Argon
| Eigenschaften | |||||||||||||||||||||
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Argon, Ar, 18 | ||||||||||||||||||||
| Elementkategorie | |||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 18, 3, p | ||||||||||||||||||||
| Aussehen | farbloses Gas | ||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 4 · 10-4 | ||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||
| Atommasse | 39,948 u | ||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | - (147) pm | ||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 97 pm | ||||||||||||||||||||
| Van-der-Waals-Radius | 188 pm | ||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Ne] 3s2 3p6 | ||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 1521 | ||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 2666 | ||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 3931 | ||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 5771 | ||||||||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 7238 | ||||||||||||||||||||
| 6. Ionisierungsenergie | 8781 | ||||||||||||||||||||
| 7. Ionisierungsenergie | 11995 | ||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | gasförmig | ||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | kubisch flächenzentriert | ||||||||||||||||||||
| Dichte | 1,784 kg · m−3 bei 273 K | ||||||||||||||||||||
| Magnetismus | diamagnetisch | ||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 83,8 K (-189,3 °C) | ||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 87,3 (-185,8 °C) | ||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 22,4 · 10-3 m3·mol−1 | ||||||||||||||||||||
| Verdampfungsenthalpie | 6,447 | ||||||||||||||||||||
| Schmelzenthalpie | 1,188 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 318 m·s−1 bei 293,15 K | ||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 520 J·kg−1·K−1 | ||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 0 S·m−1 | ||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 0,01772 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||
| Chemisch | |||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | 0 | ||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 3,2 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||
| Isotope | |||||||||||||||||||||
| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | |||||||||||||||||||||
| NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||
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| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||||
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| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||||||||||||||||
Das Argon (altgriechisch Vorlage:Polytonisch „das träge Element“; wegen seiner chemischen Reaktionsträgheit) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ar und der Ordnungszahl 18. Das farb- und geruchlose inerte einatomige Gas ist das häufigste Edelgas in der Erdatmosphäre.
Geschichte
Entdeckt wurde Argon von Lord Rayleigh und Sir William Ramsay im Jahre 1894. Der Entdeckung ging die Vermutung der Existenz dieses Elements durch Henry Cavendish im Jahre 1785 voraus.
Vorkommen
Argon ist mit 0,933 Volumenprozent das am häufigsten in der Atmosphäre vorkommende Edelgas. Es wird bei der fraktionierten Destillation flüssiger Luft (siehe Luftverflüssigung) gewonnen.
Ebenfalls fällt Argon als Nebenprodukt bei der Ammoniak-Synthese (siehe Haber-Bosch-Verfahren) an, da es sich mit bis zu ca. 10 % im Gasgemisch anreichert.
Eigenschaften
Die Löslichkeit von Argon in Wasser ist etwas höher als diejenige von Sauerstoff. Bei 25 °C beträgt sie 56 mg/l. In Metallschmelzen ist Argon unlöslich. In Gasentladungsröhren leuchtet es je nach dem inneren Gasdruck violett, blau oder himmelblau.
Als Edelgas mit einer abgeschlossenen Valenzschale reagiert Argon fast nie mit anderen Elementen. Erst im Sommer des Jahres 2000 konnten Chemiker Argonverbindungen unter ganz besonderen Bedingungen herstellen. Einem Team unter der Leitung des finnischen Chemikers Markku Räsänen (Universität Helsinki) war es gelungen, das instabile Molekül Argonfluorohydrid (HArF) in geringen Mengen in einer Argonmatrix zu synthetisieren: hierbei wurde gefrorenes Argon, dem noch eine kleine Menge Fluorwasserstoff beigegeben wurde, mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt.
Mit Wasser kann Argon Klathrate (Einlagerungsverbindungen von Argon in Eis) bilden.
Kritische Daten: Temperatur - 122,5 °C (150,7 K), Druck 48,96 bar, Dichte 0,536 g/cm3 [2].
Isotope
Argon hat 17 Isotope mit Massezahlen von 30 bis 47. Davon sind drei (36Ar, 38Ar und 40Ar) stabil und zwei haben relativ lange Halbwertszeiten. Argon 42Ar hat 32,9- und Argon 39Ar 269 Jahre Halbwertszeit. Die restlichen Isotope haben Halbwertszeiten zwischen 20 Nanosekunden bis 35,04 Tagen.
Verwendung
Der größte Teil der Weltproduktion wird als Inertgas beim Schweißen verwendet. Bei der Wolframverarbeitung dient es als Schutzgasatmosphäre, da Wolfram schon bei geringen Mengen Sauerstoff versprödet. Argon wird als Inertgas ebenfalls in automatischen Feuerlöschanlagen genutzt. Argon wird wegen seiner geringeren Wärmeleitfähigkeit als Luft auch als wärmeisolierendes Füllgas in Isolierglasscheiben und Trockentauchanzügen eingesetzt. Argon wird außerdem zusammen mit Stickstoff als relativ schlecht wärmeleitendes reaktionsträges Schutzgas in Glühlampen verwendet. Durch den Einsatz von Argon kann weniger Metall des Glühfadens verdampfen als in einer evakuierten Lampe, wodurch sich die Lebensdauer der Glühlampe erhöht und die Temperatur des Glühfadens auf etwa 2500 °C gesteigert werden kann, um die Lichtausbeute zu erhöhen.
Zur Altersbestimmung macht man sich bei der Argonmethode oder auch Kalium-Argon-Methode zu Nutze, dass das gewöhnlich feste Element Kalium 40K mit einer Halbwertszeit von 1,3 Milliarden Jahren zum gasförmigen 40Ar zerfällt, welches aus einer Schmelze, nicht aber aus einem Festkörper entweichen kann. In der Archäometrie und in der Geologie wird damit die Erstarrungszeit vulkanischer Materialien datiert.
In der chemischen Analytik wird Argon als Träger- und Plasma-Gas bei der ICP-OES (Inductively Coupled Plasma) verwendet. Argon wird des weiteren in Argon-Ionen-Lasern und Argon-Krypton-Lasern (Mischgaslaser) eingesetzt. Es ist auch in Argonlasern in der Augenheilkunde im Einsatz.
Weiterhin wird Argon in der Beschichtungstechnik (Sputtern/Bedampfen) als Trägergas eingesetzt, wobei es keine Reaktionen mit dem Targetmaterial eingeht.
Bei der Stahlherstellung wird Argon ebenfalls benutzt. Das Gas dient aufgrund seiner Reaktionsträgheit als Durchmischungsgas der Schmelze im Konverter.
Quellen
- ↑ Sicherheitsdatenblatt Argon(verdichtet)
- ↑ Römpps Chemielexikon achte Auflage 1988
