Argon

Argona elementu kimiko bat da, Ar ikurra eta 18 zenbaki atomikoa dituena. Taula periodikoko 18. taldeko (gas nobleak) hirugarren elementua da. Kanpo-geruza osorik duenez, oso egonkorra da eta ez dauka beste elementu batzuekin lotzeko joerarik. Bere puntu hirukoitzaren tenperatura, 83,8058 K-ekoa, 1990eko Nazioarteko Tenperatura Eskalak definitzen duen puntu bat da.

Argona
18 Kloroa ← Argona → Potasioa
18 Ar                                                                                                                                                                                                                                           Taula periodikoa
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Argona, Ar, 18
Serie kimikoa	gas nobleak
Taldea, periodoa, orbitala	18, 3, p
Masa atomikoa	39,948(1) g/mol
Konfigurazio elektronikoa	[Ne] 3s2 3p6
Elektroiak orbitaleko	2, 8, 8
Propietate fisikoak
Egoera	gasa (giro-tenperaturan)
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 101,325 - 1,784 g/L
Urtze-puntua	83,80 K (-189,35 °C, -308,83 °F)
Irakite-puntua	87,30 K (-185,85 °C, -302,53 °F)
Urtze-entalpia	1,18 kJ·mol−1
Irakite-entalpia	6,43 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) 20,786 J·mol−1·K−1
Lurrun-presioa P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 47 53 61 71 87
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	kubikoa, aurpegietan zentratua
Oxidazio-zenbakia(k)	0
Elektronegatibotasuna	daturik gabe (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 1.520,6 kJ/mol 2.a: 2.665,8 kJ/mol 3.a: 3.931 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa)	71 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua)	71 pm
Erradio kobalentea	97 pm
Van der Waalsen erradioa	188 pm
Datu gehiago
Eroankortasun termikoa	(300 K) 17,72x10-3
Soinuaren abiadura	(gas, 27 °C) 323 m/s
Isotopo egonkorrenak
Argonaren isotopoak iso UN Sd-P D DE (MeV) DP 36Ar %0,337 Ar egonkorra da 18 neutroirekin 37Ar Sintetikoa 35 e ε 0,813 37Cl 38Ar %0,063 Ar egonkorra da 20 neutroirekin 39Ar Sintetikoa 269 u β− 0,565 39K 40Ar %99,600 Ar egonkorra da 22 neutroirekin 41Ar Sintetikoa 109,34 min β− 2,49 41K 41Ar Sintetikoa 32,94 u β− 0,600 42K

Argona lurrazalean dagoen gas noble ugariena da, lurrazalaren %0,00015 osatzen duena.

Lurraren atmosferako argon ia guztia argon-40 erradiogenikoa da, lurrazalean dagoen potasio-40aren desintegraziotik eratorria. Unibertsoan, argon-36 argon isotoporik ohikoena da, supernobetan izarren nukleosintesiak errazen sortzen duena baita.

Ezaugarri nagusiak

Argonak oxigenoaren disolbagarritasun bera dauka uretan, eta nitrogeno-gasa baino 2,5 aldiz disolbagarriagoa da. Oso elementu kimiko egonkorra da, likido zein gas eran kolorgea. Ez dauka usainik, ezta zaporerik, eta ez da toxikoa. Argona inertea da baldintza eta forma gehienetan.

Argona gas noblea den arren, zenbait konposatu eratzeko ahalmena duela ikusi da. Esaterako, Helsinkiko Unibertsitatean^[1] aurkitu dute fluoruroa eta hidrogenoa batuta sortzen den argon hidrofluoruroa (argonaren konposatu metaegonkor bat). Argonak klatratoak era ditzake ur-molekulekin batera, argon-atomoak uraren sarean harrapatuta geratzen direnean.^[2] Horrez gain, oso ezagunak dira argona daukaten ioiak, esaterako ArH⁺-a,eta egoera kitzikatuan dauden konplexuak, esaterako ArF-a. Ordenagailuz egindako zenbait kalkulu teorikok erakutsi dutenez, badaude egonkorrak izan daitezkeen zenbait argon-konposatu, baina momentuz ez dago konposatu horiek sintetizatzeko biderik.^[3]

Historia

Lord Rayleighek eta Sir William Ramsayk 1894an isolatu zuten lehen aldiz argona airetik Londresko University Collegen. Aire garbiaren lagin batetik oxigenoa, karbono dioxidoa, ura eta nitrogenoa kenduz lortu zuten.^[4][5][6] Henry Cavendishen esperimentu bat errepikatu zuten horretarako. Aire atmosferiko eta oxigeno nahaste bat buruz beherako saio-hodi batean (A) ipini zuten, diluituriko disoluzio alkalino kantitate handi baten gainean, Cavendishen jatorrizko esperimentuan potasio hidroxidoa zena, eta korronte bat garraiatu zuen U formako beirazko hodiek (CC) isolatutako alanbreen bidez. Hodi horiek platinozko alanbrezko elektrodoak itxi ziztuzten, alanbreen (DD) muturrak gasaren eraginpean utziz eta disoluzio alkalinotik isolatuz.

Grove-ren bost zelulaz osatutako bateria batek eta tamaina ertaineko Ruhmkorffen haril batek elikatu zuten arkua. Disoluzio alkalinoak arkuak sortutako nitrogeno oxidoak xurgatu zituen, baita karbono dioxidoa ere.

Arkua maneiatu zuten, gasaren bolumena gutxienez ordubetez edo biz gehiago murriztu ez zela ikusi ahal izan zen arte, eta nitrogeno espektro lerroak gasa aztertu zenean desagertu ziren. Geratzen zen oxigenoa pirogalato alkalinoarekin erreakzionatu zuten, itxuraz erreaktiboa ez zen gas bat atzean uzteko, eta argon deitu zioten.

Argona 1882an aurkitu zen, H. F. Newall eta W. N. Hartleyren ikerketa independente baten bidez ere.^[7]Airearen emisio-espektroan behatutako lerro berriak aurretik ezagututako elementuekin bat ez zetozen. 1957 baino lehen, argonaren ikurra "A" zen. Hori Ar-era aldatu zen IUPACek Kimika Ez-organikoaren Nomenklatura lana argitaratu zuenean 1957an.^[8]

Lorbidea

Argona Lurreko atmosferaren bolumenaren % 0,934 eta masaren % 1,288 da.^[9]Airea da purifikatutako argon produktuen industria-iturri nagusia.

Argona destilazio zatikatuaz isolatzen da airetik, gehienetan destilazio frakzional kriogenikoz, eta prozesu horrek  purifikatutako nitrogenoa, oxigenoa, neona, kriptona eta xenona ere sortzen ditu.^[10]

Lurrazalak eta itsasoko urak 1,2 ppm eta 0,45 ppm argon dituzte, hurrenez hurren.^[11]

Konposatuak

Argonaren elektroi oktetoak s eta p azpigeruzak betetzen ditu. Beteta dagoen balentzia  geruza horrek argona oso egonkorra eta beraz, beste elementu batzuekin lotzeko oso erresistentea bihurtzen du. Argonezko lehen konposatua tungsteno pentakarboniloarekin, W(CO)₅Ar, 1975ean isolatu zuten.^[12]

2000ko abuztuan, argonezko beste konposatu bat, argon fluorohidruroa (HArF), Helsinkiko Unibertsitateko ikertzaileek sortu zuten. Argi ultramorea argon izoztuan distiraraziz, hidrogeno fluoruro eta zesio ioduroa kopuru txiki bat zuena.^[13]

ArCF₂²⁺ dikatioi metaegonkorra, balentzia isoelektronikoa dena karbonilo fluoruroarekin  eta fosgenoarekin, 2010ean ikusi zen.^[14]

Argon hidruro solidoak (Ar(H₂)₂) MgZn₂ Laves fasearen kristal-egitura bera du. 4,3 eta 220 GPa bitarteko presioetan eratzen da, nahiz eta Ramanen neurketek iradokitzen duten H₂ molekulek Ar(H₂)₂-en 175 GPa-tik gora disoziatzen dutela. ^[15]

Isotopoak

Lurrean aurkitutako argon isotopo nagusiak ⁴⁰Ar (% 99,6), ³⁶Ar (% 0,34) eta ³⁸Ar (% 0,06) dira. Naturan, ⁴⁰K, 1.25×109 urteko semidesintegrazio-periodoa du, ⁴⁰Ar egonkorrera (% 11,2) desintegratzen da elektroi-harrapaketaren edo positroien igorpenaren bidez, eta ⁴⁰Ca egonkor bihurtzen da (% 88,8) beta desintegrazio bidez. Propietate eta ratio hauek K-Ar datazioaren bidez arroken adina jakiteko erabiltzen dira.^[11][16]

Produkzioa

Argon modu industrialean ateratzen da aire likidoaren destilazio zatikatuaren bidez, aire kriogenikoa bereizteko unitate batean. Destilazio zatikatuan, nitrogeno likidoa, (77,3 K-en irakiten du) eta  oxigeno likidoa, (90,2 K-en irakiten du) argonetik bereizten dira, azken honek, 87,3 K-en irakiten duelako. Urtero 700.000 tona argon inguru ekoizten dira mundu osoan.^[11][17]

Aplikazioak

Beste gas noble batzuk ere egokiak izango lirateke aplikazio horietako gehienentzat, baina argona da, askogatik, merkeena.

Prozesu industrialak

Argona tenperatura altuko prozesu industrial batzuetan erabiltzen da, non, normalean, erreaktiboak ez diren substantziak erreaktibo bihurtzen diren. Adibidez, argon atmosfera bat erabiltzen da grafitozko labe elektrikoetan, grafitoa erre ez dadin.

Argona hegaztien industrian erabiltzen da hegaztiak itotzeko, dela gaixotasun agerraldien osteko sakrifizio masiborako, dela zorabio elektrikoa baino gizatiarragoa den sarraskirako.^[18]

Argona, batzuetan, suteak itzaltzeko erabiltzen da, non urak edo aparrak ekipamendu baliotsuak kaltetu ditzaketen.^[19]

Ahalmen kontserbatzailea

Argona edukien bizitzak zabaltzeko erabiltzen da. Aireko oxidazioa, hidrolisia eta produktuak degradatzen dituzten beste erreakzio kimiko batzuk atzeratu egiten dira edo erabat prebenitzen dira. Batzuetan, purutasun handiko produktu kimikoak eta farmazeutikoak argonez ontziratuta eta zigilatuta egoten dira.^[20]

Ardogintzan, argona hainbat jardueratan erabiltzen da gainazal likidoan oxigenoaren aurkako hesi bat emateko, oxigenoak ardoa honda dezakeelako, metabolismo mikrobianoa zein kimika erredox estandarra elikatzen.

Argona kontserbatzaile gisa ere erabiltzen da berniza, poliuretanoa eta pintura bezalako produktuetarako, airea mugituz biltegiratzeko ontzi bat prestatzeko.^[21]

Laborategiko hornikuntza

Argona gas-eramaile gisa erabil daiteke gas-kromatografian eta elektrospray-ionizazioko masa-espektrometrian; ICP espektroskopian erabiltzen den plasmarako aukeratutako gasa da.

Medikuntza arloko erabilera

Kriokirurgiako prozedurek, krioablazioak adibidez, argon likidoa erabiltzen dute minbizi-zelulak bezalako ehunak suntsitzeko. "Argonarekin hobetutako koagulazioa" izeneko prozeduran erabiltzen da, argon plasma izpiko elektrokirurgia mota bat. Prozedurak gas enbolia eragiteko arriskua du eta gutxienez gaixo bat hil da.

Argon urdineko laserrak kirurgian erabiltzen dira arteriak soldatzeko, tumoreak suntsitzeko eta begietako akatsak zuzentzeko.^[11]

Segurtasuna

Argona toxikoa ez bada ere, airea baino % 38 dentsoagoa da, eta eremu itxietan itotzeko arriskua dago. Zaila da antzematen, koloregabea, usaingabea eta zaporegabea delako. 1994ko gertakari batean, gizon bat itota hil zen Alaskan eraikitzen ari ziren petrolio-hobien argonez betetako sekzio batean sartu ondoren. Gertakari honek gune itxietan argonak ihes egiteko arriskuak nabarmentzen ditu, eta erabilera, biltegiratze eta manipulazio egokiaren beharra azpimarratzen du.^[22]