ARGON: SEJARAH, STRUKTUR, PROPERTI, PENGGUNAAN - KIMIA - 2025

The argon adalah salah satu gas mulia dari tabel periodik dan merupakan sekitar 1% dari bumi 's atmosfer. Ini diwakili oleh simbol kimia Ar, suatu unsur yang memiliki massa atom sama dengan 40 untuk isotop paling melimpah di Bumi ( ⁴⁰ Ar); isotop lainnya adalah ³⁶ Ar (paling melimpah di alam semesta), ³⁸ Ar dan radioisotop ³⁹ Ar.

Namanya berasal dari kata Yunani 'argos', yang berarti tidak aktif, lambat atau diam, karena ia membentuk bagian terukur dari udara yang tidak bereaksi. Nitrogen dan oksigen bereaksi satu sama lain terhadap panas percikan listrik, membentuk nitrogen oksida; karbon dioksida dengan larutan basa NaOH; tapi Ar, tanpa apa-apa.

Karakteristik pelepasan pijar ungu dari atom argon terionisasi. Sumber: Wikigian

Argon adalah gas tidak berwarna tanpa bau atau rasa. Ini adalah salah satu dari sedikit gas yang tidak menunjukkan perubahan warna saat mengembun, karena itu menjadi cairan tak berwarna seperti gasnya; hal yang sama terjadi dengan padatan kristalnya.

Karakteristik utama lainnya adalah emisi cahaya ungu ketika dipanaskan di dalam tabung pelepasan listrik (gambar atas).

Meskipun merupakan gas inert (meskipun tidak dalam kondisi khusus), dan juga tidak memiliki aktivitas biologis, ia dapat menggantikan oksigen dari udara yang menyebabkan mati lemas. Beberapa alat pemadam kebakaran sebenarnya menggunakan ini untuk keuntungan mereka untuk memadamkan api dengan menghilangkan oksigen.

Kelambanan kimianya mendukung penerapannya sebagai atmosfer untuk reaksi yang spesiesnya rentan terhadap oksigen, uap air, dan nitrogen. Ia juga menawarkan sarana untuk menyimpan dan membuat logam, paduan atau semikonduktor.

Sejarah penemuannya

Pada 1785 Henry Cavendish, ketika menyelidiki nitrogen di udara, yang disebut "udara phlogisticized", menyimpulkan bahwa bagian dari nitrogen dapat menjadi komponen inert.

Lebih dari seabad kemudian, pada tahun 1894, ilmuwan Inggris Lord Rayleigh dan Sir William Ramsey menemukan bahwa nitrogen yang dibuat dengan menghilangkan oksigen dari udara atmosfer adalah 0,5% lebih berat daripada nitrogen yang diperoleh dari beberapa senyawa; misalnya amonia.

Para peneliti menduga adanya gas lain di udara atmosfer yang bercampur dengan nitrogen. Kemudian diverifikasi bahwa sisa gas setelah eliminasi nitrogen dari udara atmosfer, adalah gas inert yang sekarang dikenal sebagai Argon.

Ini adalah gas inert pertama yang diisolasi di Bumi; itulah namanya, karena argon berarti malas, tidak aktif. Namun, sejak tahun 1868 keberadaan helium di matahari telah dideteksi dengan studi spektroskopi.

F. Newall dan WN Hartley, pada tahun 1882, mengamati garis emisi, mungkin sesuai dengan argon, yang tidak sesuai dengan elemen lain yang diketahui.

Struktur argon

Argon adalah gas mulia, dan karenanya orbital tingkat energi terakhirnya terisi penuh; artinya, kulit valensinya memiliki delapan elektron. Peningkatan jumlah elektron, bagaimanapun, tidak melawan peningkatan gaya tarikan yang diberikan oleh inti; dan karena itu, atomnya adalah yang terkecil dari setiap periode.

Konon, atom argon dapat divisualisasikan sebagai "kelereng" dengan awan elektron yang sangat terkompresi. Elektron bergerak secara homogen melalui semua orbital yang terisi, membuat polarisasi tidak mungkin terjadi; yaitu, daerah asal kekurangan elektron relatif.

Karena itu, gaya hamburan London khususnya untuk argon, dan polarisasi hanya akan menguntungkan jika jari-jari atom dan / atau massa atom meningkat. Itulah mengapa argon adalah gas yang mengembun pada suhu -186ºC.

Dengan mengupas gas, akan terlihat bahwa atom atau kelerengnya hampir tidak dapat tinggal bersama, karena tidak adanya ikatan kovalen Ar-Ar jenis apa pun. Namun, tidak dapat diabaikan bahwa kelereng tersebut dapat berinteraksi dengan baik dengan molekul apolar lainnya; misalnya, CO ₂ , N ₂ , Ne, CH ₄ , semuanya ada dalam komposisi udara.

Kristal

Atom argon mulai melambat seiring suhu turun menjadi sekitar -186 ° C; kemudian terjadi kondensasi. Sekarang gaya antarmolekul menjadi lebih efektif, karena jarak antar atom lebih kecil, dan memberikan waktu untuk terjadi beberapa dipol atau polarisasi sesaat.

Argon cair ini berantakan dan tidak diketahui bagaimana tepatnya atom-atomnya tersusun.

Saat suhu semakin turun, hingga -189ºC (hanya tiga derajat lebih rendah), argon mulai mengkristal menjadi es tak berwarna (gambar lebih rendah). Mungkin secara termodinamika es lebih stabil daripada es argon.

Es Argon Mencair. Sumber: Tidak ada penulis yang dapat dibaca mesin. Deglr6328 ~ commonswiki diasumsikan (berdasarkan klaim hak cipta).

Dalam kristal es atau kristal argon ini, atom-atomnya mengadopsi struktur kubik berpusat muka (fcc) yang teratur. Begitulah efek interaksi lemah mereka pada suhu ini. Selain struktur ini, ia juga dapat membentuk kristal heksagonal yang lebih kompak.

Kristal heksagonal disukai ketika argon mengkristal di hadapan sejumlah kecil O ₂ , N _2, dan CO. Ketika berubah bentuk, mereka bertransisi ke fase kubik berpusat muka, struktur paling stabil untuk argon padat.

Konfigurasi elektronik

Konfigurasi elektron untuk argon adalah:

3s ² 3p ⁶

Yang sama untuk semua isotop. Perhatikan bahwa oktet valensinya lengkap: 2 elektron di orbital 3s, dan 6 di orbital 3p, semuanya berjumlah 8 elektron.

Secara teoritis dan eksperimental, argon dapat menggunakan orbital 3d-nya untuk membentuk ikatan kovalen; tapi butuh tekanan tinggi untuk "memaksanya".

Properti

Deskripsi Fisik

Ini adalah gas tidak berwarna yang ketika terkena medan listrik memperoleh cahaya ungu-ungu.

Berat atom

39,79 g / mol

Nomor atom

18

Titik lebur

83,81 K (-189,34 ºC, -308,81 ºF)

Titik didih

87.302 K (-185.848 ºC, -302.526 ºF)

Dewa

1.784 g / L

Kepadatan uap

1,38 (relatif terhadap udara yang diambil sebagai 1).

Kelarutan gas dalam air

33.6 cm ³ / kg. Jika argon sebagai gas cair yang sangat dingin bersentuhan dengan air, terjadi pendidihan hebat.

Kelarutan dalam cairan organik

Larut.

Panas fusi

1,18 kJ / mol

Panas penguapan

8,53 kJ / mol

Koefisien partisi oktanol / air

Log P = 0,94

Energi ionisasi

Tingkat pertama: 1.520,6 kJ / mol

Tingkat kedua: 2.665,8 kJ / mol

Tingkat ketiga: 3,931 kJ / mol

Yaitu, energi yang diperlukan untuk mendapatkan kation antara Ar ⁺ dan Ar ³⁺ dalam fasa gas.

Reaktivitas

Argon adalah gas mulia, dan oleh karena itu reaktivitasnya hampir nol. Fotolisis hidrogen fluorida dalam matriks argon padat pada suhu 7,5 K (sangat mendekati nol absolut) menghasilkan argon fluorohidrida, HArF.

Ini dapat dikombinasikan dengan beberapa elemen untuk menghasilkan kelas yang stabil dengan beta-hidrokuinon. Selain itu, dapat membentuk senyawa dengan elemen elektromagnetik tinggi, seperti O, F, dan Cl.

Aplikasi

Sebagian besar aplikasi argon didasarkan pada fakta bahwa sebagai gas inert, dapat digunakan untuk membangun lingkungan untuk mengembangkan serangkaian kegiatan industri.

Industri

-Argon digunakan untuk menciptakan lingkungan untuk pengelasan busur logam, menghindari tindakan berbahaya yang dapat dihasilkan oleh keberadaan oksigen dan nitrogen. Ini juga digunakan sebagai agen penutup dalam pemurnian logam seperti titanium dan zirkonium.

Bola lampu pijar biasanya diisi dengan argon, untuk melindungi filamennya dan memperpanjang masa pakainya. Ini juga digunakan dalam tabung fluoresen yang mirip dengan yang neon; tapi, mereka memancarkan cahaya biru keunguan.

-Ini digunakan dalam proses dekarburisasi baja tahan karat dan sebagai gas propelan dalam aerosol.

-Ini digunakan dalam ruang ionisasi dan penghitung partikel.

-Juga dalam penggunaan elemen yang berbeda untuk doping semikonduktor.

-Ini memungkinkan penciptaan atmosfer untuk pertumbuhan kristal silikon dan germanium, yang banyak digunakan di bidang elektronik.

-Konduktivitas termalnya yang rendah bermanfaat untuk digunakan sebagai penyekat antara lembaran kaca beberapa jendela.

-Ini digunakan untuk mengawetkan makanan dan bahan lain yang terkena kemasan, karena melindunginya dari oksigen dan kelembapan yang dapat memiliki efek berbahaya pada isi kemasan.

Dokter

-Argon digunakan dalam cryosurgery untuk mengangkat jaringan kanker. Dalam hal ini, argon berperilaku seperti cairan kriogenik.

-Ini digunakan dalam peralatan laser medis untuk memperbaiki berbagai cacat mata, seperti: perdarahan di pembuluh darah, ablasi retina, glaukoma, dan degenerasi makula.

Di peralatan laboratorium

-Argon digunakan dalam campuran dengan helium dan neon di penghitung radioaktivitas Geiger.

-Ini digunakan sebagai gas pengupasan dalam kromatografi gas.

-Menyebarkan bahan yang menutupi sampel yang menjalani pemindaian mikroskop elektron.

Di mana letaknya?

Argon ditemukan sebagai bagian dari udara atmosfer, yang merupakan sekitar 1% dari massa atmosfer. Atmosfer adalah sumber industri utama untuk isolasi gas ini. Ini diisolasi dengan prosedur distilasi fraksional kriogenik.

Di sisi lain, di Kosmos, bintang-bintang menghasilkan argon dalam jumlah besar selama fusi nuklir silikon. Itu juga dapat ditemukan di atmosfer planet lain, seperti Venus dan Mars.

Referensi

1. Barrett CS, Meyer L. (1965) Struktur Kristal Argon dan Paduannya. Dalam: Daunt JG, Edwards DO, Milford FJ, Yaqub M. (eds) Fisika Suhu Rendah LT9. Springer, Boston, MA.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 Maret 2019). 10 Fakta Argon - Ar atau Nomor Atom 18. Diperoleh dari: thinkco.com
3. Todd Helmenstine. (31 Mei 2015). Fakta Argon. Diperoleh dari: sciencenotes.org
4. Li, X. dkk. (2015). Senyawa Lithium Argon yang stabil di bawah tekanan tinggi. Sci. Rep.5, 16675; doi: 10.1038 / srep16675.
5. Royal Society of Chemistry. (2019). Tabel periodik: argon. Diperoleh dari: rsc.org
6. Dr Doug Stewart. (2019). Fakta Elemen Argon. Chemicool. Diperoleh dari: chemicool.com
7. Cubbon Katherine. (2015, 22 Juli). Kimia Argon (Z = 18). Libreteks Kimia. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
8. Wikipedia. (2019). Argon. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
9. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Argon. Database PubChem. CID = 23968. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov