Isi
Jika seseorang meminta Anda menyebutkan tiga gas paling melimpah di atmosfer Bumi, Anda dapat memilih, dalam beberapa hal, oksigen, karbon dioksida, dan nitrogen. Jika demikian, Anda akan benar - kebanyakan. Ini adalah fakta yang sedikit diketahui di balik nitrogen (N2) dan oksigen (O2), gas ketiga yang paling berlimpah adalah argon gas mulia, terhitung hanya di bawah 1 persen dari komposisi atmosfer yang tak terlihat.
Enam gas mulia berasal dari fakta bahwa, dari sudut pandang kimia, unsur-unsur ini menyendiri, bahkan angkuh: Mereka tidak bereaksi dengan unsur lain, sehingga mereka tidak terikat pada atom lain untuk membentuk senyawa yang lebih kompleks. Namun, alih-alih menjadikannya tidak berguna dalam industri, kecenderungan untuk memikirkan bisnis atomnya sendiri inilah yang membuat beberapa gas ini berguna untuk tujuan tertentu. Lima penggunaan utama argon, misalnya, termasuk penempatannya dalam lampu neon, kemampuannya untuk membantu menentukan usia zat yang sangat tua, penggunaannya sebagai isolator dalam pembuatan logam, perannya sebagai gas pengelasan dan penggunaannya dalam 3-D ing.
Dasar-Dasar Gas Mulia
Enam gas mulia - helium, neon, argon, krypton, xenon dan radon - menempati kolom paling kanan dalam tabel periodik unsur-unsur. (Setiap pemeriksaan unsur kimia harus disertai dengan tabel periodik; lihat Sumberdaya untuk contoh interaktif.) Implikasi dunia nyata dari hal ini adalah bahwa gas mulia tidak memiliki elektron yang dapat dibagikan. Agak seperti kotak puzzle yang berisi jumlah keping yang tepat, argon dan lima sepupunya tidak memiliki kekurangan subatomik yang perlu diamandemen dengan sumbangan dari elemen lain, dan tidak ada tambahan yang mengambang untuk disumbangkan secara bergantian. Istilah formal untuk non-reaktivitas gas mulia ini adalah "diam".
Seperti teka-teki yang lengkap, gas mulia sangat stabil secara kimiawi. Ini berarti, dibandingkan dengan elemen lain, sulit untuk mengetuk elektron terluar dari gas mulia menggunakan seberkas energi. Ini berarti bahwa unsur-unsur ini - satu-satunya unsur yang ada sebagai gas pada suhu kamar, yang lainnya semuanya adalah cairan atau padatan - memiliki apa yang disebut energi ionisasi tinggi.
Helium, dengan satu proton dan satu neutron, adalah unsur paling berlimpah kedua di alam semesta di belakang hidrogen, yang hanya mengandung satu proton. Reaksi fusi nuklir raksasa yang sedang berlangsung, yang bertanggung jawab atas bintang-bintang sebagai objek super-terang mereka, tidak lebih dari atom hidrogen yang tak terhitung yang bertabrakan untuk membentuk atom helium selama miliaran tahun.
Ketika energi listrik dilewatkan melalui gas mulia, cahaya dipancarkan. Ini adalah dasar untuk tanda-tanda neon, yang merupakan istilah umum untuk tampilan semacam itu yang dibuat menggunakan gas mulia.
Sifat-sifat Argon
Argon, disingkat Ar, adalah elemen nomor 18 pada tabel periodik, menjadikannya yang paling ringan ketiga dari enam gas mulia di belakang helium (nomor atom 2) dan neon (nomor 10). Seperti layaknya elemen yang terbang di bawah radar kimia dan fisik kecuali diprovokasi, itu tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Ini memiliki berat molekul 39,7 gram per mol (juga dikenal sebagai dalton) dalam konfigurasi yang paling stabil. Anda mungkin ingat dari bacaan lain bahwa sebagian besar elemen datang dalam isotop, yang merupakan versi dari elemen yang sama dengan jumlah neutron yang berbeda dan massa yang berbeda (jumlah proton tidak berubah atau kalau tidak, identitas elemen itu sendiri harus berubah ). Ini memiliki implikasi kritis dalam salah satu penggunaan utama argon.
Penggunaan Argon
Lampu neon: Seperti dijelaskan, gas mulia berguna untuk membuat lampu neon. Argon, bersama dengan neon dan kripton, digunakan untuk tujuan ini. Ketika listrik melewati gas argon, ia sementara menggairahkan elektron yang mengorbit terluar dan menyebabkan mereka melompat ke "cangkang" atau tingkat energi yang lebih tinggi. Ketika elektron kemudian kembali ke tingkat energi yang biasa, ia memancarkan foton - paket cahaya tanpa massa.
Kencan Radioisotop: Argon dapat digunakan bersama dengan kalium, atau K, yang merupakan elemen nomor 19 pada tabel periodik, untuk mengencangkan objek hingga usia 4 miliar tahun yang mengejutkan. Prosesnya bekerja seperti ini:
Kalium biasanya memiliki 19 proton dan 21 neutron, memberikannya tentang massa atom yang sama dengan argon (tepat di bawah 40) tetapi dengan komposisi proton dan neutron yang berbeda. Ketika partikel radioaktif yang dikenal sebagai partikel beta bertabrakan dengan kalium, ia dapat mengubah salah satu proton dalam nukleus kalium menjadi neutron, mengubah atom itu sendiri menjadi argon (18 proton, 22 neutron). Ini terjadi pada tingkat yang dapat diprediksi dan tetap dari waktu ke waktu, dan sangat lambat. Jadi jika para ilmuwan memeriksa sampel, katakanlah, batuan vulkanik, mereka dapat membandingkan rasio argon dengan kalium dalam sampel (yang naik secara bertahap dari waktu ke waktu) dengan rasio yang akan ada dalam sampel "baru", dan menentukan bagaimana tua batu itu.
Perhatikan bahwa ini berbeda dari "penanggalan karbon," sebuah istilah yang sering keliru digunakan untuk merujuk secara umum menggunakan metode peluruhan radioaktif untuk menentukan tanggal objek lama. Penanggalan karbon, yang hanya merupakan jenis penanggalan radioisotop tertentu, hanya berguna untuk benda-benda yang diketahui berusia ribuan tahun.
Melindungi gas dalam pengelasan: Argon digunakan dalam pengelasan paduan khusus serta dalam pengelasan rangka mobil, muffler dan bagian otomotif lainnya. Ini disebut gas pelindung karena tidak bereaksi dengan gas dan logam apa pun yang melayang di sekitar logam yang dilas; ia hanya mengambil ruang dan mencegah reaksi lain yang tidak diinginkan terjadi di dekatnya karena gas reaktif seperti nitrogen dan oksigen.
Mengobati panas: Sebagai gas inert, argon dapat digunakan untuk menyediakan pengaturan bebas oksigen dan nitrogen untuk proses perlakuan panas.
3-D ing: Argon digunakan dalam bidang tiga dimensi yang sedang berkembang. Selama pemanasan dan pendinginan bahan secara cepat, gas akan mencegah oksidasi logam dan reaksi lainnya dan dapat membatasi dampak stres. Argon juga dapat dicampur dengan gas lain untuk menciptakan campuran khusus sesuai kebutuhan.
Produksi logam: Mirip dengan perannya dalam pengelasan, argon dapat digunakan dalam sintesis logam melalui proses lain karena mencegah oksidasi (berkarat) dan menggantikan gas yang tidak diinginkan seperti karbon monoksida.
Bahaya Argon
Argon itu bersifat inert secara kimia, sayangnya, tidak berarti bahwa ia bebas dari bahaya kesehatan potensial. Gas argon dapat mengiritasi kulit dan mata jika terkena, dan dalam bentuk cairnya dapat menyebabkan radang dingin (penggunaan minyak argon relatif sedikit, dan "minyak argan," bahan umum dalam kosmetik, bahkan tidak sama dengan argon). Kadar gas argon yang tinggi di udara dalam lingkungan tertutup dapat menggantikan oksigen dan menyebabkan masalah pernapasan mulai dari yang ringan hingga yang parah, tergantung pada seberapa banyak argon yang ada. Hal ini menghasilkan gejala mati lemas termasuk sakit kepala, pusing, kebingungan, kelemahan dan tremor pada akhir ringan, dan koma dan bahkan kematian dalam kasus yang paling ekstrim.
Dalam kasus kulit atau mata yang diketahui terkena, pembilasan dan pembilasan dengan air hangat adalah perawatan yang lebih disukai. Ketika argon telah dihirup, dukungan pernapasan standar, termasuk oksigenasi dengan masker, mungkin diperlukan agar kadar oksigen darah kembali normal; mengeluarkan orang yang terkena dampak dari lingkungan yang kaya argon tentu saja perlu juga.