žlahtni plini

Kemija

2022

Pojasnimo, kaj so žlahtni plini, kako so jih odkrili, kakšne so njihove uporabe, uporabe, druge značilnosti in primeri.

Žlahtni plini, kot je helij, so zelo varni zaradi svoje nizke reaktivnosti.

Kaj so žlahtni plini?

V kemija, se imenuje žlahtni plini ali inertni plini na niz kemični elementi ki sestavljajo skupino 18 (VIIIA). Periodični sistem elementov.

Njihova glavna skupna značilnost je zelo nizka stopnja kemične reaktivnosti, torej nizka nagnjenost k tvorbi. molekule Y spojine z drugimi elementi. Pravzaprav obstaja le majhen nabor spojin iz žlahtnih plinov, za razliko od večine znanih elementov, ki lahko tvorijo večjo količino kemične spojine.

V pogojih temperaturo Y Pritisk običajni, žlahtni plini so snovi enoatomski plinasti (to je sestavljen iz enega samega atom). Mnogi od njih so prisotni v različnih razmerjih v zrak ki združuje vzdušje.

Kljub svoji nizki kemični reaktivnosti ali včasih zaradi nje imajo ti elementi zelo raznoliko uporabo v industrijo, in so običajno množično proizvedeni.

Odkritje žlahtnih plinov

Večina žlahtnih plinov je bila odkrita v 19. stoletju kot posledica študij o sonce avtorja Pierre Janssen (Francoz, 1824-1907) in Joseph Norman Lockyer (Britanec, 1836-1920). Ti astronomi so odkrili helij, poimenovan po grški besedi (Helios) zanj zvezda.

Presenečenje pri lastnosti Značilnosti tega novega elementa so odprle vrata iskanju drugih podobnih. Tako so odkrili kripton, neon in argon s kemično študijo zraka.

Proti koncu 19. stoletja sta britanska raziskovalca Lord Rayleigh (1842-1919) in William Ramsay (1852-1916) domnevala skupen obstoj žlahtnih plinov, s katerimi sta prejela Nobelovo nagrado za fizično in kemijo. Šele v 20. stoletju se je industrijska proizvodnja teh plinov začela v velikem obsegu, saj je bilo odkritih več njihovih lastnosti in uporab.

Značilnosti žlahtnih plinov

Žlahtni plini, kot je argon, se lahko industrijsko uporabljajo v močnih laserjih.

Na splošno so za žlahtne pline značilno:

  • Imajo malo ali nič kemijske reaktivnosti, kar pomeni, da ne reagirajo zlahka. To je zato, ker je njegova zadnja elektronska plast ali energijska raven vedno polna.
  • Bodite brez barva, vonj in okus.
  • Predstavite tališča Y Vreti zelo blizu in zelo nizko, s komaj 10 ºC razlike, tako da so skoraj vedno notri plinasto stanje, čeprav jih je mogoče preoblikovati v tekočina samo v zelo natančnih temperaturnih območjih.
  • Obnašajo se kot idealni plini v normalnih pogojih tlaka in temperature (1 atm in 0 ºC.), To pomeni, da se lahko šteje, da so njihovi delci Ne delujejo in so v skladu z enačbo stanja za idealne pline:

Kje:

    • P. Predstavlja tlak plina in je izražen v atmosferah (atm) ali enakovrednih enotah.
    • V. Predstavlja glasnost plina in je izražena v litrih (L) ali enakovrednih enotah.
    • n. Predstavlja količino snovi v plinu in je izražena v madeži (mol).
    • R. Je idealna plinska konstanta in ima vrednost 8,314 joula / mol Kelvina (J / mol K).
    • T. Predstavlja temperaturo plina in je izražena v Kelvinih (K) ali enakovrednih enotah.
  • V primeru helija ima zelo posebne lastnosti: ima nižje tališče in vrelišče kot katera koli znana snov, je edini element, ki predstavlja superfluidnost (stanje tekočine, ki ni prisotno). viskoznost, to pomeni, da teče brez trenja), in ga ni mogoče spremeniti v trdna pod standardnimi tlačnimi pogoji.

Zakaj se imenujejo žlahtni plini?

Sprva so te elemente imenovali "inertni plini" ali "redki plini", saj se je takrat mislilo, da so popolnoma kemično inertni elementi in zato zelo redki na svetu. vesolje. Obe značilnosti sta se izkazali za napačni.

Danes je prednost "žlahtni plini", prevod "Edelgas", Nemški izraz, s katerim jih je leta 1898 krstil kemik Hugo Erdmann (1862-1910). Erdmann je to ime prevzel po "plemenitih kovinah", kot je zlato, katerega reaktivnost je zelo zmerna. Torej, tako kot je zlato nagnjeno k temu, da ostane čisto in ohrani svojo plemenitost, so tudi ti plini.

Uporaba in uporaba žlahtnih plinov

V svetilkah se lahko uporabljajo različni žlahtni plini, kot je neon.

Ti elementi imajo številne uporabe za človeško bitje, kot naprimer:

  • Izolatorji Zaradi nizke reaktivnosti jih je mogoče uporabiti za vsebovanje zelo reaktivnih ali nevarnih snovi.
  • Kriogena hladilna sredstva. Skozi procese, ki ekstrahirajo toplote in zmanjšati Pritisk, se plini pretvarjajo v tekočine, te tekočine pa so idealne za vzdrževanje občutljivih strojev kot npr magneti superprevodniki ali oprema za jedrsko magnetno resonanco. V ta namen se pogosto uporablja helij.
  • Komponenta, ki diha. Helij, pomešan z drugimi plini, se uporablja v rezervoarjih astronavtov in potapljačev, saj zmanjšuje narkotični učinek tako imenovane "globinske bolezni", ki jo povzroča visoka koncentracija plinov v krvi in ​​tkivih. Ker ima helij slabo topnost, je manj verjetno, da bo prešel skozi celične membrane.
  • Napolnjen z napihljivimi baloni ali zračnimi ladjami. Helij se lahko uporablja za napihovanje balonov, saj je lažji od zraka in zelo varen, kar je popolna zamenjava za vodik, ki je zelo vnetljiv.
  • Osvetlitev. Neon, ksenon, argon in kripton se lahko uporabijo in napolnijo z žarnicami za proizvodnjo posebnih barv svetloba, v tem, kar običajno imenujemo "neonske luči".
  • Za izdelavo laserjev. Pogosto se uporabljajo v operacijah ali industrijskih postopkih.

Primeri žlahtnih plinov

Žlahtnih plinov je le sedem:

  • Helij (He). Je drugi najbolj razširjen element v znanem vesolju. Eden od načinov pridobivanja je kot produkt fuzijskih reakcij vodika v srcu zvezde. Ima posebnost, da pri vdihu spremeni človeški glas in je veliko lažji od zraka.
  • Neon (Ne). Še en bogat element v znanem vesolju. Uporablja se za izdelavo fluorescenčnih sijalk, saj jim daje rdečo barvo. Še posebej se uporablja pri izdelavi televizorjev. Veliko se uporablja tudi pri proizvodnji He-Ne laserja.
  • Argon (Ar). Eden najpogostejših plinov v zraku, ki ga dihamo, se pogosto uporablja kot industrijski izolator in pri pridobivanju laserjev.
  • Kripton (Kr). Čeprav je žlahten plin, lahko reagira s fluorom in nekaj drugimi zelo elektronegativnimi snovmi ter ima šest stabilnih izotopov in sedemnajst radioaktivnih izotopov.
  • Ksenon (Xe). Je zelo težak plin, prisoten le v sledovih v Zemljini atmosferi. Bil je prvi od žlahtnih plinov, ki so ga umetno sintetizirali.
  • Radon (Rn). Rezultat radioaktivnega razpada elementov, kot sta radij ali aktinij (zaradi tega se je prej imenoval aktinon), je žlahten, a radioaktiven plin, katerega najbolj stabilen izotop lahko traja največ 3,8 dni, preden razpade na polonij-218.
  • Oganeson (Og). Imenuje se tudi eka-emanacija, ununoktij (Uuo) ali element 118, je ta skrivnostni žlahtni plin zelo radioaktiven in sintetičnega izvora, torej ne obstaja v narave. Leta 2002 so ga "odkrili".
!-- GDPR -->