Wikipedia:AA-TaskForce/Ædelgasser/Argon

Argon
Ar,18.jpg
Farveløs gas
Periodiske system
Generelt
Atomtegn Ar (før 1957: A)
Atomnummer 18
Elektronkonfiguration 2, 8, 8 Elektroner i hver skal: 2, 8, 8. Klik for større billede.
Gruppe 18 (Ædelgas)
Periode 3
Blok p
CAS-nummer 7440–37–1
E-nummer E-938
Atomare egenskaber
Atommasse 39,948(1)
Atomradius 71 pm
Kovalent radius 97 pm
Van der Waals-radius 188 pm
Elektronkonfiguration [Ne] 3s² 3p6
Elektroner i hver skal 2, 8, 8
Fysiske egenskaber
Tilstandsform Gas
Krystalstruktur Kubisk fladecentreret
Massefylde (gas) 1,784 g/L
Smeltepunkt 83,80K / −189,35 °C
Kogepunkt 87,30K / −185,85 °C
Kritisk punkt −122,28 °C, 4,898 MPa
Smeltevarme 1,18 kJ/mol
Fordampningsvarme 6,43 kJ/mol
Varmefylde 20,786 J·mol–1K–1
Varmeledningsevne 0,01772 W·m–1K–1
Magnetiske egenskaber Ikke magnetisk

Argon (af græsk αργός, "inaktiv", efter stoffets reaktionsuvillighed) er det 18. grundstof i det periodiske system og har det kemiske symbol Ar (indtil 1957 dog A[1]): Under normale tryk- og temperaturforhold optræder denne ædelgas som en lugtfri, farve- og smagsløs gasart. Jordens atmosfære består for cirka én procents vedkommende af argon, hvilket gør gassen til den mest udbredte ædelgas på Jorden.

EgenskaberRediger

 
Et rør fyldt med argon som lyser, når der sendes en elektrisk strøm igennem det.

Som alle andre ædelgasser har frie argonatomer 8 elektroner i deres yderste elektronskal og opfylder derfor oktetreglen egenhændigt uden at indgå i kemiske forbindelser med andre atomer. Enhver kemisk forbindelse ville tvært imod bringe argon i uoverensstemmelse med oktetreglen, så for argon (og andre lette ædelgasser) er det populært sagt "ufordelagtigt" at indgå i kemiske forbindelser med noget som helst.

Af den grund er det indtil nu kun lykkedes at få argon til at indgå i én egentlig kemisk forbindelse: I august 2000 lykkedes det forskere ved Helsinki Universitet at fremstille argonhydrofluorid (HArF)[2] ved at belyse frossen argon tilsat en smule flussyre med ultraviolet lys[3]. Dette stof er kun stabilt ved temperaturer indtil 40 K.

Man har dog også observeret at argon kan danne klatrater med vand;[4] vandmmolekyler, der holder argonatomerne fanget mellem sig i en slags gitterstruktur. Der findes også ioner som indeholder argon, f.eks. ArH+ og ArF. Teoretiske beregninger på computer tyder på, at der kan være flere stabile argonforbindelser, men det er endnu ikke lykkedes at fremstille dem.

Argon og ilt har omtrent samme opløselighed i vand og er 2,5 gange mere opløselige end kvælstof.

Som de øvrige ikke-radioaktive ædelgasser er argon ikke i sig selv giftig. Dog er der i indelukkede lokaler en risiko for, at udsivende argon fortrænger den livsvigtige ilt og derved kvæler mennesker, der opholder sig i lokalet.[5] Stoffet spiller i øvrigt ingen rolle for levende organismers kemi.

AnvendelserRediger

Argon udvindes som et biprodukt, når man på stor industriel skala udskiller flydende ilt og kvælstof fra atmosfærisk luft: Af den grund er argon billigt, og i de fleste praktiske anvendelser for argon har man valgt denne gas først og fremmest på grund af prisen.

Beskyttelse mod iltningRediger

 
Trykflasker med argon til brandbekæmpelse. Den grønne markering på toppen af flaskerne indikerer, at indholdet er en inert – og derfor ikke-brandfarlig – gas.

I en del tilfælde bruges det meget lidt reaktionsvillige argon til at fortrænge eller erstatte atmosfærisk luft eller andre gasser på steder, hvor luftens bestanddele ellers ville føre til utilsigtede kemiske reaktioner: For eksempel er der argon inde i glødelamper, fordi glødetrådens høje arbejdstemperatur ville få luftens ilt, og selv kvælstoffet, til at reagere kemisk med metallet i glødetråden. Og i forbindelse med visse former for svejsning blæser man en strøm af en ædelgas, typisk argon, mod svejsestedet for at forhindre luftens mere reaktive gasarter i at gå i forbindelse med det varme svejsested. Argon bruges også som "beskyttelsesgas" ved andre former for forarbejdning af reaktionsivrige metaller som titanium og til at beskytte dyrkningen af krystaller af silicium og germanium til halvledere.

Argon bruges også til brandslukning i situationer, hvor mere traditionelle brandslukningsmidler som vand ville forvolde næsten lige så store skader som branden i sig selv, for eksempel arkiver eller it-udstyr. Billedet til venstre viser en række trykflasker med argon i et server-lokale, klar til at fortrænge luftens brandnærende ilt i tilfælde af brand.

Argon bruges også til at hindre langsommere angreb fra luftens ilt: I E-nummer-systemet er argon indført i kategorien emballagegasser og drivgasser med nummer E-938. For eksempel fyldes luftlommen i vinflasker med argon for at forhindre luften i at reagere med alkoholen i vinen, og i medicinalindustrien gør man det samme med luftlommen i ampuller med medicin til indsprøjtning, igen for at hindre iltens adgang og dermed forlænge produktets holdbarhed.

Også andre ting beskyttes mod luftens skadelige virkninger: Argon bruges i konserveringen af gamle dokumenter og andre materialer, som gradvist ville forfalde i almindelig atmosfærisk luft[6].

KølemiddelRediger

 
Et lille stykke frossen argon, hastigt i færd med at smelte.

Argon bruges som kølemiddel i den infrarøde målsøger-optik i Sidewinder og andre amerikanske missiltyper: Her opbevares argon i en trykflaske og frigives, når målsøgnings-anordningen er i brug, hvorved den ekspanderende gas køler den infrarøde sensor ned.[7]

I kryokirurgi bruges flydende argon til at ødelægge f.eks. kræftvæv ved frysning.

VarmeisoleringRediger

Andre anvendelser for argon udnytter gassens lave varmeledning; for eksempel i særlig energibesparende termoruder[8] og til at fylde tørdragter til brug ved teknisk dykning. I forbindelse med dykning har argon og andre ædelgasser dertil en fordel i forhold til at undgå nitrogennarkose.

Andre anvendelserRediger

 
Plasmalamper som denne indeholder argon.

Som navnet antyder benytter en argonlaser argon som lasermedie; lasere af denne type kan kendes på deres lysstrålers cyanblålige farve, og bruges i laserkirurgi, typisk til sammensvejsning af arterier og til at rette defekter i øjne[9].

Det indre af en plasmalampe som den, der er vist til højre, indeholder også argon

Visse argonisotoper kan bruges til datering: Grundvand og boreprøver af is kan dateres ud fra deres indhold af isotopen 39Ar, og vulkanske klippematerialer kan dateres ved at måle deres indhold af argon- og kaliumisotoper.

I den Internationale Temperaturskala fra 1990 ("ITS-90") bruges temperaturen for argons tripelpunkt, 83,8058 K, som et referencepunkt.

HistorieRediger

Henry Cavendish havde siden 1785 en mistanke om en dengang ukendt bestanddel af atmosfærisk luft, men først et århundrede senere kom Lord Rayleigh og Sir William Ramsay på sporet af denne bestanddel: De havde opdaget, at kvælstof udvundet af atmosfærisk luft tilsyneladende var en halv procent tungere end kvælstof udvundet af kemiske reaktioner i laboratoriet.[10] Ved et eksperiment fjernede de al ilt og kvælstof fra en luftprøve og endte med et nyt grundstof:[11][10] Argon – det første medlem af ædelgasserne som mennesket opdagede.

Uafhængigt af disse forsøg blev argon også observeret i 1882 af H.F. Newall og W.N. Hartley, som opdagede nye spektrallinjer i luftens spektrum, men de endte ikke med identificerede noget nyt grundstof ud fra disse data.

Nutildags er symbolet for argon Ar, men indtil 1957 var det A.

Forekomst og udvindingRediger

Argon udgør 0,934 volumenprocent og 1,29 masseprocent af jordens atmosfære, og det er herfra, man henter de cirka 700.000 tons argon, der årligt produceres på verdensplan[12]. Argon isoleres fra luften ved fraktioneret destillation, samme proces som benyttes ved isolering af kvælstof, ilt, neon, krypton og xenon[13].

Mars' atmosfære indeholder 1,6% Ar-40 og 5 ppm Ar-36. Merkur har en tynd atmosfære, som indeholder 70% argon formodentlig stammende fra henfaldsprodukter fra planetens radioaktive materialer. Der er også opdaget Ar-40 på Titan, Saturns største måne.[14]

IsotoperRediger

 
Argons elektronskaller

De hyppigst forekommende argonisotoper på jorden er 40Ar, 36Ar og 38Ar. Naturligt forekommende 40K, som har en halveringstid på 1,25x109 år, henfalder til den stabile 40Ar via betahenfald. Dette udnyttes i såkaldt kalium-argon-datering til at bestemme alder på sten.

I Jordens atmosfære dannes 39Ar ved kosmisk strålingsaktivitet med primært 40Ar. Under jordoverfladen dannes det fra calcium ved alfahenfald. 37Ar dannes ved henfald af 40Ca i kerneeksplosioner. Den har en halveringstid på 35 dage[15].

Eksterne henvisningerRediger

 Søsterprojekter med yderligere information:

KildehenvisningerRediger