Argon

Argon
 [Ne] 3s2 3p6
36Ar
18
 
        
        
                  
                  
                                
                                
↓ Periodická tabulka ↓
Zářící argon

Zářící argon

Obecné
Název, značka, čísloArgon, Ar, 18
Cizojazyčné názvylat. Argon
Skupina, perioda, blok18. skupina, 3. perioda, blok p
Chemická skupinaVzácné plyny
Koncentrace v zemské kůře0,04 až 4 ppm
Koncentrace v mořské vodě0,6 mg/l
VzhledBezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost39,944
Atomový poloměr71 pm
Kovalentní poloměr106 pm
Van der Waalsův poloměr188 pm
Elektronová konfigurace[Ne] 3s2 3p6
Ionizační energie
První1520,6 KJ/mol
Druhá2665,8 KJ/mol
Třetí3931 KJ/mol
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustavaKrychlová plošně centrovaná
Molární objem22,56×10−6 m3/mol (pevný)

22,4134×10−3 m3/mol (plynný)

Mechanické vlastnosti
Hustota1,7838 kg/m3
SkupenstvíPlynné
Tlak syté páry100 Pa při 53K
Rychlost zvuku323 m/s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost17,72×10−3 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání−189,35 °C (83,8 K)
Teplota varu−185,85 °C (87,3 K)
Skupenské teplo tání1,1084 KJ/mol
Skupenské teplo varu6,274 KJ/mol
Měrná tepelná kapacita520 Jkg−1K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Magnetické chováníDiamagnetický
Argon Spectrum.png
Bezpečnost
GHS04 – plyny pod tlakem
GHS04
[1]
Varování[1]
Izotopy
IV (%)ST1/2ZE (MeV)P
36Ar0,337%je stabilní s 18 neutrony
37Arumělý35,011 dneε0,813 8737Cl
38Ar0,063%je stabilní s 20 neutrony
39Arumělý269 rokůβ0,56539K
40Ar99,600%je stabilní s 22 neutrony
41Arumělý109,34 minβ2,4941K
42Arumělý32,9 rokůβ0,60042K
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Ne
ChlorAr

Kr

Argon, (chemická značka Ar, latinsky Argon) je chemický prvek patřící mezi vzácné plyny, které tvoří přibližně 1 % zemské atmosféry.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Jedna ze dvou doposud známých sloučenin argonu – HArF

Bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, velmi málo reaktivní. V 1 litru vody se rozpustí 33,6 ml argonu (je dokonce rozpustnější než kyslík). Ještě o něco lépe se rozpouští v nepolárních organických rozpouštědlech. Argon lze adsorbovat na aktivním uhlí.

Argon se stejně jako ostatní vzácné plyny snadno ionizuje a v ionizovaném stavu září. Toho se využívá v osvětlovací technice. Argon září při větší koncentraci červeně, při nižších přechází přes fialovou a modrou až k bílé barvě.

V roce 2000 byla připravena první sloučenina argonu - HArF.[2] Syntéza byla provedena reakcí argonu s fluorovodíkem v matrici z jodidu cesného při teplotě 8 K. Sloučenina je stabilní do teploty 40 K.

Kousek tajícího argonu

Historický vývoj

Henry CavendishJoseph Priestley předpokládali přítomnost argonu ve vzduchu již v roce 1785, když se jim podařilo ze vzduchu odstranit kyslík (reakcí s rozžhavenou mědí), oxid uhličitý (rozpuštěním ve vodě) a dusík (působením elektrických výbojů na jeho směs s kyslíkem, při čemž vznikají oxidy dusíku a ty se rozpouští ve vodě za vzniku kyseliny dusičné). Plyn, který v nádobě zůstal, je atmosférický argon, který obsahuje pouze další vzácné plyny.

Objev argonu je oficiálně připisován lordu RayleighoviWilliamu Ramsayovi roku 1894, kteří prvek objevili stejným způsobem jako Henry CavendishJoseph Priestley a pomocí zkoumání spektrálních čar došli k názoru, že se jedná o nový prvek a pojmenovali ho podle jeho netečnosti argon – líný.

Výskyt a získávání

Argon je hojně zastoupen v zemské atmosféře. Tvoří přibližně její 1 % (ve 100 l vzduchu je 934 ml argonu) a je proto poměrně snadno získáván frakční destilací zkapalněného vzduchu. Atmosférický argon lze získat způsobem popsaným v historickém vývoji nebo frakční adsorpcí na aktivní uhlí při teplotě kapalného vzduchu.

Využití

  • Inertních vlastností argonu se využívá především při svařování kovů, kde tvoří ochrannou atmosféru kolem roztaveného kovu a zabraňuje vzniku oxidůnitridů a tím zhoršování mechanických vlastností svaru.
  • V metalurgii se ochranná atmosféra argonu nasazuje při tavení slitin hliníku, titanu, mědi, platinových kovů a dalších.
  • Růst krystalů superčistého křemíkugermania pro výrobu polovodičových součástek pro výpočetní techniku se uskutečňuje v atmosféře velmi čistého argonu.
  • Argon se ve směsi s dusíkem používá jako ochranná atmosféra žárovek a jako prostředí pro uchovávání potravin. V této směsi se také používá k plnění sáčků (například brambůrků), které jsou takto ochráněny před zvlhnutím a před rozmačkáním.
  • Čistého argonu se používá ve výbojkách, elektrických obloucích a doutnavých trubicích, kde podle koncentrace dokáže vytvořit červenou, fialovou, modrou a bílou barvu.
  • Výrazný přínos pro analytickou chemii znamenal objev a technické zvládnutí práce s dlouhodobě udržitelným plazmatem, indukčně vázaným plazmatem, označovaným obvykle zkratkou ICP. Jako nejvhodnější médium pro přípravu tohoto plazmatu se ukázal právě čistý argon. Proudící plyn o průtoku 10 – 20 l/min je přitom ve speciálním hořáku buzen vysokofrekvenčním proudem o frekvenci řádově desítek MHz a příkonu 0,5 – 2 kWh. Tímto způsobem je možno udržet argonové plazma o teplotě 6 – 8000 K po téměř neomezenou dobu. V současné době se toto médium uplatňuje ve dvou analytických technikách:
  • ICP-OES neboli optická emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem, která vychází ze skutečnosti, že při teplotě nad 6 000 K je vybuzena velká většina emisních čar ve spektrech prvků. Analyzovaný roztok je dávkován do plazmatu, kde se okamžitě odpaří a dojde k disociaci všech chemických vazeb. Kvalitním monochromátorem jsou pak monitorovány úseky emisního spektra, ve kterých se nacházejí emisní linie analyzovaných prvků. Změřená intenzita emitovaného záření o vlnové délce emisní line je úměrná koncentraci měřeného prvku v roztoku.
  • ICP-MS neboli hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem, kde se využívá faktu, že většina atomů, které se k plazmatu dostanou, je vysokou energií toho prostředí ionizována za vzniku iontů M+. Vzniklé ionty jsou poměrně komplikovaným systémem přechodových komor převedeny do prostředí o tlaku řádově 10−5 Torr a dále do klasického kvadrupolového analyzátoru. Analyzátor provede několik set až několik tisíc skenů počtu iontů na zvolených hodnotách hmotností atomů a vyhodnotí obsahy prvků v měřeném roztoku na základě získané intenzity signálu.

Odkazy

Reference

  1. a b Argon. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. RÄSÄNEN, Markku; KHRIACHTCHEV, Leonid; PETTERSSON, Mika. http://www.nature.com/doifinder/10.1038/35022551. Nature. Roč. 406, čís. 6798, s. 874–876. Dostupné online. DOI 10.1038/35022551. 

Literatura

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Argon-glow.jpg
Autor: Jurii, Licence: CC BY 3.0
Vial of glowing ultrapure argon. Original size in cm: 1 x 5
Argon Spectrum.png
Autor: Abilanin, Licence: CC BY-SA 3.0
Argon sprectrum
ArTube.jpg
(c) Pslawinski, CC BY-SA 2.5
Image of an argon filled discharge tube shaped like the element’s atomic symbol.
GHS-pictogram-bottle.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for gas bottles
Argon ice 1.jpg
Autor:

No machine-readable author provided. Deglr6328~commonswiki assumed (based on copyright claims).

For the background to this image see here., Licence: CC-BY-SA-3.0
From en wiki: A small (~2 cm long) piece of rapidly melting argon ice (the liquid is flowing off at the bottom) which has been frozen by allowing a slow stream of the gas to flow into a small graduated cylinder which was immersed into a cup of liquid nitrogen. Auto-contrast and unsharp mask applied in photoshop. Image taken by me.