- E 938
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Eigenschaften Allgemein Name, Symbol, Ordnungszahl Argon, Ar, 18 Serie Edelgase Gruppe, Periode, Block 18, 3, p Aussehen farbloses Gas CAS-Nummer 7440-37-1 Massenanteil an der Erdhülle 4 · 10-4 % Atomar Atommasse 39,948 u Atomradius (berechnet) 71 (71) pm Kovalenter Radius 97 pm Van-der-Waals-Radius 188 pm Elektronenkonfiguration [Ne] 3s2 3p6 Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 8 1. Ionisierungsenergie 1521 kJ/mol 2. Ionisierungsenergie 2666 kJ/mol 3. Ionisierungsenergie 3931 kJ/mol 4. Ionisierungsenergie 5771 kJ/mol 5. Ionisierungsenergie 7238 kJ/mol 6. Ionisierungsenergie 8781 kJ/mol 7. Ionisierungsenergie 11995 kJ/mol 8. Ionisierungsenergie 13842 kJ/mol 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 K (-185,8 °C) Molares Volumen 22,4 · 10-3 m3/mol Verdampfungswärme 6,447 kJ/mol Schmelzwärme 1,188 kJ/mol Schallgeschwindigkeit 318 m/s bei 293,15 K Spezifische Wärmekapazität 520 J/(kg · K) Elektrische Leitfähigkeit 0 A/(V · m) Wärmeleitfähigkeit 0,01772 W/(m · K) Chemisch Oxidationszustände 0 Oxide (Basizität) Normalpotential Elektronegativität 3,2 (Durchschnitt [1][2], nicht bestimmt (Pauling-Skala) Isotope Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 34Ar 844,5 ms ε 6,061 34Cl 35Ar 1,775 s ε 5,965 35Cl 36Ar 0,336 %
Stabil 37Ar 35,04 d ε 0,813 37Cl 38Ar 0,063 %
Stabil 39Ar 269 a β- 0,565 39K 40Ar 99,6 %
Stabil 41Ar 109,34 min β- 2,492 41K 42Ar 32,9 a β- 0,600 42K 43Ar 5,37 min β- 4,620 43K 44Ar 11,87 min β- 3,550 44K NMR-Eigenschaften Sicherheitshinweise Gefahrstoffkennzeichnung [3] keine Gefahrensymbole R- und S-Sätze R: keine R-Sätze S: keine S-Sätze Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.Das Argon (altgriechisch ἀργόν „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.
Inhaltsverzeichnis
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. Bis 1957 war für Argon statt Ar lediglich der Buchstabe A als chemisches Symbol geläufig.[4]
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.
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.
Leuchtröhre, gefüllt mit Hg haltigem ArgonAls 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 [5].
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 und 35,04 Tagen.
Verwendung
Argonflaschen einer Feuerlöschanlage eines wasserempfindlichen Serverraums.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 manchmal 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. Kompaktleuchtstofflampen nutzen meistens Argon zusammen mit geringen Mengen Quecksilber zur Lichterzeugung durch Gasentladung.[6]
Zur Altersbestimmung macht man sich bei der Argonmethode, auch Kalium-Argon-Methode genannt, zu Nutze, dass das gewöhnlich feste Element Kalium 40K mit einer Halbwertszeit von 1,3 Milliarden Jahren u. a. 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 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.
Argon findet Verwendung in der Konservierung historischer Gemälde und Dokumente. Diese werden dazu in einem mit Argon befüllten Glasraum eingeschlossen, um weitere zersetzende chemische Reaktionen an Papier, Tinte oder Farbe zu verhindern. Ein Beispiel dieser Technik ist die 10 Millionen US-Dollar teure Konservierung der aus dem Jahre 1507 stammenden America-Karte von Martin Waldseemüller.[7]
In der Lebensmittelindustrie wird es als Treibgas oder Packgas verwendet und ist als Lebensmittelzusatzstoff E 938 zugelassen.[8]
Einzelnachweise
- ↑ L. C. Allen, J. E. Huheey: The definition of electronegativity and the chemistry of the noble gases. In: Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 42, 1980, S. 1523-1524 (doi:10.1016/0022-1902(80)80132-1).
- ↑ T. L. Meek: Electronegativities of the Noble Gases. In: Journal of chemical education. 72, Nr. 1, 1995, S. 17-18.
- ↑ Eintrag zu Argon in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 27.4.2008 (JavaScript erforderlich)
- ↑ Norman E. Holden: History of the Origin of the Chemical Elements and Their Discoverers, National Nuclear Data Center, 2001: [1]
- ↑ Römpps Chemielexikon achte Auflage 1988
- ↑ Unterschied zwischen Glühlampe und Energiesparlampe
- ↑ Preserving America’s Birth Certificate Engineers’ Case Protects America’s Birth Certificate. In: Science Daily, 1. Juli 2008.
- ↑ ZZulV: Anlage 3 (zu § 5 Abs. 1 und § 7) Allgemein zugelassene Zusatzstoffe
Weblinks
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