Ar

Argon


Het kleurloze, geurloze argon komt slechts in kleine hoeveelheden in de atmosfeer voor. Het reageert eigenlijk nergens mee - het behoort dan ook tot de edelgassen. Dat Finse wetenschappers in 2000 aantoonden dat het bij 265 graden onder nul wel met waterstoffluoride reageert doet daar maar weinig aan af. Argon wordt veel gebruikt om een chemisch inerte omgeving te creëren. Bijvoorbeeld om onderzoek te doen aan materialen die in lucht instabiel zijn. Of om lasverbindingen van hoge kwaliteit te kunnen realiseren.
Symbool Ar Protonen/elektronen 18
Groep 18 Isotopen 36Ar, 38Ar, 40Ar
Periode Elektronenconfiguratie [Ne] 3s2 3p6
Blok p Elektronegativiteit 2,0 (Pauling)
Bij kamertemperatuur gas Atoomstraal 10-12m
Dichtheid 1.66 kg m-3 Relatieve atoommassa 39.948
Smeltpunt -189 oC
(84 K)
Soortelijke warmte 520 J kg-1K-1
Kookpunt -186 oC
(87 K)
Warmtegeleidingscoëfficiënt 0.016 W m-1K-1

Gloeilampvulling

Vanwege de zeer geringe warmtecapaciteit en de grote inert­heid is argon - meestal gemengd met 10 - 20 % stikstof - geschikt voor de vulling van gloeilam­pen. Reguliere gloeilampen zijn nauwelijks meer te koop, maar ook de energiezuiniger halogeenlampen zijn in essentie gloeilampen. Het argon gaat de verdamping van de wolfraam gloeidraad tegen. Het warmtegeleidingsvermogen is kleiner dan van stikstof, waardoor hogere gloeitemperaturen mogelijk zijn. Hierdoor is het uitgezonden licht witter dan bij gebruik van stikstof.

Gasontladingsbuis

Je vind argon ook in gasontladingsbuizen. Argon is dan meestal gemengd met andere edelgassen. De samenstelling van het gasmengsel bepaalt de kleur van het uitge­zonden licht (zie ook 10 - Neon). De TL-buis (Tube Luminescent) is ook een voorbeeld van een gasontladingslamp. Daarbij bepaalt de fluoresce­rende stof aan de binnenzijde van de buis de kleur van het licht.

 

Geigerteller

Met de Geigerteller (voluit Geiger-Müller-telbuis) is sterkte van ioniserende straling (radio­actieve- of röntgenstraling) te meten. Het in essentie een lage druk gasontladingsbuis, gevuld met argon (of een ander edelgas), eventueel in een mengsel met methaan. De omstandigheden zijn zodanig dat er normaal gesproken net geen ontlading optreedt. Als straling de buis binnen­komt zal er ionisatie plaatsvinden en volgt een ont­lading. Het gevolg is een stroomstoot, die op verschil­lende manieren is te registreren. Bij­voor­beeld met een meter, een teller of een luidspreker.

Laser

(Zie ook 2-Helium). Argon is - vaak samen met neon - in allerlei lasers te vinden. De meeste argonlasers geven groen, blauw of ultraviolet licht. Het toevoegen van fluor of waterstoffluoride resulteert in de vorming van ArF. Dit gas geeft diep ultraviolet laserlicht met een golflengte van 193 nm. Deze lasers zijn van belang voor de fabricage van computerchips en andere micro-elektronica. Andere argonlasers worden vanwege hun fotothermisch effect gebruikt voor medische toepas­singen zoals oogchirurgie, dotteren (schoonmaken van deels dichtgeslibte bloedvaten) en het verwijderen van tatoea­ges.

Beschermgas lassen

Bij het lassen van metalen in lucht ontstaan gemakkelijk metaaloxiden en -nitriden die de kwaliteit van de las nadelig beïnvloeden. Daarom gebruikt men argon als bescherm­gas bij het lassen van (onder andere) koper, aluminium, titaan, magnesium, tantaal, wolfraam en (roestvrij) staal. Ook bij de bereiding van deze metalen en bij bewerkin­gen waarbij deze metalen in gesmol­ten toestand komen, kan argon als beschermgas dienen.

 

Als bij deze vorm van lassen een wolfraam-elektrode wordt gebruikt, spreken we van TIG-lassen (Tungsten-Inert-Gas); als het te lassen metaal zelf als elektrode dient, spreekt men van MIG-lassen (Metal-Inert-Gas).

Cryotherapie (geneeskunde)

Bij een aantal vormen van kanker, o.a. nier- en prostaatkanker, bevriest men de tumorcellen met vloeibaar argon, dat door een holle naald wordt geperst. De punt van de naald heeft een daardoor een temperatuur van ongeveer -40 oC. De behandeling vindt doorgaans plaats via een minimaal invasieve 'kijk'operatie, waardoor een ???echte??? operatie niet nodig is. Als de koude naald in de tumor wordt geprikt bevriest het vocht in de cel, waardoor de tumor uitdroogt en verschrompelt.

Meer toepassingen

  • controle van gasleidingen (41Ar)
  • ouderdomsbepaling van mineralen (39Ar,40Ar of K/Ar-methode)
  • productie van zeer zuiver silicium, o.a. voor chips in de halfgeleider­industrie (beschermgas)

Naam

De naam argon komt van het Griekse woord argon, dat niet werkzaam betekent. Vanzelfsprekend ligt de inertheid van het gas hieraan ten grondslag.

Ontdekking

Argon werd ontdekt in 1894 - ongeveer een eeuw nadat Henry Caven­dish het vermoeden van het bestaan van 'restgassen' in lucht had uitgesproken. De  Britten William Ramsay en John Strutt (Lord Rayleigh) (foto) ontdekten het als eersten in lucht waaruit zuurstof, stikstof en koolstofdioxide waren verwijderd.

 

Ze ontdekten dat atmosferische stikstof een iets andere dichtheid had dan stikstof bereid uit ammoni­ak. Uit atmo­sferische stikstof­ verwijderden ze daarom de stikstof met magnesium. Bij hoge temperatuur wordt het stikstof gebonden tot magnesiumnitride (Mg3N2). Het gas dat overbleef bleek inert en kreeg daarom de naam argon.

Later bleek dat dit restant van atmosferi­sche stik­stof, het 'ruwe argon', nog meer edel­gassen bevatte. Scheiding van deze gassen vond enige jaren later plaats via de inmiddels ontwikkelde tech­niek van destil­latie van vloeibare lucht.

Omdat er geen plaats was om het ontdekte argon in het periodiek systeem onder te brengen, stelde Ramsay voor een geheel nieuwe groep aan het periodiek systeem toe te voegen. Hij kreeg onder meer hiervoor de Nobelprijs voor scheikunde in 1904. Lord Rayleigh kreeg in hetzelfde jaar de Nobelprijs voor na­tuurkunde.

De inertheid van de edelgassen was één van de belang­rijkste ondersteunende feiten voor de theorie die bindingen tussen atomen en de vorming van ionen verklaart vanuit een stabiele octetomringing.

Voorkomen                            

Argon is nauwelijks aanwezig in de aardkorst. Het heeft daar een aandeel van 3,5.10-4 % op gewichtsbasis en staat daarmee op plaats 43e in de lijst van meest voorkomende elementen. In de dampkring is het met een aandeel 0,94% het meest voorkomende element na zuurstof en stikstof. 

Argon is ook te vinden in bronwater dat op grotere diepte is opgesloten.

Ook op andere planeten (onder andere op Mars) is argon aange­toond.

Winning

Argon wordt gewonnen uit de atmosfeer (luchtscheiding).

Argon wordt bereid door gefractioneerde destillatie van vloeibare lucht. Het is een bijproduct van de winning van vloeibare zuurstof en stikstof.

Deel dit op: