Procés d'estudi dels gasos nobles i la seva funció en les indústries

Dins de la química, hi ha infinitat d'elements que poden estar relacionats o no entre si. Hi ha els metalls, no metalls, lantànids i actínids, metalls de transició i alcalinoterris; i, per descomptat, tenim a uns dels elements químics als quals poca atenció els hem prestat durant les classes de química, i molta menys a l'hora de continuar amb les nostres vides. Parlo, és clar, dels gasos nobles.

Aquests elements que, a l'ésser tan poc freqüents en l'ambient, no podem analitzar massa. Aquí coneixerem la història dels gasos nobles, els seus usos i propietats, així com també altres curiositats. Queda't aquí i aprèn les coses més interessants sobre els gasos nobles.

Coneguem els gasos

Són un grup de compostos químics amb propietats molt semblants entre si. Per exemple, sota condicions normals són gasos incolors, inodors, monoatòmics, i presenten una reactivitat química molt baixa. Aquests se situen en el grup número 18 de la taula periòdica, i són coneguts com: Heli, neó, Xenó, Argó, Kriptón, l'radioactiu: Radó, i el sintètic: Oganesón.

Les seves propietats poden ser explicades per les teories modernes existents en l'estructura atòmica. A la seva capa d'electrons lents se les considera completes, la qual cosa els dóna una limitada tendència a participar en reaccions químiques, i és una de les raons per les quals són poc coneguts. De fet, molt pocs compostos amb gasos nobles han estat preparats fins als nostres dies.

D'on traiem els gasos nobles?

El neó, argó, xenó i criptó els obtenim de l'aire a l'utilitzar mètodes de destil·lació fraccionada i liqüefacció. L'heli el trobem en el gas natural, de on ha de ser típicament separat. I el radó s'obté a través de la pèrdua radioactiu de compostos dissolts en el radi.

I el Oganesón és un element sintètic creat el 2002, i que va obtenir la seva nomenclatura IUPAC al 2016. Es coneix per ser un element força reactiu a l'una que inestable, pel que no s'ha treballat molt amb ell

Aquests gasos han tingut molt importants utilitats en els camps de la il·luminació, soldadura i exploració espacial. El trimix, que és una dissolució d'heli-oxigen-nitrogen, s'empra en perquè els bussos no pateixin l'efecte narcòtic de l'nitrogen en les profunditats. A més, després de conèixer-se els riscos d'inflamabilitat de l'hidrogen, aquest va ser reemplaçat per heli en la creació de dirigibles i globus aerostàtics.

Propietats d'aquests gasos

Els gasos nobles deuen el seu nom a la traducció de l'alemany Edelgas, Nom utilitzat per primera vegada en 1898 pel químic Hugo Erdman. Amb aquest nom buscava referir-se a la baixa taxa de reactivitat d'aquests elements. De fet, aquests són els elements menys reactius que es coneixen, tant així que són pràcticament inerts o no-reactius.

Això es deu al fet que compten amb una capa de valència completa la qual cosa els deixa una baixa capacitat per alliberar electrons i fa que el seu comportament es trobi a prop de el d'un gas ideal.

En general, els gasos nobles comparteixen diferents propietats.

  • Són elements no metàl·lics: A l'ésser gasos, no té partícula alguna de metall dins de la seva conformació. A el mateix temps no són capaços de reaccionar amb altres metalls.
  • No tenen color ni olor: Tot i que poden donar-se- colors a les bombetes i làmpades creades per mitjà d'aquests gasos utilitzant l'electricitat, ells originalment no tenen color, i són inodors.
  • Tenen una capa de valència completa: El neó el xenó, l'argó, el criptó i el radó presenten vuit electrons en la seva última capa. Per la seva banda, l'heli té dos electrons. D'aquesta manera, els gasos nobles tenen una capa de valència completa. És per això que, en circumstàncies normals, aquests elements no formen enllaços
  • Hi com gasos monoatòmics: Com s'entén, aquests elements, fins i tot el més gran atòmicament, només presenten un àtom.
  • Són pràcticament no reactius: A causa de la seva valència completa i la seva dificultat per lliurar electrons, se'ls considera com pràcticament inerts.
  • Condueixen electricitat i produeixen fluorescència: Encara que de manera molt baixa, aquests gasos són capaços de conduir electricitat, i a el fer-ho brillen amb fosforescència.
  • Tenen una baixa temperatura de fusió i d'ebullició: Aquests gasos nobles presentes punts tant de fusió com d'ebullició realment baixos.
  • Posseeixen una electronegativitat molt baixa: Aquests elements són molt poc electronegatius
  • Tenen una alta energia d'ionització: La seva energia d'ionització és en realitat la més alta en el seu període.
  • No són inflamables: Fins i tot a causa de la tassa inflamable de l'hidrogen, va ser reemplaçat per l'heli en la fabricació de dirigibles i globus.

A l'igual que passa amb la reactivitat, les seves forces interatòmiques també són molt febles, per la qual cosa tenen unes baixes temperatures de fusió i d'ebullició, i tots són gasos monoatòmics en condicions normals, incloent als gasos de major massa atòmica.

L'heli posseeix moltes propietats que no té cap altre gas noble ni cap altre element de la taula periòdica. La seva punt de fusió és el més baix en tots els coneguts, a més de ser l'únic element amo d'un estat de superfluïdesa; un estat en el qual la matèria està en estat líquid, però que pot córrer sense perdre energia cinètica. L'heli necessita una pressió de 25atm i una temperatura de -272ºC per poder solidificar.

La seva capa de valència completa també és responsable que aquests gasos tinguin una gran capacitat de ionització (la més alta de la taula periòdica) i no poden formar ions fàcilment, La qual cosa demostra la seva estabilitat en la seva configuració electrònica.

L'energia d'ionització va decreixent a la mateixa mida que decreix de grup, ja que augmenta el radi atòmic i els electrons de valència estan més lluny de l'nucli i per tant menys atrets cap a ell. Això causa que, encara que en el seu període sigui la més alta, alguns gasos nobles tenen una energia d'ionització comparable a la d'altres elements. Per exemple, l'energia d'ionització de l'xenó és comparable amb l'energia d'ionització de l'oxigen.

Usos d'aquests gasos

A l'tenir punts d'ebullició i fusió tan baixos, són especialment útils en l'elaboració d'equips de refrigeració, I els fa útils també com a refrigerants criogènics.

L'heli líquid, que bull a 4,2K (-268,93ºC) és utilitzat en la fabricació d'imants superconductors, com els utilitzats per a la imatge per ressonància magnètica, i la ressonància magnètica nuclear.

El neó líquid, si bé no arriba a les baixes temperatures de l'heli líquid, té més aplicacions en la criogènia, ja que té una capacitat de refrigeració 40 vegades més gran que la de l'heli líquid i 3 vegades més gran que la de l'hidrogen líquid.

L'heli s'utilitza com a component dels gasos respirables per substituir el nitrogen, gràcies al seu baixa solubilitat en fluids, Especialment en els lípids. Els gasos són absorbits per la sang i els teixits corporals quan hi ha pressió, com el submarinisme, el que produeix un efecte anestèsic anomenat mal de profunditat. A causa de la seva baixa solubilitat, entra poc heli a les membranes cel·lulars, la qual cosa ajuda a frenar l'efecte narcòtic.

A causa de la seva poca combustibilitat i la seva lleugeresa, i després del desastre de l'Hindenburg de 1937, l'heli va substituir a l'hidrogen en la fabricació de combustible, encara malgrat una pèrdua de flotabilitat de l'8,6%

Aquests gasos s'utilitzen en la il·luminació causa de la seva conductivitat. En la fabricació de bombetes incandescents s'utilitza una barreja d'argó i nitrogen per omplir-les. el criptó s'usa en bombetes d'alt rendiment, Com els llums d'halogen, que tenen una temperatura de color més elevada i una major eficàcia.

El xenó és comunament usat en fars de xenó, que, al l'aconseguir un espectre de llum semblant a la llum del dia és utilitzat en projectors de pel·lícules així com en fars d'automòbil.

En la medicina, l'heli és utilitzat per millorar la facilitat de respiració dels pacients amb asma. El xenó pot utilitzar-se com un anestèsic per la seva alta solubilitat en lípids, la qual cosa el fa més eficaç que l'habitual òxid nitrós, i com és eliminat fàcilment pel cos, permet un restabliment més ràpid.

La captació d'imatges que es porta a terme per mitjà de ressonància magnètica nuclear, té a l'xenó combinat amb altres gasos. El radó, que és molt radioactiu i només està disponible en mínimes quantitats s'utilitza en el tractament per radioteràpia.

Producció i abundància

L'abundància i facilitat amb la qual els gasos nobles poden aconseguir estan en inversa proporció al seu nombre atòmic. Per tant, l'abundància d'aquests gasos disminueix a mesura que augmenta el seu nombre atòmic.

En l'univers, L'heli és el segon element que més fàcil es pot aconseguir, Després de l'hidrogen, amb un percentatge de massa d'aproximadament el 24%. La majoria de la quantitat d'heli en l'univers es va formar mitjançant la nucleosíntesi primordial, però la seva quantitat va en augment gràcies a la participació de l'hidrogen en la nucleosíntesi estel·lar (procés que sorgeix per reaccions nuclears durant el procés evolutiu de les estrelles).

La resta dels gasos no són ni de lluny tan abundants ni simples d'aconseguir. El radó, per exemple, es pot formar a la litosfera a través de la desintegració alfa de el radi; mentre que el xenó ha desenvolupat una teoria coneguda com "teoria de l'xenó desaparegut" causa de la seva quantitat relativament baixa en l'atmosfera.

Parlem una mica de cada un

  • heli: Per la seva poca combustibilitat, i per ser el segon element més fàcil d'aconseguir, ha pogut reemplaçar l'hidrogen com l'element en potència per omplir globus i zepelins, doncs aquests no esclaten a l'posar-se en contacte amb foc
  • neó: Aquest gas, per la seva fluorescència i al seu tonalitat vermell-ataronjat obtinguda quan es posa en contacte amb electricitat és utilitzat amb fins publicitaris, trobats més fàcilment en les llums de neó. També s'aconsegueixen tubs i llums de neó que tenen altres colors, encara que en realitat tenen dins altres gasos.
  • argó: Aquest gas s'empra en llums incandescents perquè no reacciona amb el filament en altes condicions de temperatura i pressió. En tubs fluorescents genera un color verd-blau. També s'utilitza en el camp industrial per evitar reaccions químiques no desitjades.
  • criptó: S'utilitza juntament amb altres gasos en la creació i elaboració de llums de il·luminació d'aeroports, a causa de la intensitat de les llums vermelles emeses; també pot usar-se en projectors de cinema. L'ús de l'criptó és també útil en la cirurgia de retina amb làser.
  • xenó: L'ús principal de l'Xenó és l'elaboració d'emissors de llum amb característiques bactericides; tubs lluminosos, flaixos fotogràfics, i també en tubs fluorescents amb capacitat d'excitar el làser de robí.
  • radó: Aquest gas es genera per la desintegració radioactiva de l'urani a ràdio. Per això i perquè resulta molt radioactiu posseeix molt poques aplicacions a la vida diària.

per reflexionar 

Tot i que siguin compostos una mica difícils d'aconseguir en estat natural (Excepte, potser per l'heli), i pel fet que generen o es permeten més aviat poques reaccions amb ells, els gasos nobles són compostos importants que podem veure, i fins i tot utilitzar diàriament.

Potser els seus usos estiguin limitats a camps específics, però això no vol dir que siguin de el tot inútils. Des il·luminar les nostres llars en bombetes i llums, passant per mantenir els nostres aliments a l'utilitzar-se en refrigeradors, fins salvar vides quan es fan servir en la medicina, Aquests gasos, naturals o sintètics, no han demostrat encara tot el que poden fer per nosaltres. I és segur que, a mesura que vagin avançant les investigacions, el seu ús serà molt més gran.


Deixa el teu comentari

La seva adreça de correu electrònic no es publicarà. Els camps obligatoris estan marcats amb *

  1. Responsable de les dades: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalitat de les dades: Controlar l'SPAM, gestió de comentaris.
  3. Legitimació: El teu consentiment
  4. Comunicació de les dades: No es comunicaran les dades a tercers excepte per obligació legal.
  5. Emmagatzematge de les dades: Base de dades allotjada en Occentus Networks (UE)
  6. Drets: En qualsevol moment pots limitar, recuperar i esborrar la teva informació.

     ohhana va dir

    Quina és la capacitat per ionitzar?
    i la seva fragilitat