Ädelgasstudieprocess och deras roll i industrier

Inom kemi finns det otaliga element som kan eller inte kan relateras till varandra. Det finns metaller, icke-metaller, lantanider och aktinider, övergångsmetaller och jordalkalier; och naturligtvis har vi det ett av de kemiska elementen Till vem har vi fäst lite uppmärksamhet under kemikurser och mycket mindre när det gäller att gå vidare med våra liv. Jag talar naturligtvis om ädelgaser.

Dessa element som, eftersom de är så sällsynta i miljön, kan vi inte analysera för mycket. Här kommer vi att lära oss om ädelgasens historia, deras användningsområden och egenskaper, liksom andra nyfikenheter. Stanna här och lär dig de coolaste sakerna om ädelgaser.

Låt oss lära känna gaserna

De är en grupp kemiska föreningar med mycket liknande egenskaper. Under normala förhållanden är de till exempel färglösa, luktfria, monatomiska gaser och har mycket låg kemisk reaktivitet. Dessa finns i gruppnummer 18 i det periodiska systemet och är kända som: Helium, neon, Xenon, Argon, Krypton, radioaktivt: Radon och det syntetiska: Oganeson.

Dess egenskaper kan förklaras med befintliga moderna teorier om atomstrukturen. Deras skal av valenta elektroner anses vara kompletta, vilket ger dem en begränsad tendens att delta i kemiska reaktioner, och det är en av anledningarna till att de är dåligt förstådda. Faktum är att mycket få ädelgasföreningar har framställts till denna dag.

Var får vi ädelgaserna?

Vi får neon, argon, xenon och krypton från luften med fraktionerad destillation och flytande metoder. Helium finns i naturgas, där det vanligtvis ska separeras. Och radon erhålls genom radioaktivt sönderfall av föreningar upplösta i radium.

Och Oganeson är ett syntetiskt element som skapades 2002 och som fick sin IUPAC-nomenklatur 2016. Det är känt för att vara både reaktivt och instabilt, så det har inte gjorts mycket arbete med det.

Dessa gaser har haft mycket viktiga användningsområden inom belysning, svetsning och rymdutforskning. Trimix, som är en lösning av helium-syre-kväve, används i så att dykare inte lider av den narkotiska effekten av kväve i djupet. Vad mer, efter att ha känt till brännbarhetsriskerna med väte, detta ersattes med helium i skapandet av luftskepp och luftballonger.

Egenskaper hos dessa gaser

Ädelgaser får sitt namn från översättningen från tyska edelgas, namn som användes för första gången 1898 av kemisten Hugo Erdman. Med detta namn försökte hänvisa till den låga reaktivitetsgraden av dessa element. I själva verket är dessa de minst reaktiva elementen som är kända, så mycket att de är praktiskt taget inerta eller icke-reaktiva.

Detta beror på att de har ett komplett valensskal som lämnar dem med låg kapacitet att frigöra elektroner och gör deras beteende nära en idealgas.

I allmänhet delar ädelgaser olika egenskaper.

• De är icke-metalliska element: Eftersom det är gaser har det ingen metallpartikel inom dess konformation. Samtidigt kan de inte reagera med andra metaller.
• De är färglösa och luktfria: även om de kan ges färger till glödlampor och lampor skapas med hjälp av dessa gaser med användning av elektricitet, de är ursprungligen färglösa och luktfria.
• De har ett fullt valensskikt: Neon, xenon, argon, krypton och radon har åtta elektroner i sitt sista skal. Helium har för sin del två elektroner. På detta sätt har ädelgaser ett komplett valensskal. Det är därför, under normala omständigheter, bildar dessa element inte länkar.
• De finns som monatomiska gaser: Som förstått har dessa element, även de största atomärt, bara en atom.

• De är praktiskt taget icke-reaktiva: På grund av deras fulla valens och deras svårighet att leverera elektroner anses de vara praktiskt taget inerta.

• De leder elektricitet och producerar fluorescensÄven om de är mycket låga, kan dessa gaser leda elektricitet, och därmed lyser de fosforescerande.

• De har låg smältpunkt och kokpunktDessa ädelgaser har mycket låga smält- och kokpunkter.

• De har en mycket låg elektronegativitet: dessa element är mycket låga elektronegativa

• De har hög joniseringsenergi: Din joniseringsenergi är faktiskt den högsta under din period.
• De är inte brandfarliga: Även på grund av den brandfarliga koppen väte ersattes den av helium vid tillverkning av luftskepp och ballonger.

Som med reaktivitet är deras interatomära krafter också mycket svaga, varför de har låga smält- och koktemperaturer, och de är alla monatomiska gaser under normala förhållanden, inklusive gaser med högre atommassa.

Helium har många egenskaper som ingen annan ädelgas eller något annat element i det periodiska systemet har. Hans smältpunkten är den lägsta i alla kända, förutom att vara det enda elementet som äger ett tillstånd av överflödighet; ett tillstånd där materia är i flytande tillstånd men kan springa utan att förlora kinetisk energi. Helium behöver ett tryck på 25 atm och en temperatur på -272 ° C för att kunna stelna.

Deras fulla valenskal är också ansvarig för att dessa gaser har en hög joniseringskapacitet (den högsta i det periodiska systemet). och kan inte bilda joner lätt, som visar dess stabilitet i sin elektroniska konfiguration.

Joniseringsenergin minskar när gruppen minskar, eftersom atomradien ökar och valenselektronerna är längre bort från kärnan och därför mindre lockade av den. Detta orsakar att, även om dess period är den högsta, vissa ädelgaser har en jämförbar joniseringsenergi till andra element. Till exempel är joniseringsenergin hos xenon jämförbar med joniseringsenergin hos syre.

Användning av dessa gaser

Genom att ha så låga kok- och smältpunkter, de är särskilt användbara vid tillverkning av kylutrustningoch gör dem användbara som kryogena kylmedel också.

Flytande helium, som kokar vid 4,2 K (-268,93 ºC) används vid tillverkning av supraledande magneter, såsom de som används för magnetisk resonansavbildning och kärnmagnetisk resonans.

Flytande neon, även om det inte når låga temperaturer av flytande helium, har fler tillämpningar inom kryogenik, eftersom det har en kapacitet att 40 gånger mer kylning än flytande helium och tre gånger större än för flytande väte.

Helium används som en komponent i andningsbara gaser för att ersätta kväve tack vare dess låg löslighet i vätskor, särskilt i lipider. Gaser absorberas i blodet och kroppsvävnaderna när det finns tryck, såsom dykning, vilket ger en bedövningseffekt som kallas djupsjuka. På grund av sin låga löslighet kommer lite helium in i cellmembran, vilket hjälper till att sakta ner den narkotiska effekten.

På grund av dess låga brännbarhet och lätthet, och efter Hindenburg-katastrofen 1937, ersatte helium väte vid tillverkning av bränsle, trots en flytförlust på 8,6%

Dessa gaser används i belysning på grund av deras konduktivitet. Vid tillverkning av glödlampor används en blandning av argon och kväve för att fylla dem. Krypton används i högpresterande glödlamporsåsom halogenlampor, som har en högre färgtemperatur och högre effektivitet.

Xenon används ofta i xenonstrålkastare, som, genom att uppnå ett ljusspektrum som liknar dagsljus, används i filmprojektorer såväl som bilstrålkastare.

Inom medicinen används helium för att förbättra andningsläget hos astmapatienter. Xenon kan användas som bedövningsmedel På grund av dess höga löslighet i lipider, vilket gör den mer effektiv än den vanliga dikväveoxiden, och eftersom den lätt elimineras av kroppen, möjliggör den en snabbare återhämtning.

Fångandet av bilder som utförs med hjälp av kärnmagnetisk resonans har xenon kombinerat med andra gaser. Radon, som är mycket radioaktivt och endast tillgängligt i spårmängder, används vid strålbehandling.

Produktion och överflöd

Det överflöd och lätthet som ädelgaser kan erhållas står i omvänd proportion till deras atomnummer. Därför minskar överflödet av dessa gaser när deras atomantal ökar.

I universum, är helium det näst enklaste elementet att få, efter väte, med en massprocent av cirka 24%. Det mesta av mängden helium i universum bildades av urnukleosyntes, men dess mängd ökar tack vare väteens deltagande i stjärnnukleosyntes (en process som uppstår genom kärnreaktioner under stjärnprocessens evolutionära process).

Resten av gaserna är inte alls lika rikliga eller enkla att få. Radon kan till exempel vara form i litosfären genom alfa-sönderfallet av radium; Under tiden han xenon har utvecklat en teori som kallas "saknad xenonteori" på grund av dess relativt låga mängd i atmosfären.

Låt oss prata lite om var och en

• Helio: På grund av dess låga brännbarhet och eftersom det är det näst enklaste elementet att erhålla har det kunnat ersätta väte som det potentiella elementet för att fylla ballonger och zeppeliner, eftersom de inte exploderar när de kommer i kontakt med eld.
• neon: Denna gas, på grund av dess fluorescens och dess röd-orange nyans som erhålls när den kommer i kontakt med el, används för reklamändamål. Finns lätt i neonljus. Du kan också få neonrör och lampor som har andra färger, även om de faktiskt har andra gaser inuti.
• Argon: Denna gas används i glödlampor eftersom den inte reagerar med glödtråden under höga temperatur- och tryckförhållanden. I lysrör genererar den en grönblå färg. Det används också inom det industriella området för att undvika oönskade kemiska reaktioner.
• Krypton: Den används tillsammans med andra gaser vid skapande och tillverkning av lampor flygplatsbelysning på grund av intensiteten hos de röda lamporna som släpps ut; den kan också användas i bioprojektorer. Användningen av krypton är också användbart vid laser retinal kirurgi.
• Xenon: Huvudanvändningen av Xenon är utarbetandet av ljussändare med bakteriedödande egenskaper. lysrör, fotografiska blixtar och även i lysrör med förmågan att väcka rubinlasern.
• Radon: Denna gas genereras av radioaktivt sönderfall av uran till radio. Av den anledningen och eftersom den är mycket radioaktiv har den väldigt få applikationer i det dagliga livet.

Att fundera över 

Även om de är sammansatta något svårt att få i naturligt tillstånd (förutom kanske för helium), och eftersom de genererar eller tillåter ganska få reaktioner med dem är ädelgaser viktiga föreningar som vi kan se och till och med använda dagligen.

Kanske är deras användning begränsad till specifika fält, men det betyder inte att de är helt värdelösa. Från att tända våra hem i glödlampor och lampor, till att hålla maten när den används i kylskåp, till rädda liv när de används i medicinDessa gaser, naturliga eller syntetiska, har ännu inte visat allt de kan göra för oss. Och det är säkert att dess användning kommer att bli mycket större när forskningen fortskrider.