18  Ar
Argon 


Voorkomen
Naam
Ontdekking
Bereiding vroeger
Bereiding nu
Toepassingen en toelichting
Verdere toepassingen

 

 

 

VOORKOMEN                                              

3,5.10-4 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit argon; het is het 43e element in rangorde van voorko­men. In de dampkring bedraagt het percentage 0,94.  

Argon treft men ook aan in bronwater dat op grotere diepte is opgesloten.

Ook op andere planeten (o.a. Mars) is argon aange­toond.

NAAM

De naam is, vanwege de inertheid van het gas, afgeleid van het Griekse woord argon, wat 'niet werkzaam' betekent.  

ONTDEKKING

Argon werd in 1894 - ongeveer een eeuw nadat H. Caven­dish het vermoeden van het bestaan van 'restgassen' in lucht had uitgesproken - door Sir W. Ramsay en Lord Rayleigh als eerste edelgas ontdekt in lucht, waaruit zuurstof, stikstof en koolstofdioxide waren verwijderd.

Nadat Ramsay en M. W. Travers ontdekten dat atmosferische stikstof een iets andere dichtheid had dan stikstof bereid uit ammoni­ak, werd verder onderzoek gedaan. Uit atmo­sferische stikstof­ werd de stikstof verwijde­rd met magnesium (bij hogere tempera­tuur, waarbij magnesiumnitride {Mg3N2} ontstond). Er werd een gas aangetoond, dat inert was en de naam argon kreeg. Later bleek dat dit restant van atmosferi­sche stik­stof, het 'ruwe argon', nog meer edel­gassen bevatte. Scheiding van deze gassen vond enige jaren later plaats via de inmiddels ontwikkelde tech­niek van destil­latie van vloeibare lucht. 

Omdat er geen plaats was om het ontdekte argon in het periodiek systeem onder te brengen, stelde Ramsay voor een geheel nieuwe groep aan het periodiek systeem toe te voegen. Hij kreeg onder meer hiervoor de Nobelprijs voor scheikunde in 1904. Lord Rayleigh, die als natuur­kundige betrokken was bij dit werk, kreeg in hetzelfde jaar de Nobelprijs voor na­tuurkunde.

De inertheid van de edelgassen was één van de belang­rijkste feiten die leidden tot de theorie die bindingen tussen atomen en de vorming van ionen verklaarde vanuit een stabiele octetomringing.

BEREIDING VROEGER/NU

Argon wordt bereid door gefractioneerde destillatie van vloeibare lucht. 

TOEPASSINGEN EN TOELICHTING

Gloeilampvulling

Vanwege de zeer geringe warmtecapaciteit en de grote inert­heid is argon - meestal gemengd met 10 - 20 % stikstof - geschikt voor de vulling van gloeilam­pen. Argon gaat de verdamping van de wolfraamdraad tegen. Het warmtegeleidingsvermogen is kleiner dan van stikstof, waardoor bij hogere temperatuur kan worden gewerkt. Hierdoor is het uitgezonden licht witter dan bij gebruik van stikstof.

 

Gasontladingsbuis

Argon wordt bij gebruik in gasontladingsbuizen meestal gemengd met andere edelgassen. De kleuren van het uitge­zonden licht kan men variëren door verschillende gasmengsels te gebruiken, door de kleur van (het glas van) de buis aan te passen of door een andere fluoresce­rende stof op de wand van de buis aan te brengen. (Zie ook 10 - Neon). Het bekendste voorbeeld van een gasontladingsbuis is de TL-buis (Tube Luminescent).

 

Geigerteller

De Geigerteller (voluit Geiger-Müller-telbuis) is een in­stru­ment waarmee men de sterkte van ioniserende straling (radio­actieve- of röntgenstraling) kan meten. De buis bestaat uit een dunwandige metalen cilinder die tevens als kathode dient. In het midden bevindt zich een dunne wolfraamdraad (anode). De buis is gevuld met argon of een mengsel van argon en methaan, onder lage druk. (Soms wordt een ander edelgas gebruikt). Het spannings­ver­schil wordt zo gekozen dat er nog juist geen ontlading optreedt. Als er straling binnen­komt zal er ionisatie plaatsvinden en volgt een ont­lading. Hier­door ontstaat een stroomstoot die op verschil­lende manieren kan worden geregis­treerd, bij­voor­beeld door een meter, een teller of een luidspreker.

ß- en  gamma-straling kunnen door de dunne wand van de teller dringen, voor alfa-stra­ling is een zeer dun venster van ander materiaal (bijv. mica) vereist.

 

Laser

(zie ook 2-Helium).

Argon wordt - veelal samen met neon - toegepast in lasers met groen, blauw of ultraviolet licht. Als er fluor of waterstoffluoride is toegevoegd, wordt er ArF gevormd. Dit gas geeft laserlicht met een golflengte van 193 nm. 

Dergelijke (groene) lasers worden vanwege hun fotothermisch effect gebruikt voor medische toepas­singen zoals oogchirurgie, dotteren (schoonmaken van deels dichtgeslibte bloedvaten) en het verwijderen van tatoea­ges.

 

Beschermgas lassen

Bij het lassen van metalen zoals koper, aluminium, titaan, magnesium, tantaal, wolfraam en (roestvrij) staal wordt argon als bescherm­gas tegen de vorming van oxiden en nitriden gebruikt (de zoge­noemde argonarc-methode). Ook bij de bereiding van deze metalen en bij bewerkin­gen waarbij deze metalen in gesmol­ten toestand komen, wordt argon als beschermgas toegepast.

Als bij deze vorm van lassen een wolfraam-elektrode wordt gebruikt, spreken we van TIG-lassen (Tungsten-Inert-Gas); als het te lassen metaal zelf als elektrode dient, spreekt men van MIG-lassen (Metal-Inert-Gas).

 

Gaschromatografie

Argon wordt in de gaschro­matografie als dragergas ge­bruikt; in dat geval maakt men vrijwel altijd gebruik van de zogenoemde ar­gonde­tectie. Daar­bij wordt argon door versnelde elektro­nen in aangesla­gen toestand gebracht en ioniseert het organische moleculen. Deze detectiemethode is voor een aantal orga­nische stoffen zeer gevoelig. 

Afhankelijk van de detectiemethoden kunnen ook andere gassen worden gebruikt, zoals stikstof, koolstofdioxide, helium en neon. Het gas mag niet reageren, slechts in zeer geringe mate oplossen in de stationaire fase en moet wei­nig longitudi­nale diffusie geven, zodat scherpe pie­ken ontstaan.

VERDERE TOEPASSINGEN

Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element):

controle van gasleidingen (41Ar)

draaggas in de I(nducted) C(oupled) P(lasma)-spectroscopie

ouderdomsbepaling van mineralen (39Ar,40Ar of K/Ar-methode)

productie van zeer zuiver silicium, o.a. voor chips in de halfgeleider­industrie (beschermgas)