Co jsou to vzácné plyny a k čemu se používají?

Co jsou vzácné plyny? Zásadní informace

Co jsou vzácné plyny? Jsou známé jako plyny ze skupiny helia (pojmenované podle prvku helium), tj. těkavé látky s nízkou molekulovou hmotností. Když se podíváte na atomové modely vzácných plynů, hned si všimnete, že mají velmi jednoduchou, jednoatomovou strukturu a netvoří velké shluky ani molekuly. Vzácné plyny se vyznačují především lehkostí a reaktivitou blízkou nule. Tyto prvky jsou ve vesmíru přítomny v elementárním stavu. Na druhé straně je jich na Zemi relativně malé množství; většinou se vyrábějí v laboratorních podmínkách a ve vyhrazených výrobních závodech. Jak můžeme získat vzácný plyn? Za tímto účelem laboratorní technici používají metodu destilace zkapalněného vzduchu. Jaké vzácné plyny byly objeveny za posledních 200 let? Toto je krátký seznam. Vyhledejte ve webovém vyhledávači „periodickou tabulku“ a podívejte se na poslední – 18. – sloupec. Skupina se skládá ze 6 prvků:

• helium (He),
• neon (Ne),
• argon (Ar),
• krypton (Kr),
• xenon (Xe) a
• radonu (Rn).

Výše uvedené prvky mohou být součástí různých chemických sloučenin, oxidů a kyslíkatých kyselin.

Fyzikální a chemické vlastnosti vzácných plynů

Co byste měli vědět o fyzikálních a chemických vlastnostech vzácných plynů? Látky bezesporu patří k nejcennějším a nejzajímavějším prvkům, které lidé znají. Jak název napovídá, vzácné plyny mají těkavý fyzikální stav a jsou lehčí než vzduch. Jaké vlastnosti mají plyny ze skupiny helia společné? Prvky jsou:

• bez barvy a zápachu,
• lehká váha,
• extrémně těžké zkapalnění (bod kondenzace helia je -268,93 °C!) a
• tají a vaří při nízkých teplotách.

Rozpouštějí se vzácné plyny ve vodě ? Tyto prvky jsou špatně rozpustné ve vodném prostředí. Pozoruhodným problémem je reaktivita plynů ze skupiny helia. Jsou vzácné plyny chemicky aktivní nebo neaktivní? Zajímavé je, že se neúčastní chemických reakcí s jinými prvky (proto jsou chemicky neutrální). Čím je plyn těžší, tím vyšší je jeho schopnost reagovat s jinými molekulami. Proč nejsou vzácné plyny příliš chemicky aktivní? Je to dáno tím, že jejich valenční obal obsahuje celou sadu párových elektronů, což automaticky znemožňuje tvorbu nových párů. Přítomnost plných elektronových obalů také vysvětluje, proč vzácné plyny nemají elektronegativitu. Jsou stabilní a nepřitahují vnější elektrony.

Vzácné plyny a jejich elektronová konfigurace

Elektronová konfigurace je záznamem atomové struktury různých prvků a uspořádání elektronů na jejich obalech. Jaká je struktura plynů skupiny helia? Mají extrémně zjednodušené schéma elektronové konfigurace – nejjednodušší je pro helium: 1s2 (písmeno s znamená atomovou podslupku). Xenon (4d10 5s2 5p6) nebo argon (1s22s22p63s23p6) a další vzácné plyny mají složitější strukturu s několika obaly a různým počtem elektronů.

Hustota vzácných plynů

Co se týče vlastností plynů, nelze přehlédnout jejich hustotu. Helium je vzácný plyn s nejnižší hustotou, která je 0,1785 kg/m³, díky čemuž je přibližně 7krát lehčí než vzduch! Pro srovnání: hustota argonu je 1,635 kg/m³, neonu: 0,824 kg/m³, kryptonu: 3,430 kg/m³, xenonu: 5,396 kg/m³ a radonu: 9,078 kg/m³. Uvedené rozdíly v hustotě jsou poměrně vysoké, což přispívá k široké škále aplikací vzácných plynů.

Barvy vzácných plynů – jak vzácné plyny září?

Na internetu se můžete často setkat s otázkami typu: V jakých barvách září vzácné plyny? Co však potřebujete vědět je, že vzácné plyny samy o sobě nevyzařují žádné barvy. Jsou bezbarvé, ne? Odstín plynu se objevuje v důsledku elektrických impulzů. Následně helium produkuje jasně žluté světlo, neon je oranžový a argon je modrý. Při vystavení elektřině se krypton změní na zelenou, zatímco xenon na modrou, bílou nebo fialovou.

Jsou vzácné plyny hořlavé a vedou elektrický proud?

Jednou z klíčových chemických vlastností vzácných plynů je jejich nehořlavost a nedostatek vodivosti elektrické energie. Těkavé látky jsou tak zcela bezpečné i v zařízeních s vysokým rizikem vznícení a/nebo požáru. Jsou skvělými vodiči tepelné energie; lesknou se, ale nehoří; proto se v našem každodenním životě používají k různým účelům.

Využití vzácných plynů: argon, helium a neon

Prvky hélia, argonu a neonu fascinovaly vědce a investory již od 19. století. Lidstvo neustále sleduje možné aplikace vzácných plynů, které jsme začali ve velkém využívat až ve 20. století. S prvky He, Ar a Ne se setkáváte každý den. Jsou obsaženy v mnoha různých článcích, které používáte – zde je krátká analýza toho, k čemu se vzácné plyny používají:

Hélium

Pravděpodobně si to spojujete s balónky pro děti, které se vznášejí ve vzduchu během farních nebo venkovských jarmarků – máte jistě pravdu, protože helium se prodává jako plyn k plnění balónků. Díky tomu létají barevné balónky tak vysoko. Dále se používá prvek:

• při výrobě dýchacích směsí pro profesionální potápěče,
• při výrobě zemního plynu,
• v chladicích systémech,
• v procesech svařování a
• zajistit vztlak pro zeppeliny a balónové balóny pro cestující.

Jako nejlehčí plyn se helium používá také v laboratořích jako nosič různých látek. Prvek se také používá v průmyslu pro diagnostiku netěsností v instalacích, nádržích atd.

Neon

Když uslyšíte: ‘neon’, můžete v duchu vidět svítící nápis obchodu nebo jasné reklamní nápisy ve městě. Není divu, neon není jen název prvku, je to také elektrická žhavicí trubice (reklamní nebo okrasná), vyrobená z barevných trubic, známá již od počátku 20. století. Co byste měli vědět o aplikacích neonu? Nyní se používá hlavně k výrobě:

• osvětlení (lampy, žárovky),
• fotodiody,
• lasery a
• komponenty pro televizory.

Argon

Plyn Argon byl objeven koncem 19. století. V současnosti se využívá např. při výrobě žárovek, energeticky úsporných oken a polovodičů. S argonem je možné vytvářet ochrannou atmosféru v různých technologických procesech, jako je balení nebo svařování. Je také neocenitelný v laboratořích a chromatografii; je užitečný v procesech oddělování různých látek.

Vzácné plyny – využití xenonu, kryptonu a radonu

Následující prvky ve skupině helia jsou: xenon, krypton a radon. Kde se používají ty vzácné plyny? Využití prvků Xe, Kr a Rn v průmyslu a medicíně je skutečně působivé. Zde je stručný přehled aplikací těchto plynů:

• Xenon se používá při výrobě automobilových xenonových výbojek, fotografických blesků, stroboskopů; v lékařství jako anestetikum a jako adjuvans při překonávání následků hypotermie.
• Krypton se používá hlavně k plnění žárovek pro velké zatížení a je užitečný při výrobě žhavicích trubic a skleněných jednotek (kde působí jako izolant).
• Radon: tento vzácný plyn se většinou používá v radioterapii (léčbě rakoviny).

Vědci a podnikatelé neustále objevují nové vlastnosti a aplikace vzácných plynů. Provádí se výzkum plynů ze skupiny helia, které se ukázaly jako neocenitelné pro lékařství a letectví, automobilový průmysl a dokonce i pro meziplanetární dopravu! Lehké a nereaktivní plyny mají obrovský potenciál a bezesporu jsou jednou z nejslibnějších surovin budoucnosti.

Vzácné plyny: zábavná fakta, fakta a mýty

V době vědeckého rozvoje bychom jako lidstvo rádi věděli vše o vzácných plynech, abychom mohli plně využít jejich vlastností. Plyny ze skupiny helia, které lidé znají teprve asi sto let, stále zůstávají některými z nejzáhadnějších prvků. Jaká zábavná fakta se týkají vzácných plynů? Jaká fakta a mýty byste měli vědět o plynech ze skupiny helia? Podívejte se na následující:

Radon je karcinogenní.

Ve skupině helia je radon nejtěžším plynem a je radioaktivní. Přirozeně se vyskytuje v minerálech, půdě, vodě a horninách, odkud proniká do atmosféry. Prvek se snadno vdechne do lidských plic, protože jeho malé množství je přítomno téměř v každé budově. Podle informací dostupných na stránkách Polské státní hygienické inspekce je přípustná koncentrace radonu v uzavřených prostorách 300 Bq/m3/rok. Kam tedy roste pravděpodobnost, že onemocníte rakovinou plic? Roste v budovách, které jsou špatně větrané, mají netěsné rozvody nebo se nacházejí v geologicky nestabilních oblastech nebo v blízkosti hornin obsahujících uran.

Oganesson je také řazen do skupiny helia.

Oganesson (Og) je jedním z nejnovějších prvků; byla objevena před 20 lety. co o tom víme? Látka byla získána synteticky a má atomové číslo 118. Oficiálně byl prvek zařazen do periodické tabulky až v roce 2016, ale ještě není plně znám a prozkoumán. Vědecká komunita jej prozatímně klasifikuje jako vzácný plyn a transuranový prvek, tedy radioaktivní prvek, jehož atomové číslo přesahuje 92.

Helium – plyn, který mění lidský hlas

Jak to, že několik doušků helia změní váš hlas k nepoznání? Helium způsobuje, že zvuky opouštějí hlasivky rychleji. Když napumpujete tento ušlechtilý plyn do svých plic, začnete mluvit jemným hláskem, který vám připomíná hlas dítěte nebo kreslené postavičky. Samozřejmě bychom si měli pamatovat, že helium může být neškodné, ale pokud ho budete vdechovat do plic příliš dlouho, můžete dostat hypoxii.