته شده به قدمت هزاران سال مفید است.
کاربرد سوم – شیلد گاز در جوشکاری: آرگون در جوشکاری آلیاژهای مخصوص و همچنین در جوشکاری فریم های خودرو و سایر قطعات خودرو استفاده می شود. این گاز، محافظ نامیده می شود زیرا با گازها و فلزاتی که در مجاورت فلزات جوش داده شده قرار دارند ، واکنش نشان نمی دهد. این امر صرفاً از بروز واکنش های ناخواسته دیگر در مجاورت گازهای واکنشی مانند نیتروژن و اکسیژن جلوگیری می کند.
کاربرد چهارم – عملیات حرارتی: از آرگون به عنوان گاز نجیب می توان برای تهیه یک محیط بدون اکسیژن و نیتروژن برای فرآیندهای عملیات حرارتی استفاده کرد.
چاپگر 3 بعدی: آرگون در زمینه چاپگر سه بعدی مورد استفاده قرار می گیرد. در طول گرم کردن سریع و خنک شدن مواد چاپ، گاز آرگون از اکسیداسیون فلز و واکنش‌های دیگر جلوگیری میکند و می تواند تأثیر تنش را محدود کند. آرگون هم چنین می‌تواند با گازهای دیگر مخلوط شوند تا ترکیبات خاصی را که مورد نیاز هست ایجاد کند.
کاربرد پنجم – تولید فلز: مانند نقش آن در جوشکاری ، آرگون می تواند از طریق فرآیندهای دیگر در سنتز فلزات استفاده شود زیرا از اکسیداسیون (زنگ زدگی) جلوگیری می کند و گازهای ناخواسته مانند مونوکسید کربن را جابجا می کند.
منابع:
ثبت ديدگاه