väärisgaasid

Keemia

2022

Selgitame, mis on väärisgaasid, kuidas need avastati, millised on nende kasutusalad, rakendused, muud omadused ja näited.

Väärisgaasid nagu heelium on oma madala reaktsioonivõime tõttu väga ohutud.

Mis on väärisgaasid?

sisse keemia, nimetatakse väärisgaasideks või inertgaasideks keemilised elemendid mis moodustavad rühma 18 (VIIIA). Perioodilisustabel elementidest.

Nende peamine ühine omadus on nende väga madal keemiline reaktsioonivõime, st nende madal moodustumise kalduvus molekulid Y ühendid teiste elementidega. Tegelikult on väärisgaasidest ainult väike hulk ühendeid, erinevalt enamikust teadaolevatest elementidest, mis võivad moodustada suurema koguse keemilised ühendid.

Tingimustes temperatuuri Y Surve tavalised, väärisgaasid on ained üheaatomiline gaasiline (st koosneb ühest aatom). Paljud neist esinevad erinevates proportsioonides õhku mis integreerib õhkkond.

Vaatamata nende madalale keemilisele reaktsioonivõimele või mõnikord ka selle tagajärjel on neil elementidel väga erinevad rakendused tööstuseleja neid toodetakse tavaliselt masstoodanguna.

Väärisgaaside avastamine

Suurem osa väärisgaase avastati 19. sajandil uuringute tulemusena Päike Pierre Jansseni (prantsuse, 1824-1907) ja Joseph Norman Lockyeri (Briti, 1836-1920). Need astronoomid avastasid heeliumi, mis sai nime kreekakeelse sõna järgi (Helios) tema jaoks täht.

Üllatus kell omadused Selle uue elemendi omadused avasid uksed teiste sarnaste otsimiseks. Nii avastati õhu keemilisest uuringust krüptoon, neoon ja argoon.

19. sajandi lõpupoole oletasid Briti teadlased Lord Rayleigh (1842-1919) ja William Ramsay (1852-1916) väärisgaaside ühist olemasolu, millega nad said Nobeli preemia Füüsiline ja keemia. Alles 20. sajandil algas nende gaaside ulatuslik tööstuslik tootmine, kuna avastati rohkem nende omadusi ja kasutusalasid.

Väärisgaasi omadused

Väärisgaase nagu argooni saab tööstuslikult kasutada võimsates laserites.

Üldiselt iseloomustavad väärisgaase:

  • Keemiline reaktsioonivõime on väike või puudub üldse, see tähendab, et nad ei reageeri kergesti. Seda seetõttu, et selle viimane elektrooniline kiht või energiatase on alati täis.
  • Ole vaba värvi, lõhn ja maitse.
  • Tutvustage sulamispunktid Y keemine väga lähedal ja väga madalal, vahe on vaid 10 ºC, nii et need on peaaegu alati sees gaasiline olek, kuigi neid saab teisendada vedel ainult väga täpsetes temperatuurivahemikes.
  • Normaalsetes rõhu- ja temperatuuritingimustes (1 atm ja 0 ºC) käituvad ideaalsete gaasidena, see tähendab, et võib arvata, et nende osakesed Need ei interakteeru ja vastavad ideaalsete gaaside olekuvõrrandile:

Kus:

    • P. See tähistab gaasi rõhku ja seda väljendatakse atmosfäärides (atm) või samaväärsetes ühikutes.
    • V. Esindab maht gaasi ja seda väljendatakse liitrites (L) või samaväärsetes ühikutes.
    • n. Näitab aine kogust gaasis ja seda väljendatakse mutid (mol).
    • R. See on ideaalne gaasikonstant ja selle väärtus on 8,314 džauli / mol Kelvin (J / mol K).
    • T. See tähistab gaasi temperatuuri ja seda väljendatakse kelvinites (K) või samaväärsetes ühikutes.
  • Heeliumi puhul on sellel väga erilised omadused: sellel on madalamad sulamis- ja keemistemperatuurid kui ühelgi teadaoleval ainel, see on ainus element, millel on ülivoolavus (vedeliku olek, mida ei esine viskoossus, see tähendab, et see voolab hõõrdumiseta) ja seda ei saa teisendada tahke standardse rõhu tingimustes.

Miks nimetatakse neid väärisgaasideks?

Algselt nimetati neid elemente "inertgaasideks" või "haruldaseteks gaasideks", kuna tol ajal arvati, et need on keemiliselt täiesti inertsed elemendid ja seetõttu maailmas väga haruldased. universum. Mõlemad tunnused osutusid valedeks.

Tänapäeval eelistatakse "väärisgaase", tõlge "Edelgas", Saksakeelne termin, millega keemik Hugo Erdmann (1862-1910) neid 1898. aastal ristis. Erdmann võttis selle nimetuse väärismetallidest, näiteks kullast, mille reaktsioonivõime on väga mõõdukas. Nii nagu kuld kippus jääma puhtaks ja säilitama oma õilsuse, jäid ka need gaasid.

Väärisgaaside kasutusalad ja rakendused

Lampides saab kasutada erinevaid väärisgaase, näiteks neooni.

Nendel elementidel on palju kasutusvõimalusi inimene, nagu näiteks:

  • Isolaatorid Nende madala reaktsioonivõime tõttu on neid võimalik kasutada väga reaktiivsete või ohtlike ainete sisaldamiseks.
  • Krüogeensed külmutusagensid. Protsesside kaudu, mis ekstraheerivad soojust ja vähendada Surve, gaasid muudetakse vedelikeks ja need vedelikud sobivad ideaalselt õrnade masinate, nagu näiteks magnetid ülijuhid või tuumamagnetresonantsseadmed. Heeliumi kasutatakse selleks laialdaselt.
  • Hingav komponent. Teiste gaasidega segatud heeliumi kasutatakse astronautide ja sukeldujate paakides, kuna see vähendab nn sügavushaiguse narkootilist toimet, mis on põhjustatud gaaside kõrgest kontsentratsioonist veres ja kudedes. Kuna heelium lahustub halvasti, läbib see väiksema tõenäosusega rakumembraanid.
  • Täidetud täispuhutavate õhupallide või õhulaevadega. Heeliumi saab kasutada õhupallide puhumiseks, kuna see on õhust kergem ja väga ohutu, asendades suurepäraselt vesinikku, mis on väga tuleohtlik.
  • Valgustus. Neooni, ksenooni, argooni ja krüptooni saab kasutada ja täita hõõglampidega, et toota konkreetseid värve. valgus, mida me tavaliselt kutsume "neoontuledeks".
  • Laserite valmistamiseks. Neid kasutatakse sageli operatsioonides või tööstuslikes protseduurides.

Väärisgaaside näited

Väärisgaase on ainult seitse:

  • Heelium (He). See on teadaolevas universumis suuruselt teine ​​element. Üks selle saamise viise on vesiniku tuumasünteesi reaktsioonide saadus tähed. Selle eripäraks on see, et see muudab sissehingamisel inimhäält ja on õhust palju kergem.
  • Neoon (Ne). Veel üks rikkalik element teadaolevas universumis. Seda kasutatakse luminofoorlampide valmistamiseks, kuna see annab neile punase värvi. Seda kasutatakse eriti telerite valmistamisel. Seda kasutatakse laialdaselt ka He-Ne laseri tootmisel.
  • Argoon (Ar). Üks levinumaid gaase õhus, mida me hingame, kasutatakse laialdaselt tööstusliku isolaatorina ja laserite tootmisel.
  • Krüpton (Kr). Kuigi see on väärisgaas, võib see reageerida fluori ja mõne muu suure elektronegatiivsusega ainega ning sellel on kuus stabiilset isotoopi ja seitseteist radioaktiivset isotoopi.
  • Ksenoon (Xe). See on väga raske gaas, mida leidub Maa atmosfääris vaid jälgedes. See oli esimene väärisgaasidest, mida kunstlikult sünteesiti.
  • Radoon (Rn). Elementide nagu raadium või aktiinium radioaktiivse lagunemise tulemus (sel põhjusel nimetati seda varem aktinoon), on vääris, kuid radioaktiivne gaas, mille kõige stabiilsem isotoop võib kesta kuni 3,8 päeva, enne kui laguneb poloonium-218-ks.
  • Oganeson (Og). Nimetatud ka eka-emanatsioon, ununoktsium (Uuo) või element 118, see salapärane väärisgaas on väga radioaktiivne ja sünteetilise päritoluga, see tähendab, et seda ei eksisteeri loodus. See "avastati" 2002. aastal.
!-- GDPR -->