Mahal na gas na proseso ng pag-aaral at ang kanilang tungkulin sa mga industriya

Sa loob ng kimika, maraming mga elemento na maaaring o hindi maaaring naiugnay sa bawat isa. Mayroong mga metal, nonmetal, lanthanides at actinides, paglipat ng mga metal at mga alkaline na daigdig; at syempre meron kami isa sa mga sangkap ng kemikal Kanino kami nagbigay ng kaunting pansin sa mga klase ng kimika, at higit na mas kaunti pagdating sa pag-usad sa ating buhay. Nagsasalita ako, syempre, ng mga marangal na gas.

Ang mga elementong ito na, dahil napakabihirang sa kapaligiran, hindi namin masyadong masusuri. Malalaman dito ang tungkol sa kasaysayan ng mga marangal na gas, ang kanilang paggamit at pag-aari, pati na rin ang iba pang mga curiosity. Manatili dito at malaman ang mga pinaka-cool na bagay tungkol sa marangal na mga gas.

Alamin natin ang mga gas

Ang mga ito ay isang pangkat ng mga compound ng kemikal na may magkatulad na mga katangian sa bawat isa. Halimbawa, sa ilalim ng normal na kundisyon ang mga ito ay walang kulay, walang amoy, mga monatomic na gas, at napakababa ng reaktibiti ng kemikal. Matatagpuan ang mga ito sa pangkat na bilang 18 ng periodic table, at kilala bilang: Helium, neon, Xenon, Argon, Krypton, ang radioactive: Radon, at ang gawa ng tao: Oganeson.

Ang mga pag-aari nito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng umiiral na mga modernong teorya sa istraktura ng atomic. Ang kanilang mga shell ng mga valent electron ay itinuturing na kumpleto, na nagbibigay sa kanila ng isang limitadong pagkahilig na lumahok sa mga reaksyong kemikal, at isa sa mga dahilan kung bakit hindi nila ito naiintindihan. Sa katunayan, napakakaunting mga marangal na compound ng gas ang naihanda hanggang ngayon.

Saan tayo makakakuha ng mga marangal na gas?

Nakukuha namin ang neon, argon, xenon at krypton mula sa himpapawid gamit ang fractional distillation at liquefaction na pamamaraan. Ang helium ay matatagpuan sa natural gas, kung saan ito ay dapat na karaniwang pinaghiwalay. At ang radon ay nakuha sa pamamagitan ng pagkabulok ng radioactive ng mga compound na natunaw sa radium.

At ang Oganeson ay isang sangkap na gawa ng tao na nilikha noong 2002, at kung saan nakuha ang nomenclature ng IUPAC nito noong 2016. Kilala ito sa pagiging isang reaktibo na elemento pati na rin hindi matatag, kaya't walang gaanong gawain ang nagawa dito.

Ang mga gas na ito ay mayroong napakahalagang gamit sa larangan ng pag-iilaw, hinang at paggalugad sa kalawakan. Ang Trimix, na isang solusyon ng helium-oxygen-nitrogen, ay ginagamit upang ang mga maninisid ay hindi magdusa ng narcotic na epekto ng nitrogen sa kailaliman. Ano pa, pagkatapos malaman ang mga panganib sa pagkasunog ng hydrogen, napalitan ito ng helium sa paglikha ng mga airships at hot air balloon.

Mga pag-aari ng mga gas na ito

Ang mga marangal na gas ay nakakuha ng kanilang pangalan mula sa pagsasalin mula sa Aleman edelgas, pangalang ginamit sa kauna-unahang pagkakataon noong 1898 ng chemist na si Hugo Erdman. Sa ganitong pangalan hiningi na mag-refer sa mababang rate ng reaktibiti ng mga elementong ito. Sa katunayan, ito ang hindi bababa sa mga reaktibong elemento na nalalaman, kaya't ang mga ito ay praktikal na hindi gumagalaw o hindi reaktibo.

Ito ay dahil mayroon silang isang kumpletong valence shell na nag-iiwan sa kanila ng isang mababang kapasidad upang palabasin ang mga electron at ginagawa ang kanilang pag-uugali na malapit sa isang perpektong gas.

Sa pangkalahatan, ang mga marangal na gas ay nagbabahagi ng iba't ibang mga pag-aari.

• Ang mga ito ay hindi elemento na metal: Ang pagiging mga gas, wala itong anumang metal na maliit na butil sa loob ng pagsasaayos nito. Sa parehong oras ay hindi nila kayang mag-react sa ibang mga metal.
• Ang mga ito ay walang kulay at walang amoy: kahit na maibibigay sila mga kulay sa mga bombilya at ilawan nilikha sa pamamagitan ng mga gas na ito na gumagamit ng kuryente, ang mga ito ay orihinal na walang kulay, at walang amoy.
• Mayroon silang isang buong layer ng valence: Ang neon, xenon, argon, krypton, at radon ay mayroong walong mga electron sa kanilang huling shell. Para sa bahagi nito, ang helium ay may dalawang electron. Sa ganitong paraan, ang mga marangal na gas ay may kumpletong shell ng valence. Iyon ang dahilan kung bakit, sa ilalim ng normal na pangyayari, ang mga elementong ito ay hindi bumubuo ng mga link.
• Umiiral ang mga ito bilang mga monatomic gas: Tulad ng naintindihan, ang mga elementong ito, kahit na ang pinakamalaking atomically, mayroon lamang isang atom.

• Ang mga ito ay praktikal na hindi reaktibo: Dahil sa kanilang buong valence at kanilang kahirapan sa paghahatid ng mga electron, isinasaalang-alang sila na praktikal na hindi gumagalaw.

• Nagsasagawa sila ng kuryente at gumagawa ng fluorescence: Bagaman napakababa, ang mga gas na ito ay may kakayahang magsagawa ng kuryente, at sa paggawa nito nagniningning ang mga ito ng phosphorescently.

• Mayroon silang isang mababang natutunaw at kumukulo na puntoAng mga marangal na gas na ito ay may napakababang pagtunaw at mga kumukulong puntos.

• Mayroon silang napakababang electronegativity: ang mga elementong ito ay napakababa ng electronegative

• Mayroon silang isang mataas na enerhiya sa ionization: Ang iyong enerhiya sa ionization ay talagang ang pinakamataas sa iyong panahon.
• Hindi sila nasusunog: Kahit na dahil sa nasusunog na tasa ng hydrogen, pinalitan ito ng helium sa paggawa ng mga airships at lobo.

Tulad ng reaktibiti, ang kanilang mga puwersang interatomic ay napakahina din, kaya't sila ay may mababang temperatura ng pagkatunaw at kumukulo, at lahat sila ay mga monatomic na gas sa ilalim ng normal na kondisyon, kabilang ang mga gas na may mas mataas na atomic mass.

Ang Helium ay may maraming mga pag-aari na walang ibang marangal na gas o anumang iba pang elemento sa periodic table. Ang kanyang ang natutunaw na punto ay ang pinakamababa sa lahat ng mga kilala, bilang karagdagan sa pagiging tanging elemento na nagmamay-ari ng isang estado ng kalabisan; isang estado kung saan ang bagay ay nasa isang likidong estado, ngunit maaaring tumakbo nang hindi nawawala ang lakas na gumagalaw. Kailangan ng Helium ng presyon ng 25atm at isang temperatura ng -272ºC upang makapagtatag.

Ang kanilang buong valence shell ay responsable para sa mga gas na ito na mayroong isang mataas na kapasidad ng ionization (ang pinakamataas sa periodic table). at hindi madaling bumuo ng mga ions, na nagpapakita ng katatagan nito sa elektronikong pagsasaayos nito.

Bumababa ang enerhiya ng ionization habang bumababa ang pangkat, dahil tumataas ang radius ng atomic at ang mga electron ng valence ay mas malayo sa nucleus at samakatuwid ay hindi gaanong naaakit dito. Ito ay sanhi na, kahit na ang panahon nito ay ang pinakamataas, ang ilang mga marangal na gas ay mayroon isang maihahambing na enerhiya ng ionization sa iba pang mga elemento. Halimbawa, ang enerhiya ng ionization ng xenon ay maihahambing sa lakas ng ionization ng oxygen.

Ang mga paggamit ng mga gas na ito

Sa pamamagitan ng pagkakaroon ng gayong mababang kumukulo at natutunaw na mga puntos, lalo silang kapaki-pakinabang sa paggawa ng kagamitan sa pagpapalamig, at ginagawang kapaki-pakinabang ang mga ito bilang mga cryogenikong ref din.

Ang likidong helium, na kumukulo sa 4,2K (-268,93ºC) ay ginagamit sa paggawa ng mga superconducting magnet, tulad ng mga ginagamit para sa imaging ng magnetic resonance at nuclear magnetic resonance.

Ang Liquid neon, bagaman hindi ito umabot sa mababang temperatura ng likidong helium, ay may higit na mga aplikasyon sa cryogenics, dahil mayroon itong kapasidad na 40 beses na higit na paglamig kaysa sa likidong helium at 3 beses na mas malaki kaysa sa likidong hydrogen.

Ginagamit ang helium bilang isang sangkap ng mga hingal na gas upang mapalitan ang nitrogen, salamat dito mababang solubility sa mga likido, lalo na sa lipids. Ang mga gas ay hinihigop sa mga tisyu ng dugo at katawan kapag may presyon, tulad ng scuba diving, na gumagawa ng isang anesthetic na epekto na tinatawag na malalim na karamdaman. Dahil sa mababang solubility nito, maliit na helium ang pumapasok sa mga cell membrane, na makakatulong upang mapigilan ang narcotic effect.

Dahil sa mababang pagkasunog at gaan nito, at pagkatapos ng kalamidad sa Hindenburg noong 1937, pinalitan ng helium ang hydrogen sa paggawa ng gasolina, kahit na sa pagkawala ng buoyancy ng 8,6%

Ang mga gas na ito ay ginagamit sa pag-iilaw dahil sa kanilang pag-uugali. Sa paggawa ng mga bombilya na maliwanag na maliwanag isang halo ng argon at nitrogen ang ginagamit upang punan ang mga ito. Krypton ginamit sa mataas na bombilya ng pagganapTulad ng mga halogen lamp, na may mas mataas na temperatura ng kulay at mas mataas na espiritu.

Ang Xenon ay karaniwang ginagamit sa mga xenon headlight, na kung saan, sa pamamagitan ng pagkamit ng isang spectrum ng ilaw na katulad ng daylight, ay ginagamit sa mga projector ng pelikula pati na rin ang mga headlight ng kotse.

Sa gamot, ginagamit ang helium upang mapabuti ang kadalian ng paghinga sa mga pasyente na hika. Ang Xenon ay maaaring magamit bilang isang pampamanhid Dahil sa mataas na solubility nito sa lipids, na ginagawang mas epektibo kaysa sa karaniwang nitrous oxide, at dahil madali itong matanggal ng katawan, pinapayagan nito ang mas mabilis na paggaling.

Ang pagkuha ng mga imahe na isinasagawa sa pamamagitan ng nuclear magnetic resonance, ay may xenon na sinamahan ng iba pang mga gas. Ang Radon, na lubos na radioactive at magagamit lamang sa mga halaga ng bakas, ay ginagamit sa paggamot sa radiation therapy.

Produksyon at kasaganaan

Ang kasaganaan at kadalian kung saan maaaring makuha ang mga marangal na gas ay baligtad na proporsyon sa kanilang numero ng atomic. Samakatuwid, ang kasaganaan ng mga gas na ito ay nababawasan habang tumataas ang bilang ng mga atomic.

Sa sansinukob, ang helium ay ang pangalawang pinakamadaling elemento na makuha, pagkatapos ng hydrogen, na may porsyento ng masa na humigit-kumulang na 24%. Karamihan sa dami ng helium sa uniberso ay nabuo ng primordial nucleosynthesis, ngunit ang halaga nito ay dumarami salamat sa paglahok ng hydrogen sa stellar nucleosynthesis (isang proseso na nagmumula sa mga reaksyon ng nuklear habang proseso ng ebolusyon ng mga bituin).

Ang natitirang mga gas ay hindi halos masagana o simpleng makuha. Ang Radon, halimbawa, ay maaaring form sa lithosphere sa pamamagitan ng pagkabulok ng alpha ng radium; Samantala siya Ang xenon ay nakabuo ng isang teorya na kilala bilang "nawawalang teorya ng xenon" dahil sa medyo mababang halaga nito sa himpapawid.

Pag-usapan natin nang kaunti ang tungkol sa bawat isa

• Helio: Dahil sa mababang pagkasunog nito, at dahil ito ang pangalawang pinakamadaling elemento na nakuha, nagawang palitan ang hydrogen bilang potensyal na elemento upang punan ang mga lobo at zeppelins, dahil hindi sila sumabog nang makipag-ugnay sa apoy
• Neon: Ang gas na ito, dahil sa pag-fluorescence nito at ng kulay red-orange na nakuha kapag nakipag-ugnay ito sa kuryente, ay ginagamit para sa mga layunin sa advertising. Madaling natagpuan sa mga ilaw ng neon. Ang mga neon tubes at lampara na may iba pang mga kulay ay magagamit din, kahit na mayroon silang ibang mga gas sa loob.
• Argon: Ang gas na ito ay ginagamit sa mga incandescent lamp dahil hindi ito tumutugon sa filament sa ilalim ng mataas na kondisyon ng temperatura at presyon. Sa mga fluorescent tubes bumubuo ito ng isang berdeng-asul na kulay. Ginagamit din ito sa larangan ng industriya upang maiwasan ang mga hindi nais na reaksyon ng kemikal.
• Krypton: Ginagamit ito kasama ng iba pang mga gas sa paglikha at paggawa ng mga lampara pag-iilaw sa paliparan, dahil sa tindi ng mga pulang ilaw na inilalabas; maaari din itong magamit sa mga projector ng sinehan. Ang paggamit ng krypton ay kapaki-pakinabang din sa laser retinal surgery.
• Xenon: ang pangunahing paggamit ng Xenon ay ang pagpapaliwanag ng mga light emitter na may mga katangian na bactericidal; mga nagliliwanag na tubo, photographic flashes, at din sa mga fluorescent tubes na may kakayahang mapasigla ang ruby ​​laser.
• Radon: Ang gas na ito ay nabuo ng pagkabulok ng radioactive ng uranium sa radyo. Dahil dito at dahil napak radioaktibo, kakaunti ang mga aplikasyon nito sa pang-araw-araw na buhay.

Upang magmuni-muni 

Bagaman sila ay medyo binubuo mahirap makuha sa natural na estado (maliban marahil para sa helium), at dahil bumubuo o nagpapahintulot sa kanila ng kaunting mga reaksyon sa kanila, ang mga marangal na gas ay mahalagang mga compound na maaari nating makita, at kahit na ginagamit sa pang-araw-araw.

Marahil ang kanilang paggamit ay limitado sa mga tukoy na larangan, ngunit hindi iyon nangangahulugan na sila ay ganap na walang silbi. Mula sa pag-iilaw ng aming mga tahanan sa mga ilaw na bombilya at lampara, hanggang sa mapanatili ang aming pagkain kapag ginamit sa mga ref, hanggang makatipid ng buhay kapag ginamit sa gamotAng mga gas na ito, natural o gawa ng tao, ay hindi pa ipinapakita ang lahat na magagawa nila para sa atin. At tiyak na, sa pag-usad ng pananaliksik, ang paggamit nito ay magiging mas malaki.