دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره گاز آرگون (Ar)
آرگون، (به انگلیسی : Argon) با علامت اختصاری Ar و عدد اتمی ۱۸، عنصری از جدول تناوبی در دسته گازهای نجیب است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
آرگون در گروه ۱۸ (گازهای نجیب) قرار دارد. از این رو، هیچ ترکیبی از آن به صورت طبیعی وجود ندارد. گاز آرگون در اتمسفر زمین تا حدود ٪۱ موجود است. بیشتر این حجم آرگون، آرگون-۴۰ است که از واپاشی پتاسیم-۴۰ در جو بر اثر پرتوهای کیهانی تولید شده‌است. در جهان، آرگون-۳۶ بسیار فراوان‌تر از آرگون-۴۰ است. زیرا از محصولات سنتز هسته‌ای ستاره‌ای در ابرنواخترها می‌باشد.
کاشف گاز آرگون کیست؟
آرگون از واژه یونانی به معنی تنبل گرفته شده است. “هنری کاوندیش” در سال ۱۷۸۵ تصور می‌کرد که آرگون در هوا وجود دارد؛ اما سال ۱۸۹۴ ، “لرد ریلی” و “ویلیام رامسی” این حقیقت را کشف کردند.
شناسنامه آرگون
عدد اتمی:۱۸
جرم اتمی: ۳۹٫۹۴۸
نقطه ذوب : C°-۱۸۹٫۲
نقطه جوش: C°-۱۸۵٫۷
شعاع اتمی : pm 71
ظرفیت: ۸
رنگ: بی رنگ
حالت استاندارد: گاز
نام گروه: ۱۸
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 1520
شکل الکترونی: ۶ ۱s2 2s2p6 3s23 p
دانسیته: ۱٫۷۸۳۸
گرمای تبخیر : Kj/mol 6.52
گرمای ویژه: J/g Ko 0.520
دوره تناوبی:۳
ایزوتوپ‌های آرگون
آرگون سه ایزوتوپ پایدار دارد که از میان آن‌ها، آرگون-۴۰ (با فراوانی نسبی ۹۹٫۶٪) فراوان‌ترین ایزوتوپ است. ایزوتوپ دیرینه پتاسیم-۴۰ با نیمه‌عمر ۱٫۲۵ میلیارد سال به روش گیراندازی الکترون یا نشر پوزیترون به ایزوتوپ پایدار آرگون-۴۰ (با احتمال ۱۱٫۲٪) و به روش واپاشی بتا به ایزوتوپ پایدار کلسیم-۴۰ (با احتمال ۸۸٫۸٪) واپاشی میکند. پژوهشگران، این ویژگی‌ها و نسبت‌ها را برای تعیین سن سنگ‌ها به روش تاریخ‌گذاری پتاسیم و آرگون به کار می‌گیرند.
فراوانی ایزوتوپ‌های آرگون در مکان‌های مختلف منظومه شمسی، متفاوت است. در مکان‌هایی مانند زمین که پتاسیم-۴۰ در سنگ‌ها به آرگون-۴۰ تبدیل میشود، آرگون-۴۰ فراوان‌ترین ایزوتوپ است. ولی در آرگون تولید شده در سنتز هسته‌ای ستاره‌ای، آرگون-۳۶ (که در فرایند آلفا ساخته میشود) بیشترین فراوانی را دارد. به همین دلیل، فراوانی نسبی آرگون-۳۶ در بادهای خورشیدی ۸۴٫۶٪ اندازه‌گیری شده‌است. در سیارات سنگی دیگر مانند مریخ و عطارد نیز آرگون-۴۰ فراوانی بسیار بیشتری نسبت به آرگون-۳۶ دارد.
موارد استفاه از آرگون
آرگون در شرایطی استفاده می شود که مواد نیاز دارند از اکسیژن و گاز های دیگر محافظت شوند. یک مثال خوب لامپ های رشته ای روشنایی است که تشکیل میشود از یک سیم فلزی داخل یک حباب شیشه ای روشن. جریان الکتریکی که از طریق سیم عبور میکند موجب میشود که آن بسیار زیاد گرم شود و نور بتاباند.
اکسیژن با فلزات داغ خیلی آسان ترکیب میشود و سبب تشکیل یک ترکیب فلز با اکسیژن میشود. این ترکیب مثل یک ترکیب الکتریکی خوب رفتار نمی کند در نتیجه موجب متوقف شدن نور دادن لامپ میشود.از آرگون برای جلوگیری از رخ دادن این اتفاق استفاده میشود. زیرا آرگون یک گاز ساکن است و هیچ ترکیبیی و واکنشی با سیم داغ نمیدهد و فلز داغ را برای مدت طولانی ترک میکند.
لامپ روشنایی فقط زمانی تابیدن نور را متوقف میکند که فلز بشکند. سپس دیگر نمی تواند جریان الکتریکی را حمل کند. همچنین آرگون در جوشکاری نیز استفاده می شود. جوشکاری روندی است که طی آن دو فلز به یکدیگر می پیوندند. در بیشتر موارد دو فلزتا درجه حرارت بسیار بالا گرم میشوند. زمانی کر گرم شوند, دو فلز به یکدیگر می پیوندند. اما چنان که فلزات گرم شوند شروع به واکنش نشان دادن با اکسیژن میکنند.
در این واکنش ترکیب فلز با اکسیژن سبب تشکیل پیوندی جدید می شود. پیوستن دو فلز به یکدیگر خیلی سخت می شود اگر در این ترکیب پیوندی شده باشند اما معرفی آرگون به صنعت جوشکاری سبب بهبود بخشید به محیط زیست میشود. همچنین گاز آرگون استفاده می شود برای لیزر های آرگون.لیزر دستگاهی است که تولید میکند نور های بسیار روشن از یک فرکانس. لیزر آرگون برای درمان بیماری های پوستی استفاده میشود .نوری سبز-آبی لیزر روی قسمت پوست فرد مبتلا به بیماری می تابد. انرژی فرستاده شده توسط آرگون جذب هموگلوبین شده و تبدیل به حرارت میشود.
کاربردهای دیگر آرگون
پایداری گاز آرگون و عدم واکنش پذیری این گاز ، دلیل استفاده فراوان آن در صنایع مختلف می باشد
۱- استفاده از گاز آرگون در ساخت لامپ های روشنائی
۲- استفاده از گاز آرگون بعنوان پوششی پایدار در ساخت تیتانیوم و سایر عناصر واکنش پذیر
۳- استفاده از گاز آرگون بعنوان محیطی محافظ در ساخت بلورهای ژرمانیوم و سیلیکون
۴- استفاده از گاز آرگون در جوشکاری های حساس
۵- استفاده از گاز آرگون در ساخت جواهرات و طلاسازی
۶- استفاده از گاز آرگون در شستن فلزات مذاب ( جهت جداسازی سایر گازها از فلز مذاب )
۷- استفاده از گاز آرگون در ساخت پنجره های دو جداره
۸- استفاده از گاز آرگون در دستگاه های شناسائی و آنالیز مواد در آزمایشگاه ها
۹- استفاده از گاز آرگون بصورت مخلوط با متان در صنعت سیمان سازی جهت دستگاه x-ray
- گاز آرگون دارای برخی خواص پزشکی نیز می باشد که بیشتر در عمل های جراحی مورد استفاده قرار می گیرد که امروزه به آن سیستم آرگون پلاسما گفته می شود.
خطرات آرگون
این عنصر شیمیایی با تنفس توسط بدن انسان جذب میشود.
خطر تنفس: در محیط هایی که عمل تصفیه انجام می شود، مقدار گاز آرگون افزایش پیدا میکند و به سرعت در هوا به حالت فوق اشباع رسیده و خطر اختناق و خفگی را به دنبال دارد.
بر اثر تنفس گاز آرگون، سرگیجه، خستگی، سردرد و خفگی رخ میدهد. در صورت تماس آرگون مایع با پوست، یخ زدگی در پوست اتفاق می افتد. اگر مقداری گاز آرگون وارد چشم شود، هم یخ زدگی روی میدهد.
تنفس: گاز آرگون گازی خنثی است و جز گازهای خفه کننده محسوب میشود. تنفس مقدار زیاد آرگون باعث سرگیجه، استفراغ، تهوع، بیهوشی و مرگ می شود. مرگ در صورتی رخ میدهد که فرد در حالت بیهوشی قرار بگیرد و نتواند از خود در برابر این گاز محافظت کند. زمانیکه میزان اکسیژن محیط پایین باشد، طی چند ثانیه مرگ اتفاق می افتد.
اثر گازهای اختناق آور این است که سبب کاهش فشار جزیی اکسیژن محیط میشوند. قبل از دیدن علائم خاصی، مقدار اکسیژن ممکن است تا ۷۵ درصد مقدار معمولی اش در هوا کاهش یابد. چنین شرایطی زمانی در محیط حاکم می شود که غلظت گاز نئون افزایش یافته و ۳۳ درصد از هوا را گاز نئون تشکیل دهد. زمانیکه این غلظت به ۵۰ درصد برسد، علائم خاص بروز میکنند. غلظت ۷۵ درصد گاز نئون طی چند دقیقه اثر کشنده خود را در محیط اعمال میکند.
علائم: اولین علائم خفگی با تنفسهای سریع و شدید و کمبود اکسیژن همراه است. هوشیاری فرد کاهش می یابد و عضلات فعالیت خود را از دست میدهند. به تدریج کلیه حواس پنجگانه از بین میروند. ناپایداری روحی اتفاق می افتد و فرد احساس خستگی شدید میکند. به تدریج که خفگی ادامه می یابد، تهوع و استفراغ در فرد رخ میدهد و با از دست دادن هوشیاری تشنج کرده و در کما فرو میرود و در نهایت به مرگ فرد منتهی میشود.
تاثیرات زیست محیطی
آسیب های اکولوژی گاز آرگون گزارش نشده است. در طبیعت آرگون به صورت گازی وجود دارد. آرگون در مناطقی که تصفیه انجام می شود، آرگون به سرعت منتشر می شود.
تاثیرگاز آرگون بر گیاهان یا جانوران هنوز شناخته نشده است. به نظر میرسد که آرگون برای محیطهای آبی خطرناک نباشد.
گاز آرگون فاقد مواد شیمیایی تهی از ازن است و جز آلاینده های تقسیم بندی شده در DOT) Department of Transportation) آمریکا محسوب نمیشود.
نکات ایمنی آرگون
احتیاط: گازی به شدت خفه کننده است.
در هنگام کار با مایع آرگون از دستکش های مناسب پیش بند و چکه محافظ در برابر خیس شدن استفاده کنید.هنگام کار با مایع آرگون استفاده از عینک محافظ الزامی می باشد . از لباسهای محافظ هنگام کار با مایع و کفش ایمنی در هنگام کار و حمل و نقل سیلندر گازی استفاده کنید. در هنگام کار با گاز مورد نظر در محیط های بسته نیاز است سیستم تهویه مناسب باشد.
این عنصر شیمیایی با تنفس توسط بدن انسان جذب می شود.خطر تنفس در محیط هایی كه عمل تصفیه انجام نمی شود، مقدار گاز آرگون افزایش پیدا می كند و به سرعت در هوا به حالت فوق اشباع رسیده و خطر اختناق و خفگی را به دنبال دارد.
بر اثر تنفس گاز آرگون، سرگیجه، خستگی، سردرد و خفگی رخ می دهد. در صورت تماس آرگون مایع با پوست، یخ زدگی در پوست اتفاق می افتد. اگر مقداری گاز آرگون وارد چشم شود، هم یخ زدگی روی می دهد.
اثر گازهای اختناق آور این است كه سبب كاهش فشار جزیی اكسیژن محیط می شوند. قبل از بروز علائم ، مقدار اكسیژن ممكن است تا ۷۵ درصد مقدار معمولی اش در هوا كاهش یابد.
علائم: اولین علائم حالت خفگی با تنفس های سریع و شدید و كمبود اكسیژن همراه است. هوشیاری فرد كاهش می یابد و عضلات فعالیت خود را از دست می دهند. به تدریج كلیه حواس پنجگانه از بین می روند. ناپایداری روحی اتفاق می افتد و فرد احساس خستگی شدید می كند. به تدریج كه خفگی ادامه می یابد، تهوع و استفراغ در فرد رخ می دهد و با از دست دادن هوشیاری تشنج كرده و در كما فرو می رود و در نهایت به مرگ فرد منتهی می شود.
آرگون ۳۷ از متلاشی شدن كلسیم ۴۰ درنتیجه انفجارات هسته‌ای زیرزمین بوجود می‌آید و دارای نیمه عمر ۳۵ روز است.
مصدوم را به محیط باز منتقل نمائید. در صورت ایست تنفسی به مصدوم اکسیژن مصنوعی دهید .در صورت ایست قلبی عملیات احیاء ریوی را برای فرد انجام دهید .کلیه علائم حیاطی فرد مانند ضربان قلب و فشار خون و دمای بدن مصدوم و … را بصورت مداوم کنترل نمائید. سریعاً مصدوم را به مرکز امداد و یا بیمارستان منتقل نمائید .
عملیات امداد در هنگام پخش تصادفی گاز در محیط کار :
ابتدا در صورت امکان شیر اصلی را ببندید، وکلیه افراد از محیط خارج گردند. کلیه گاز تجمع یافته در محیط نیاز است با هوای تازه جایگزین گردد. تنها افراد آموزش دیده اجازه دارند با رعایت اصول ایمنی و تجهیزات کامل وارد محیط آلوده شوند وعملیات پاکسازی را انجام دهند .
در صورت بالا رفتن غلظت جایگزین اکسیژن هوای محیط شده و ابتدا موجب خواب آلودگی و سپس ایجاد خفگی می نماید.
میزان تاثیر گازها بر روی بدن به سه عامل بستگی دارد:
۱- میزان سمیت گاز
۲- درصد گاز پخش شده در محیط
۳- زمان تنفس مصدوم
تحقیق درباره گاز آرگون _ دانشچی
