Cinco usos principales de argón

Si alguien le pide que nombre los tres gases más abundantes en la atmósfera terrestre, puede elegir, en algún orden, oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno. Si es así, tendrías razón, en su mayoría. es un hecho poco conocido que detrás del nitrógeno (n ₂ ) y el oxígeno (o ₂ ), el tercer gas más abundante es el gas noble argón, que representa poco menos del 1 por ciento de la composición invisible de la atmósfera.

los seis gases nobles derivan su nombre del hecho de que, desde el punto de vista de la química, estos elementos son distantes, incluso altivos: no reaccionan con otros elementos, por lo que no se unen a otros átomos para formar compuestos más complejos. Sin embargo, en lugar de hacerlos inútiles en la industria, esta tendencia a preocuparse por el propio negocio atómico es lo que hace que algunos de estos gases sean útiles para propósitos específicos. Cinco usos principales del argón, por ejemplo, incluyen su colocación en luces de neón, su capacidad para ayudar a determinar la edad de sustancias muy antiguas, su uso como aislante en la fabricación de metales, su papel como gas de soldadura y su uso en 3-d. impresión.

Los seis gases nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón y radón) ocupan la columna más a la derecha en la tabla periódica de los elementos. (cualquier examen de un elemento químico debe ir acompañado de una tabla periódica; vea los recursos para un ejemplo interactivo). Las implicaciones de esto en el mundo real es que los gases nobles no tienen electrones compartibles. Al igual que una caja de rompecabezas que contiene exactamente el número correcto de piezas, el argón y sus cinco primos no tienen ninguna escasez subatómica que deba ser enmendada por donaciones de otros elementos, y no tiene extras adicionales para donar a su vez. El término formal para esta no reactividad de los gases nobles es "inerte".

Como un rompecabezas completo, un gas noble es muy estable químicamente. esto significa que, en comparación con otros elementos, es difícil eliminar los electrones más externos de los gases nobles utilizando un haz de energía. esto significa que estos elementos, los únicos elementos que existen como gases a temperatura ambiente, los otros que son líquidos o sólidos, tienen lo que se denomina una alta energía de ionización.

El helio, con un protón y un neutrón, es el segundo elemento más abundante en el universo detrás del hidrógeno, que contiene solo un protón. la gigantesca reacción en curso de fusión nuclear que es responsable de que las estrellas sean los objetos súper brillantes que son no es más que innumerables átomos de hidrógeno que chocan para formar átomos de helio durante un período de miles de millones de años.

Cuando la energía eléctrica pasa a través de un gas noble, se emite luz. Esta es la base de los letreros de neón, que es un término genérico para cualquier exhibición de este tipo creada con un gas noble.

argón, ar abreviado, es el elemento número 18 en la tabla periódica, lo que lo convierte en el tercer más claro de los seis gases nobles detrás del helio (número atómico 2) y el neón (número 10). como corresponde a un elemento que vuela bajo el radar químico y físico a menos que se lo provoque, es incoloro, inodoro e insípido. tiene un peso molecular de 39.7 gramos por mol (también conocido como daltons) en su configuración más estable. Puedes recordar de otra lectura que la mayoría de los elementos vienen en isótopos, que son versiones del mismo elemento con los diferentes números de neutrones y, por lo tanto, diferentes masas (el número de protones no cambia o la identidad del elemento en sí debería cambiar) ). esto tiene implicaciones críticas en uno de los principales usos del argón.

Luces de neón: como se describe, los gases nobles son útiles para crear luces de neón. El argón, junto con el neón y el criptón, se utiliza para este propósito. cuando la electricidad pasa a través del gas argón, excita temporalmente a los electrones en órbita más externos y hace que estos salten brevemente a un "nivel" o nivel de energía más alto. cuando el electrón vuelve a su nivel de energía acostumbrado, emite un fotón, un paquete de luz sin masa.

datación por radioisótopos: el argón se puede usar junto con el potasio, o k, que es el elemento número 19 en la tabla periódica, para datar objetos de hasta 4 mil millones de años. El proceso funciona así:

el potasio generalmente tiene 19 protones y 21 neutrones, lo que le da aproximadamente la misma masa atómica que el argón (poco menos de 40) pero con una composición diferente de protones y neutrones. cuando una partícula radiactiva conocida como una partícula beta colisiona con potasio, puede convertir uno de los protones en el núcleo de potasio en un neutrón, cambiando el átomo a argón (18 protones, 22 neutrones). Esto ocurre a una tasa predecible y fija a lo largo del tiempo, y muy lentamente. así que si los científicos examinan una muestra de, digamos, roca volcánica, pueden comparar la proporción de argón a potasio en la muestra (que aumenta gradualmente con el tiempo) a la proporción que existiría en una muestra "nueva", y determinar cómo viejo es la roca.

tenga en cuenta que esto es distinto de "datación por carbono", un término que a menudo se usa erróneamente para referirse genéricamente al uso de métodos de desintegración radiactiva para fechar objetos antiguos. La datación por carbono, que es solo un tipo específico de datación por radioisótopos, es útil solo para los objetos que se sabe que son del orden de miles de años.

gas protector en la soldadura: el argón se utiliza en la soldadura de aleaciones especiales, así como en la soldadura de bastidores de automóviles, silenciadores y otras piezas de automóviles. se denomina gas protector porque no reacciona con los gases y metales que se encuentran cerca de los metales que se sueldan; simplemente ocupa espacio y evita que otras reacciones no deseadas ocurran cerca debido a gases reactivos como el nitrógeno y el oxígeno.

Tratamiento térmico: como gas inerte, el argón se puede utilizar para proporcionar un ajuste sin oxígeno ni nitrógeno para los procesos de tratamiento térmico.

Impresión 3D : el argón se utiliza en el campo creciente de la impresión tridimensional. durante el rápido calentamiento y enfriamiento del material de impresión, el gas evitará la oxidación del metal y otras reacciones y puede limitar el impacto del estrés. El argón también se puede mezclar con otros gases para crear mezclas especiales según sea necesario.

producción de metales: similar a su papel en la soldadura, el argón se puede usar en la síntesis de metales a través de otros procesos porque evita la oxidación (oxidación) y desplaza gases no deseados como el monóxido de carbono.

que el argón sea químicamente inerte no significa, desafortunadamente, que esté libre de peligros potenciales para la salud. El gas argón puede irritar la piel y los ojos al contacto, y en su forma líquida puede causar congelación (existen relativamente pocos usos del aceite de argón, y el "aceite de argán", un ingrediente común en los cosméticos, no es ni remotamente el mismo que argón). Los altos niveles de gas argón en el aire en un ambiente cerrado pueden desplazar el oxígeno y provocar problemas respiratorios que varían de leves a severos, dependiendo de la cantidad de argón presente. esto da como resultado síntomas de asfixia que incluyen dolor de cabeza, mareos, confusión, debilidad y temblores en el extremo más leve, y coma e incluso la muerte en los casos más extremos.

En casos de exposición conocida a la piel u ojos, el tratamiento preferido es el enjuague y enjuague con agua tibia. cuando se inhala argón, se puede requerir que la asistencia respiratoria estándar, incluida la oxigenación con mascarilla, haga que los niveles de oxígeno en la sangre vuelvan a la normalidad; Por supuesto, también es necesario sacar a la persona afectada del entorno rico en argón.