ทำไมอาร์กอนจึงเป็นก๊าซเฉื่อย？
1. เหตุใดอาร์กอนจึงเป็นองค์ประกอบเฉื่อย
สิ่งที่เรียกว่า "ก๊าซเฉื่อย" หมายความว่าก๊าซเหล่านี้มีเสถียรภาพมาก มีปฏิกิริยาต่ำ และไม่ง่ายที่จะก่อตัวเป็นสารประกอบกับก๊าซ แท้จริงแล้ว “ความเฉื่อย” ของ อาร์กอน สามารถดูได้จากตารางธาตุ อาร์กอนอยู่ในกลุ่มศูนย์ในตารางธาตุ เปลือกนอกสุดของอะตอมมีอิเล็กตรอน 8 ตัว ซึ่งก่อให้เกิดโครงสร้างที่เสถียร คุณสมบัติทางเคมีของมันไม่ใช้งานมากนัก อาร์กอน ไฮโดรเจน นีออน คริปทอน ซีนอน และเรดอนก็เป็นก๊าซมีตระกูลเช่นกัน
2. เหตุใดอาร์กอนและฮีเลียมจึงเรียกว่าก๊าซมีตระกูล
ระบบก๊าซเฉื่อยหมายถึงอาร์กอน (Ar), ฮีเลียม (He), นีออน (Ne), คริปทอน (kr), ซีนอน, (xe) และเรดอน (Rn) เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีที่ไม่ใช้งาน จึงเป็นการยากที่จะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับปฏิกิริยาของสารอื่น ๆ จึงเรียกว่าก๊าซเฉื่อย เนื่องจากเนื้อหาของก๊าซทั้งหกนี้ในอากาศน้อยกว่า 1% จึงถูกเรียกว่าก๊าซหายาก
ในภาษากรีก อาร์กอนแปลว่า "ขี้เกียจ" ดังนั้นผู้คนจึงใช้ความเฉื่อยของก๊าซเป็นก๊าซป้องกันในการเชื่อมและตัดโลหะเพื่อป้องกันไม่ให้ถูกออกซิไดซ์ ความเฉื่อยทางเคมีของอาร์กอนยังใช้ในการถลุงโลหะชนิดพิเศษ การเป่าและการป้องกันอาร์กอนเป็นวิธีสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพของเหล็ก เนื่องจากก๊าซอาร์กอนมีความหนาแน่นสูงและมีค่าการนำความร้อนต่ำ การเติมก๊าซอาร์กอนลงในหลอดไฟจึงสามารถรีเซ็ตอายุการใช้งานของหลอดไฟและเพิ่มความสว่างได้ ดังนั้นก๊าซอาร์กอนจึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมแสงสว่างและการเติมตัวปล่อยประจุต่างๆ และยังใช้ในเลเซอร์และปืนฉีดห้ามเลือดในการผ่าตัดอีกด้วย อาร์กอนสามารถใช้เป็นก๊าซพาหะในโครมาโตกราฟีขนาดใหญ่ได้
ฮีเลียม แปลว่า "ดวงอาทิตย์" ในภาษากรีกนั่นเอง ฮีเลียมเคยถูกเรียกว่า “สสารแสงอาทิตย์” เป็นก๊าซอุตสาหกรรมที่สำคัญอย่างยิ่ง ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีหมึกพิมพ์ต่ำเป็นพิเศษ ฮีเลียมจึงกลายเป็นวัสดุเชิงกลยุทธ์ และมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ฮีเลียมใช้เพื่อจำลองสภาพแวดล้อมในอวกาศและปล่อยจรวด ฮีเลียมใช้เพื่อสร้างอาวุธนิวเคลียร์และระเบิดปรมาณู เทคโนโลยีการตรวจจับอินฟราเรดและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิต่ำ การใช้ฮีเลียมทางเทคนิคช่วยให้ได้รับความไวสูงและความแม่นยำสูง
3. อะไรคือความแตกต่างระหว่างก๊าซมีตระกูลและก๊าซเฉื่อย?
ก๊าซหายาก (ฮีเลียม นีออน อาร์กอน คริปทอน ซีนอน ไนโตรเจน) ล้วนเป็นก๊าซเฉื่อย ความแตกต่าง: จำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกนอกสุดของก๊าซหายากมีทั้งหมด (นีออน 2 อยู่ด้านนอก) และพวกมันจะไม่ทำปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ
4. อะไรคือความแตกต่างระหว่างก๊าซเฉื่อยและก๊าซปฏิกิริยา?
ก๊าซเฉื่อย ได้แก่ ฮีเลียมและ อาร์กอนซึ่งไม่ทำปฏิกิริยาเลยกับรอยเชื่อมหลอมเหลว และใช้สำหรับการเชื่อม MIG (การเชื่อมอาร์กก๊าซเฉื่อยของโลหะ) ก๊าซที่เกิดปฏิกิริยาโดยทั่วไปประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน ก๊าซเหล่านี้มีส่วนร่วมในกระบวนการเชื่อมโดยทำให้ส่วนโค้งมีความเสถียรและช่วยให้ส่งวัสดุไปยังแนวเชื่อมได้อย่างราบรื่น เมื่อมีอยู่ในปริมาณมาก อาจทำให้รอยเชื่อมเสียหายได้ แต่หากได้รับในปริมาณน้อยก็จะทำให้ลักษณะการเชื่อมดีขึ้นได้ ใช้ในการเชื่อม MAG (การเชื่อมอาร์กแก๊สด้วยโลหะ)
ก๊าซเฉื่อยโดยทั่วไปคือก๊าซที่ไม่เกิดปฏิกิริยาเคมีหรือแทบไม่เกิดปฏิกิริยา เช่น ไนโตรเจน
ก๊าซที่เกิดปฏิกิริยาคือก๊าซที่ทำปฏิกิริยาได้ง่าย เช่น ออกซิเจน ไฮโดรเจน
ในสมุทรศาสตร์ ก๊าซเฉื่อย 5 ชนิด เช่น ฮีเลียม นีออน อาร์กอน คริปทอน และซีนอน และไนโตรเจน เรียกว่า ก๊าซเฉื่อย เรียกอีกอย่างว่าก๊าซอนุรักษ์ เนื่องจากการกระจายและการแปรผันของก๊าซเหล่านี้ในมหาสมุทรส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยกระบวนการทางกายภาพต่างๆ เป็นหลัก และอิทธิพลของอุณหภูมิและความเค็มที่มีต่อความสามารถในการละลายของก๊าซเหล่านั้น นอกเหนือจากก๊าซข้างต้น ซึ่งเรียกรวมกันว่าก๊าซที่เกิดปฏิกิริยา (ดูก๊าซที่เกิดปฏิกิริยา) ยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น ชีวธรณีเคมีอีกด้วย
ไนโตรเจนที่ละลายในมหาสมุทรไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางชีวภาพเลย กระบวนการทางชีววิทยาบางอย่างสามารถเปลี่ยนไนโตรเจนเป็นไนโตรเจนอินทรีย์ และสุดท้ายกลายเป็นไนเตรต ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน ไนโตรเจนยังสามารถถูกปล่อยออกมาได้เมื่ออินทรียวัตถุถูกออกซิไดซ์และสลายตัวภายใต้การกระทำของแบคทีเรีย
5. ก๊าซมีตระกูลมีอันตรายอย่างไร?
ก๊าซเฉื่อยไม่มีสีและไม่มีกลิ่น ก๊าซเฉื่อย เช่น ไนโตรเจน อาร์กอน และฮีเลียม โดยทั่วไปถือว่าไม่เป็นอันตราย ดังนั้นจึงแทบไม่มีหรือไม่มีการพิจารณาเรื่องความปลอดภัยเลย ตรงกันข้ามเป็นจริง เนื่องจากก๊าซเฉื่อยไม่ได้รับการยอมรับจากประสาทสัมผัสของมนุษย์ จึงมีอันตรายมากกว่าก๊าซพิษที่มีกลิ่นรุนแรง (เช่น แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์) ซึ่งร่างกายมนุษย์ตรวจพบได้อย่างรวดเร็วแม้ในความเข้มข้นต่ำก็ตาม
ไม่มีสัญญาณทางกายภาพเบื้องต้นของภาวะขาดอากาศหายใจจากก๊าซเฉื่อย ดังนั้นจึงไม่สามารถบอกเบาะแสแก่เหยื่อหรือผู้ที่อยู่ใกล้เคียงได้ การขาดออกซิเจนอาจทำให้เกิดอาการวิงเวียนศีรษะ ปวดศีรษะ หรือพูดได้ แต่ผู้ป่วยมักไม่เชื่อมโยงอาการนี้กับการสำลัก หากระดับออกซิเจนต่ำเพียงพอ ผู้ประสบภัยอาจหมดสติหลังจากหายใจไม่กี่ครั้ง
อุบัติเหตุภาวะขาดออกซิเจนในสมองต้องได้รับการดูแลจากแพทย์ทันที อย่างไรก็ตาม ผู้ที่ตกเป็นเหยื่ออาจได้รับความเสียหายทางสมองอย่างถาวรและอาจถึงแก่ชีวิตได้ ดังนั้น ข้อผิดพลาดทั่วไปคือการที่เพื่อนร่วมงานพยายามช่วยเหลือผู้ประสบภัยจากการล้มด้วยมือโดยไม่ได้ประเมินสถานการณ์และ/หรือใช้อุปกรณ์นิรภัยก่อน (เช่น เครื่องช่วยหายใจแบบมีถังอากาศในตัว) ไม่ใช่เรื่องแปลกที่การแทรกแซงที่วางแผนไว้ไม่ดีในอุตสาหกรรมจะนำไปสู่การเสียชีวิต การหายใจเอาก๊าซเฉื่อย เช่น ไนโตรเจน หนึ่งหรือสองครั้งติดต่อกัน ถือเป็นการกระทำที่อันตรายมากและมักจะทำให้เหยื่อหมดสติ หากระดับออกซิเจนในอากาศโดยรอบต่ำเกินไป เหยื่ออาจเสียชีวิตภายในไม่กี่นาทีหลังจากหมดสติ
6. สถานการณ์การใช้งานของก๊าซอาร์กอนมีอะไรบ้าง
1. การเชื่อมและการตัด: อาร์กอนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการต่างๆ เช่น การเชื่อมอาร์กอาร์กอน TIG การตัดพลาสมา และการเชื่อมแบบป้องกันแก๊ส MIG อาร์กอนสามารถใช้เพื่อป้องกันอิเล็กโทรดจากอากาศระหว่างการเชื่อมเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน 2. แสงสว่าง: ในหลอดนีออนและไฟนีออนที่เต็มไปด้วยอาร์กอน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านโคมไฟเหล่านี้ ก็จะปล่อยแสงที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ ทำให้สถานที่บางแห่งดูสวยงามและน่าดึงดูดยิ่งขึ้น
3. การเติมแก๊ส: ก๊าซอาร์กอนสามารถใช้เติมชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เพื่อปกป้องชิ้นส่วนจากออกซิเจนและความชื้น ซึ่งป้องกันความเสียหายต่อส่วนประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ
4. การล้าง: อาร์กอนสามารถใช้เพื่อล้างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องมือเพื่อขจัดฝุ่นและสิ่งสกปรก
5. การแพทย์: ก๊าซอาร์กอนถูกนำมาใช้ในการผ่าตัด การช่วยหายใจ และการวินิจฉัยในอุตสาหกรรมการแพทย์ เพื่อให้เนื้อเยื่อของมนุษย์เฉื่อยเมื่อเย็นลง
6. ยานพาหนะที่ลอยอยู่: อาร์กอนยังสามารถใช้เป็นสารทำงานในยานพาหนะที่ลอยอยู่ได้ ช่วยให้ยานพาหนะที่ลอยอยู่สามารถเหินระหว่างอากาศและพื้นดินได้ โดยสรุป อาร์กอนมีการใช้งานที่สำคัญและใช้ในสาขาอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์หลายสาขา
