Argon

Az argon a levegőnél nehezebb, színtelen, szagtalan nemesgáz, rendszáma 18, vegyjele: Ar. A Föld légkörének 0,93%-át alkotja, ezzel a légkörben előforduló harmadik leggyakoribb gáz. Legfontosabb kémiai tulajdonsága csekély reakcióképessége (inert). Ez a tulajdonsága teszi az argont ideális védőgázzá például a fémkohászatban és az ívhegesztésben szokásos hőmérsékleti értékek esetében. Neve a görög „argosz” szóból származik, jelentése „tétlen”. A név alacsony reakciókészségére utal.

18 klór ← argon → kálium Ne ↑ Ar ↓ Kr 18 Ar Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	argon, Ar, 18
Latin megnevezés	argon
Elemi sorozat	nemesgázok
Csoport, periódus, mező	18, 3, p
Megjelenés	színtelen
Atomtömeg	39,792–39,963 g/mol[1]
Elektronszerkezet	[Ne] 3s2 3p6
Elektronok héjanként	2, 8, 8
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	gáz
Sűrűség	(0 °C, 101,325 kPa) 1,784 g/l
Olvadáspont	83,80 K (−189,35 °C, −308,83 °F)
Forráspont	87,30 K (−185,85 °C, −302,53 °F)
Hármaspont	83,8058 K (−189,3442 °C), 69 kPa
Kritikus hőmérséklet	150,87 K (−122,28 °C)
Kritikus nyomás	4,898 MPa
Olvadáshő${\displaystyle \Delta _{fus}{H}^{\ominus }}$	1,18 kJ/mol
Párolgáshő ${\displaystyle \Delta _{vap}{H}^{\ominus }}$	6,43 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 20,786 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K   47 53 61 71 87
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	köbös lapcentrált
Oxidációs szám	0
Elektronegativitás	nincs adat (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 1520,6 kJ/mol
	2.: 2665,8 kJ/mol
	3.: 3931 kJ/mol
Atomsugár	71 pm
Atomsugár (számított)	71 pm
Kovalens sugár	97 pm
Van der Waals-sugár	188 pm
Egyebek
Mágnesség	diamágneses[2]
Hővezetési tényező	(300 K) 17,72 mW/(m·K)
Hangsebesség	(gáz, 27 °C) 323 m/s
CAS-szám	7440-37-1
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Az argon izotópjai izotóp természetes előfordulás felezési idő bomlás mód energia (MeV) termék 36Ar 0–2,07%[3] Ar stabil 18 neutronnal 37Ar mest. 35 nap ε  ? 37Cl 38Ar 0–4,3% Ar stabil 20 neutronnal 39Ar mest. 269 év β− 0,565 39K 40Ar 93,6–100,0% Ar stabil 22 neutronnal 42Ar mest. 32,9 év β− 0,600 42K
Hivatkozások

Az argon nagy nyomásra az ideális gáztörvénynek ellentmondóan „reálisan” viselkedik. Ennek többek között az a következménye, hogy egy 200 baros gázpalack kb. 7%-kal több argont tartalmaz, mint amennyi az ideális gáztörvény alapján várható lenne.

Az argon nem mérgező, mégis – a nitrogénhez hasonlóan – kiszorítja a levegőből a légzéshez szükséges oxigént, és fulladást okozhat. Mivel nehezebb, mint a levegő, a talaj közelében és mélyedésekben koncentrálódhat.

Felhasználási területei

Argonnal töltött fénycső

Az argon és az argontartalmú hegesztési védőgáz-keverékek legfontosabb felhasználási területe a fémfeldolgozó iparban alkalmazott védőgázos hegesztési, illetve plazmatechnológiák. E technológiáknál rendkívül fontos az ívfény és a fémolvadék környezeti atmoszférától (levegőtől) való védelme, elválasztása, amit védőgázok biztosítanak.

Főbb területek:

• Kohászat: fémolvadékok öblítésére, ötvözetlen acélok AWI hegesztésére
• Hegesztés- és vágástechnika: plazmahegesztéshez és -vágáshoz védőgázként
• Búvárkodás: száraz ruhák töltésére, remek hőszigetelő képessége miatt
• Építkezés: hőszigetelt üveg készítésénél a két üvegréteg közé
• Élelmiszeriparban: csomagológázként, kódja: E 938
• Reklám/dekoráció: fénycsövek töltésére. Az argonnal töltött neoncső kék színnel világít
• Izzólámpák: 10–20% nitrogénnel keverve izzólámpák töltésére használják, mert rossz hővezető, és jelenlétében az izzószál magasabb hőmérsékletre hevíthető, így fénykibocsátása is nagyobb.

Fizikai tulajdonságai

• Moláris tömeg (g/mol): 39,95
• Állapot 20 °C-on: gáz halmazállapotú
• Levegőre vonatkoztatott sűrűség / Relatív sűrűség gázfázisban (levegő = 1): 1,38
• Kritikus pont hőmérséklet: −122 °C
  • nyomás: 49,1 bar
• Forráspont szublimációs hőmérséklet 1,013 baron: −186 °C
• Olvadáspont hármaspont: -189 °C
• Oldhatóság vízben, 20 °C, 1 bar: 61 mg/l

Kémiai tulajdonságai, vegyületei

Egyatomos szerkezetű nemesgáz, nem vagy alig lép reakcióba más elemekkel vagy vegyületekkel. Az argon ismert vegyülete az argon-fluorohidrid (HArF), ezt elsőként a Helsinki Egyetemen állították elő Finnországban, 2000 augusztusában.^[4]

Története

Nevének eredete a görög argosz, jelentése: tétlen;^[5] utalással arra, hogy más anyagokkal nem lép reakcióba.

Előfordulását a levegőben már Henry Cavendish is feltételezte 1785-ben. Az argont 1894-ben fedezte fel Lord Rayleigh és William Ramsay. Kísérletükben kivonták az oxigént és a nitrogént a levegő egy mintájából. Azt tapasztalták, hogy a nitrogénvegyületekből nyerhető nitrogén valamivel könnyebb, mint a levegőből kinyert nitrogén. Arra jutottak, hogy a levegőben található egy gáz a nitrogénnel keverve. A nemesgázok közül az argont fedezték fel elsőként.

Előállítása

Cseppfolyósított levegő ismételt frakcionált lepárlásával állítják elő. Az így kapott gázban még kb. 4% oxigén és 1% nitrogén van, valamint nemesgázok. Az oxigént hidrogénnel való elégetéssel vagy folyékony kénnel távolítják el.

Az ívhegesztésnél a nitrid- és oxidképződést csak 99,6%-os argontartalom fölött lehet megakadályozni.

Izotópjai

Bővebben: Az argon izotópjai

Az argonnak a természetben három stabil izotópja fordul elő: ⁴⁰Ar (99,6%), ³⁶Ar (0,34%), és ³⁸Ar (0,06%). A természetben előforduló, hosszú (1,25·10⁹ év) felezési idejű ⁴⁰K radioaktív bomlásakor 11,2% valószínűséggel ⁴⁰Ar is keletkezik. (Mellette 88,8% eséllyel ⁴⁰Ca). Ezt kőzetek kormeghatározásakor használják.

Palackok jelölése

• Beütés: ARGON
• Szín: szürke palást, sötétzöld gallér