Argon (grundämne): egenskaper, förekomst och användningsområden

Egenskaper

• Elektronkonfiguration: Argons yttersta elektronskal är fullt, vilket bidrar till dess kemiska tröghet; detta förklarar varför elektroner i allmänhet inte deltar i bindningar under normala villkor.
• Fysikaliska egenskaper: Argon är en monatomär gas vid rumstemperatur. Molekylvikten (atommassan) är cirka 39,95 u. Densiteten vid standardtillstånd är ungefär 1,78 g/L och kokpunkten ligger runt −185,8 °C.
• Aggregation: Förekommer inte i molekylär form (t.ex. Ar2 är mycket svagt bundet) utan som individuella atomer i gasfasen.

Förekomst

Argonatomer finns naturligt i luft. Argon utgör ungefär 0,93 % av jordens atmosfär till volymen, vilket gör det till den tredje mest förekommande gasen i atmosfären efter kväve och syre.

Den mest förekommande isotopen är argon-40, som i stor utsträckning bildas genom radioaktiv nedbrytning av kalium-40 i jordskorpan.

Framställning

• Industriellt framställs argon huvudsakligen genom fraktionerad destillation av flytande luft.
• För laboratorie- och specialändamål kan argon också erhållas som biprodukt vid separation av andra gaser.

Användningsområden

• Skyddsgas vid svetsning och vid framställning av metaller som är känsliga för oxidation.
• Fyllgas i glödlampor och lysrör för att minska förångning av filament och öka livslängden.
• Industriella processer där en inert atmosfär krävs, till exempel vid tillverkning av halvledare och vissa kemiska reaktioner.
• Bevarande av arkivmaterial, konst och livsmedel (t.ex. vin) genom att tränga ut syre.
• Medicinska och vetenskapliga tillämpningar, bland annat i vissa laser- och spektroskopitekniker.

Isotoper och tillämpningar inom geologi

Argon har flera stabila och radioaktiva isotoper. Den radioaktiva isotopen 39Ar används inom kalibrering och spårning, medan fördelningen mellan 40Ar och 39Ar utnyttjas i ar–ar- och kalium-argon-datering, viktiga metoder för åldersbestämning av geologiska formationer.

Säkerhet och miljö

• Argon är kemiskt sett ofarligt och icke-toxiskt, men som en tung gas kan den förtränga syre i slutna utrymmen och därigenom orsaka kvävning. God ventilation och gasdetektorer rekommenderas i arbetsmiljöer där högre koncentrationer kan förekomma.
• Eftersom argon är inert reagerar det inte med miljön och bidrar inte till föroreningar i kemisk mening.

Historia

Argon upptäcktes 1894 av Lord Rayleigh och Sir William Ramsay. Namnet kommer från grekiskans ’argos’ som betyder ”inaktiv” eller ”lat”, en hänvisning till gasens kemiska tröghet.

För fördjupning i grundläggande begrepp kan följande termer vara till hjälp: kemiskt grundämne, atomnummer, ädelgas, elektroner, Argonatomer, luft och atmosfär.