تمام دانش آموزانی که دوران تحصیل خود را در رشته علوم تجربی گذرانده‌اند به خوبی با گاز آرگون آشنا هستند و می‌دانند که این گاز مهم تا چه حد در صنایع مختلف اثر دارد از زمانی که خواص این گاز نجیب کشف شد، دانشمندان فهمیدند که به چه جواهر گرانقیمتی برای صنعت دست پیدا کرده‌اند و همین موضوع، سرآغاز استفاده از آن در بخش‌های مختلف و صنایع متفاوت شد. آرگون را می‌توان در طیف وسیعی از مشاغل به کار برد و هربار، این گاز ارزشمند می‌تواند ما را شگفت‌زده کرده و با کاربردهای بی‌نظیر خود مسحورمان کند.
در این مقاله تصمیم گرفته‌ایم که به کاربردهای گاز آرگون اشاره کنیم و بگوییم که چرا یکی از مهمترین گازهای نجیب به حساب می‌آید. می‌دانیم که این موضوع برای تمام علاقه‌مندان به شیمی جذابیت دارد، بنابراین به اسکرول کردن این متن ادامه دهید تا اطلاعات بیشتری به شما بدهیم.
خواص و کاربردهای گاز آرگون
همانطور که گفتیم، گاز آرگون جزو خانواده گازهای نجیب جدول مندلیف است. وقتی از نجابت یک گاز حرف می‌زنیم، منظور این است که با هیچ ماده دیگری واکنش شیمیایی نشان نمی‌دهد و دقیقاً همین ویژگی است که این گازها را برای صنایع مختلف، پرکاربرد می‌کند در ادامه به برخی از این خواص گاز آرگون و کاربردهای آن اشاره کرده‌ایم:
چراغ‌ها و لامپ‌های نئونی
در طیف وسیع کاربردهای گاز آرگون، احتمالاً باید قبل از هر چیزی به ساخت لامپ‌های نئونی اشاره کنیم. هیچ می‌دانستید که اگر الکتریسته از گاز نجیبی مانند آرگون عبور کند، نور یا فوتون تولید شده و ساطع می‌گردد؟ دقیقا همین ویژگی است که باعث کاربرد گاز آرگون در لامپ‌های نئونی می‌شود.
سازندگان لامپ‌های نئونی در کنار گاز آرگون از گازهای دیگری مانند کریپتون و نئون نیز استفاده می‌کنند تا قدرت لامپ را چند برابر نمایند. جالب توجه اینجاست که انرژی الکتریکی که از این گازها عبور می‌کند، الکترون‌های آخرین تراز اتمی آن‌ها را تحریک کرده و سطح انرژی این الکترون‌ها را بالا می‌برد. زمانی که الکترون‌های مزبور به حالت اولیه خود برمی‌گردند، فوتون منتشر می‌کنند. کل ساز و کار لامپ‌های نئونی بر پایه همین خاصیت استوار شده است.
تشخیص سن اشیا و یافته‌های باستانی
عجیب است! گاز آرگون حتی به موضوعی مثل باستان شناسی نیز راه پیدا کرده و برای تخمین سن اشیاء باستانی هم استفاده می‌شود. شاید به همین دلیل است که تا پیش از کشف گاز نجیبی مانند آرگون، تشخیص سن اشیاء تاریخی چندان دقیق و درست نبود اما چگونه این کار انجام می‌شود؟ برای درک دقیق ساز و کار تشخیص سن اشیاء تاریخی باید گریز کوتاهی به جدول تناوبی عناصر و شیمی بزنیم:
برای تشخیص سن اشیاء باید در کنار گاز آرگون از پتاسیم که نوزدهمین عنصر جدول تناوبی است نیز، استفاده شود در جدول مندلیف، پتاسیم 19 و آرگون 18 پروتون دارد اما این موضوع چه ارتباطی با تشخیص سن اشیاء تاریخی دارد؟ زمانی که ذره‌ای پر انرژی از رادیواکتیو که بتا نام دارد با پتاسیم برخورد می‌کند، قادر به تغییر یکی از پروتون‌های آن به نوترون است به این ترتیب، پتاسیم نیز دارای 18 پروتون می‌شود و عملاً اتم آن را به آرگون تغییر می‌دهد.
نکته‌ای که باید بدانید این است که چنین پدیده‌ای در طی قرون و اعصار رخ می‌دهد که بسیار زمان‌بر بوده و برای هر ماده‌ای، ممکن است با سرعت متفاوتی رخ دهد. حال برای تشخیص سن یک شی باستانی، کافیست نسبت آرگون به پتاسیم آن سنجیده شود. مثلا اگر دانشمندان سنگی آتشفشانی را پیدا کنند، می‌توانند سنگ مزبور را با یک نمونه جدید مقایسه کرده و از طریق نسبت آرگون به پتاسیم آن، عمر تقریبی سنگ را به دست آورند به این ترتیب، قرن‌ها و دوران‌ها از طریق آرگون به هم پیوند می‌خورند و هویت واقعی اشیاء را نشان می‌دهند.
آرگون در جوشکاری
یکی دیگر از کاربردهای بسیار جالب توجه و مهم گاز آرگون، استفاده از آن در صنایع جوشکاری است. حتما شما هم روند کاری یک جوشکار را دیده‌اید و احتمالاً حدس زده‌اید که چقدر می‌تواند کار سخت و خطرناکی باشد، اما گاز آرگون می‌تواند تا حد زیادی ایمنی کار را بالا ببرد و از وقوع واکنش‌های غیرمنتظره مانند احتراق در اثر واکنش با اکسیژن جلوگیری کند.
در واقع، آن چیزی که جوشکاری را ایمن و اساساً ممکن می‌سازد، همین گاز آرگون است در کنار این موضوع، گاز آرگون می‌تواند منجر به اصلاح حرارتی شود از آن جایی که آرگون یک گاز بی‌اثر و خنثی است، آن را در فرآیندهای مختلف به جای اکسیژن و نیتروژن قرار می‌دهند تا حرارت را کنترل کنند.
صنعت چاپ سه بعدی
مدت زیادی نیست که چاپ سه بعدی به عرصه آمده و کل صنعت را تغییر داده است اما در همین مدت کوتاه، گاز آرگون نشان داده که چقدر می‌تواند مفید و موثر باشد. برای چاپ سه بعدی، باید مواد اولیه را تا حد خیلی زیادی حرارت داد تا شکل موردنظر را پیدا کنند و سپس این مواد، باید به سرعت خنک شوند. این تغییر سریع دما، ممکن است منجر به آسیب دیدن سوژه شود اما تا زمانی که از گاز آرگون در صنعت چاپ سه بعدی استفاده می‌گردد، مشکلی پیش نخواهد آمد. گاز آرگون از اکسیداسیون و دیگر واکنش‌های ناشی از حرارت جلوگیری می‌کند.
تولید فلزات مختلف
اشتباه نکنید! قرار نیست که از گاز آرگون در تولید یک فلز استفاده شود، بلکه اثر این گاز در فرآیند تولید این فلزات موثر خواهد بود. زمانی که فلزات تولید می‌شوند، ممکن است واکنش‌های زیادی رخ دهد که استفاده از گاز آرگون، این واکنش‌ها را به حداقل می‌رساند.
گاز آرگون در شیشه دوجداره
همین دو دهه پیش بود که برای اولین بار، پنجره‌هایی به عرصه ساختمان سازی پا گذاشتند که از شیشه‌های دوجداره استفاده می‌کردند. سازندگان این شیشه‌ها برای توضیح کاربردهای آن‌ها، بارها و بارها به استفاده از گاز آرگون اشاره داشتند. برای ساخت این شیشه‌ها، دو لایه شیشه را در فاصله‌ای معقول در کنار هم قرار می‌دادند و این فاصله را با خلاء پر می‌کردند. سپس برای اینکه از عرق کردن شیشه و بخارزدگی آن جلوگیری کنند از گاز آرگون بهره می‌بردند.
به این ترتیب پنجره‌ای ساخته می‌شد که از هر لحاظ مقاوم بوده و می‌تواند از هدررفت انرژی جلوگیری کند. علاوه بر این از آنجایی که گاز آرگون بی‌اثر و خنثی است، حتی در صورت شکسته شدن شیشه، خطری جان افراد ساکن ساختمان را تهدید نمی‌کند. شاید باورنکردنی باشد اما واقعیت اینجاست که استفاده از گاز آرگون، حتی صنعت تولید شیشه را ارزان‌تر و به‌صرفه‌تر کرد؛ چرا که این گاز به مقدار زیادی در طبیعت یافت می‌شود و بسیار ارزان است.
کاربرد گاز آرگون در آنالیز دستگاهی
یکی دیگر از کاربرد های گاز آرگون استفاده از آن در آنالیز دستگاهی می باشد حال در اینجا تعدادی از دستگاه های مورد استفاده در آنالیز دستگاهی از جمله دستگاه های GC(کروماتوگراف گازی)، ICP (پلاسمای جفت شده القایی)، AAS (طیف سنجی جذب اتمی)، می بینیم که برای آن‌ها گاز آرگون به عنوان گاز حامل یا گاز خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد.
خطرات گاز آرگون
گاز آرگون هم مانند هر گاز دیگری می‌تواند خطرآفرین باشد و حتی جان انسان را به خطر بندازد. اصلی‌ترین مشکلی که گاز آرگون ایجاد می‌کند، حساسیت چشم‌ها و پوست است. برای همین جوشکارانی که همیشه در معرض گاز آرگون هستند، چشمانی قرمز و حساس دارند و مدام از خشکی پوست خود شکایت می‌کنند.
در کنار این موضوع، نباید از ایجاد حس خفگی نیز به سادگی عبور کرد به هیچ وجه نباید در فضایی بسته قرار بگیرید که پر از گاز آرگون است به این ترتیب، بعد از مدتی احساس خفگی به شما دست خواهد داد و در نهایت، مشکل تنفسی پیدا می‌کنید.
اگر دچار علائم زیر شدید، هرچه سریع‌تر به بیمارستان مراجعه نمایید:
- سرگیجه
- سردرد
- احساس ضعف و لرزش در عضلات
- سرفه
بهترین کار برای فردی که دچار گازگرفتگی آرگون شده، این است که فوراً سطح اکسیژن خون وی را به حد نرمال برسانید و از محل خارج کنید. قرارگیری بیش از حد و طولانی مدت در معرض گاز آرگون می‌تواند منجر به کما و حتی مرگ شود.
در کنار تمام این خطرات، گاز آرگون مایع نیز بسیار خطرناک است که قادر به تولید سرمایی بسیار وحشتناک است. بدن انسان در صورت برخورد با این گاز مایع، دچار آسیب اندام‌های داخلی و مرگ بافت‌ها می‌شود و در نهایت جان خود را از دست خواهد داد.
آیا گاز آرگون سمی است؟
گرچه گاز آرگون خطرات خاص خود را دارد و به هرحال، توصیه نمی‌شود که به طور مداوم در معرض آن قرار بگیرید، اما به هرحال سمّی نیست. واقعیت اینجاست که در هوای موجود، علاوه بر اکسیژن، ممکن است چندین گاز دیگر نیز استنشاق شود اما این موضوع، بدین معنا نیست که دستگاه پیچیده ریوی ما بیکار خواهد ماند تا ما دچار مسمومیت شویم. گاز آرگون موجود در فضا نیز به حدی نیست که دستگاه تنفسی ما از عهده حذف آن برنیاید. البته تمام این موارد به شرطی خواهد بود که مقدار این گاز بیش از اندازه نشود و فرد نیز در محیط بسته قرار نگیرد.
سخن آخر
در نهایت باید بگوییم که کاربردهای گاز آرگون بسیار متنوع هستند و عملآً بدون وجود این گاز، بسیاری از صنایع و مشاغل، دچار اختلال می‌شوند. با رعایت ایمنی می‌توان بهترین بهره‌ها را از گاز آرگون برد و صنایع مختلف را توسعه داد برای این منظور می توانید این گاز را از پارس هوای البرز خریداری کنید.