vzácné plyny

Chemie

2022

Vysvětlíme, co jsou to vzácné plyny, jak byly objeveny, jaké je jejich použití, aplikace, další vlastnosti a příklady.

Vzácné plyny jako je helium jsou velmi bezpečné díky své nízké reaktivitě.

Co jsou vzácné plyny?

v chemie, se nazývá vzácné plyny nebo inertní plyny k souboru chemické prvky které tvoří skupinu 18 (VIIIA). Periodická tabulka prvků.

Jejich hlavní společnou vlastností je velmi nízký stupeň chemické reaktivity, tedy jejich malá náchylnost k tvorbě molekul Y sloučeniny s dalšími prvky. Ve skutečnosti existuje jen malá skupina sloučenin ze vzácných plynů, na rozdíl od většiny známých prvků, které mohou tvořit větší množství chemické sloučeniny.

V podmínkách teplota Y Tlak běžné, vzácné plyny jsou látek monatomický plynný (tj. složený z jednoho atom). Mnohé z nich jsou přítomny v různých poměrech v vzduch která integruje atmosféra.

Přes jejich nízkou chemickou reaktivitu, nebo někdy v důsledku toho, mají tyto prvky velmi rozmanité použití v průmysla jsou obvykle sériově vyráběny.

Objev vzácných plynů

Většina vzácných plynů byla objevena v průběhu 19. století v důsledku studií na slunce od Pierra Janssena (Francie, 1824-1907) a Josepha Normana Lockyera (Británie, 1836-1920). Tito astronomové objevili helium, pojmenované podle řeckého slova (Helios) pro něj hvězda.

Překvapení na vlastnosti Vlastnosti tohoto nového prvku otevřely dveře k hledání dalších podobných. Takto byly objeveny krypton, neon a argon z chemického studia vzduchu.

Ke konci 19. století britští badatelé Lord Rayleigh (1842-1919) a William Ramsay (1852-1916) předpokládali společnou existenci vzácných plynů, za což získali Nobelovu cenu. Fyzický a chemie. Teprve ve 20. století začala průmyslová výroba těchto plynů ve velkém, protože bylo objeveno více jejich vlastností a použití.

Charakteristika vzácných plynů

Vzácné plyny, jako je argon, lze průmyslově využít ve výkonných laserech.

Obecně se vzácné plyny vyznačují:

  • Vykazují malou nebo žádnou chemickou reaktivitu, to znamená, že nereagují snadno. Je to proto, že jeho poslední elektronická vrstva nebo energetická hladina je vždy plná.
  • Být zbaven barva, vůně a chuť.
  • Představit body tání Y vařící velmi blízko a velmi nízko, s rozdílem sotva 10 ºC, takže jsou téměř vždy uvnitř plynné skupenství, i když je lze přeměnit na kapalný pouze ve velmi přesném rozsahu teplot.
  • Chovat se jako ideální plyny za normálních podmínek tlaku a teploty (1 atm a 0 ºC.), To znamená, že lze uvažovat, že jejich částice Neinteragují a vyhovují stavové rovnici pro ideální plyny:

Kde:

    • P. Představuje tlak plynu a vyjadřuje se v atmosférách (atm) nebo ekvivalentních jednotkách.
    • PROTI. Představuje objem plynu a je vyjádřen v litrech (L) nebo ekvivalentních jednotkách.
    • n. Představuje látkové množství v plynu a vyjadřuje se v krtci (mol).
    • R. Je to ideální plynová konstanta a má hodnotu 8,314 joule / mol Kelvina (J / mol K).
    • T. Představuje teplotu plynu a vyjadřuje se v Kelvinech (K) nebo ekvivalentních jednotkách.
  • V případě helia má velmi zvláštní vlastnosti: má nižší body tání a varu než jakákoli známá látka, je to jediný prvek, který představuje supratekutost (stav tekutiny, který není přítomen). viskozita, to znamená, že proudí bez tření), a nelze jej přeměnit na pevný za standardních tlakových podmínek.

Proč se jim říká vzácné plyny?

Zpočátku se tyto prvky nazývaly „inertní plyny“ nebo „vzácné plyny“, protože se v té době mělo za to, že jde o zcela chemicky inertní prvky, a proto jsou ve světě velmi vzácné. vesmír. Obě vlastnosti se ukázaly jako falešné.

V dnešní době se preferují „vzácné plyny“, překlad „Edelgas“, Německý termín, kterým je v roce 1898 pokřtil chemik Hugo Erdmann (1862-1910). Erdmann tento název převzal od „ušlechtilých kovů“, jako je zlato, jehož reaktivita je velmi mírná. Takže stejně jako zlato mělo tendenci zůstat čisté a uchovat si svou ušlechtilost, měly to i tyto plyny.

Využití a aplikace vzácných plynů

V lampách lze použít různé vzácné plyny, jako je neon.

Tyto prvky mají četné využití lidská bytost, jako:

  • Izolátory Vzhledem k jejich nízké reaktivitě je možné je použít k obsahu vysoce reaktivních nebo nebezpečných látek.
  • Kryogenní chladiva. Prostřednictvím procesů, které extrahují teplo a snížit Tlakse plyny přeměňují na kapaliny a tyto kapaliny jsou ideální pro udržování choulostivých strojů, jako jsou např magnety supravodiče nebo zařízení pro nukleární magnetickou rezonanci. K tomuto účelu se široce používá helium.
  • Prodyšná složka. Hélium smíchané s jinými plyny se používá v nádržích astronautů a potápěčů, protože snižuje narkotický účinek tzv. „hluboké nemoci“, která je způsobena vysokou koncentrací plynů v krvi a tkáních. Protože helium je špatně rozpustné, je méně pravděpodobné, že projde skrz buněčné membrány.
  • Plněné nafukovacími balónky nebo vzducholodí. Helium lze použít k nafukování balónků, protože je lehčí než vzduch a velmi bezpečné, dokonalá náhrada vodíku, který je vysoce hořlavý.
  • Osvětlení. Neon, xenon, argon a krypton lze použít a naplnit žárovkami k výrobě specifických barev světlov tom, co běžně nazýváme „neonová světla“.
  • K výrobě laserů. Často se používají v ordinacích nebo průmyslových postupech.

Příklady vzácných plynů

Vzácných plynů je pouze sedm:

  • Helium (He). Je to druhý nejrozšířenější prvek ve známém vesmíru. Jedním ze způsobů, jak jej získat, je jako produkt reakcí vodíkové fúze v srdci hvězdy. Má tu zvláštnost, že při nádechu mění lidský hlas a je mnohem lehčí než vzduch.
  • Neon (Ne). Další hojný prvek ve známém vesmíru. Používá se k výrobě zářivek, protože jim dodává červenou barvu. Používá se zejména při výrobě televizorů. Je také široce používán při výrobě He-Ne laseru.
  • Argon (Ar). Jeden z běžných plynů ve vzduchu, který dýcháme, je široce používán jako průmyslový izolátor a při získávání laserů.
  • Krypton (Kr). Přestože se jedná o vzácný plyn, může reagovat s fluorem a několika dalšími vysoce elektronegativními látkami a má šest stabilních izotopů a sedmnáct radioaktivních izotopů.
  • Xenon (Xe). Je to velmi těžký plyn, který se v zemské atmosféře vyskytuje jen ve stopách. Byl to první z vzácných plynů, který byl uměle syntetizován.
  • Radon (Rn). Výsledek radioaktivního rozpadu prvků, jako je radium nebo aktinium (proto se dříve nazývalo aktinon), je ušlechtilý, ale radioaktivní plyn, jehož nejstabilnější izotop může vydržet maximálně 3,8 dne, než se rozpadne na polonium-218.
  • Oganeson (Og). Také zvaný eka-emanace, ununoctium (Uuo) nebo prvek 118, tento tajemný vzácný plyn je vysoce radioaktivní a syntetického původu, to znamená, že v zemi neexistuje Příroda. To bylo "objeveno" v roce 2002.
!-- GDPR -->