Wat zijn edelgassen en waarvoor worden ze gebruikt?

Wat zijn edelgassen? Cruciale informatie

Wat zijn edelgassen? Ze staan bekend als gassen uit de heliumgroep (genoemd naar het element helium), dat wil zeggen vluchtige stoffen met een laag molecuulgewicht. Als je naar atomaire modellen van edelgassen kijkt, zul je meteen merken dat ze een heel eenvoudige structuur met één atoom hebben en geen grote clusters of moleculen vormen. Edelgassen onderscheiden zich in de eerste plaats door lichtheid en reactiviteit die bijna nul is. Deze elementen zijn aanwezig in een elementaire staat in het universum. Aan de andere kant zijn er relatief kleine hoeveelheden van aanwezig op aarde; ze worden meestal geproduceerd onder laboratoriumomstandigheden en in speciale productie-installaties. Hoe kunnen we een edelgas verkrijgen? Hiervoor gebruiken laboranten de methode van destillatie van vloeibare lucht. Welke edelgassen zijn er de afgelopen 200 jaar ontdekt? Dit is een korte lijst. Zoek naar ‘periodiek systeem’ in een webzoekmachine en bekijk de laatste – 18e – kolom. De groep bestaat uit 6 elementen:

• helium (hij),
• neon (Ne),
• argon (Ar),
• krypton (Kr),
• xenon (Xe) en
• radon (Rn).

De bovengenoemde elementen kunnen deel uitmaken van verschillende chemische verbindingen, oxiden en oxyzuren.

De fysische en chemische eigenschappen van edelgassen

Wat moet u weten over de fysische en chemische eigenschappen van edelgassen? Ongetwijfeld behoren de stoffen tot de meest gewaardeerde en intrigerende elementen die mensen kennen. Zoals de naam al doet vermoeden, hebben edelgassen een vluchtige fysieke toestand en zijn ze lichter dan lucht. Welke kenmerken hebben gassen uit de heliumgroep gemeen? De elementen zijn:

• geur- en kleurloos,
• lichtgewicht,
• extreem moeilijk vloeibaar te maken (het condensatiepunt van helium is -268,93°C!) en
• ze smelten en koken bij lage temperaturen.

Lossen edelgassen op in water ? Deze elementen zijn slecht oplosbaar in een waterige omgeving. Een opmerkelijk probleem is de reactiviteit van gassen uit de heliumgroep. Zijn edelgassen chemisch actief of inactief? Interessant is dat ze niet deelnemen aan chemische reacties met andere elementen (vandaar dat ze chemisch neutraal zijn). Hoe zwaarder een gas is, hoe groter het vermogen om te reageren met andere moleculen. Waarom zijn edelgassen niet erg chemisch actief? Dit komt door het feit dat hun valentieschil een volledige set gepaarde elektronen bevat, waardoor het automatisch onmogelijk wordt om nieuwe paren te vormen. De aanwezigheid van volledige elektronenschillen verklaart ook waarom edelgassen geen elektronegativiteit hebben. Ze zijn stabiel en trekken geen externe elektronen aan.

Edelgassen en hun elektronenconfiguratie

De elektronenconfiguratie is het verslag van de atomaire structuur van verschillende elementen en de rangschikking van elektronen op hun schillen. Wat is de structuur van gassen uit de heliumgroep? Ze hebben een extreem vereenvoudigd diagram van de elektronenconfiguratie – de eenvoudigste is voor helium: 1s2 (letter s staat voor een atomaire subschil). Xenon (4d10 5s2 5p6) of argon (1s22s22p63s23p6) en de andere edelgassen hebben een complexere structuur met meerdere schillen en variërende aantallen elektronen.

De dichtheid van edelgassen

Wat de eigenschappen van gassen betreft, kunnen we hun dichtheid niet over het hoofd zien. Helium is een edelgas met de laagste dichtheid, namelijk 0,1785 kg/m³, waardoor het ongeveer 7 keer lichter is dan lucht! Ter vergelijking: de dichtheid van argon is 1.635 kg/m³, van neon: 0.824 kg/m³, van krypton: 3.430 kg/m³, van xenon: 5.396 kg/m³ en van radon: 9.078 kg/m³. De gespecificeerde verschillen in dichtheid zijn vrij groot, wat bijdraagt aan een grote verscheidenheid aan toepassingen van edelgassen.

Kleuren van edelgassen – hoe gloeien edelgassen?

Op internet kom je regelmatig vragen tegen als: In welke kleuren gloeien edelgassen? Wat u echter moet weten, is dat edelgassen zelf geen kleuren afgeven. Ze zijn kleurloos, nietwaar? De schaduw van een gas verschijnt als gevolg van elektrische pulsen. Vervolgens geeft helium een helder geel licht, neon is oranje en argon is blauw. Bij blootstelling aan elektriciteit wordt krypton groen, terwijl xenon blauw, wit of violet wordt.

Zijn edelgassen ontvlambaar en geleiden ze elektrische stroom?

Een van de belangrijkste chemische eigenschappen van edelgassen is hun onbrandbaarheid en gebrek aan geleidbaarheid van elektrische energie. De vluchtige stoffen zijn dus volkomen veilig, zelfs in dergelijke installaties met een hoog risico op ontsteking en/of brand. Ze zijn geweldige geleiders van thermische energie; ze schijnen maar branden niet; daarom worden ze in ons dagelijks leven voor verschillende doeleinden gebruikt.

Het gebruik van edelgassen: argon, helium en neon

De elementen helium, argon en neon fascineren wetenschappers en investeerders al sinds de 19e eeuw. De mensheid is voortdurend op zoek naar mogelijke toepassingen van edelgassen die we pas in de 20e eeuw op grote schaal zijn gaan gebruiken. De elementen Hij, Ar en Ne kom je dagelijks tegen. Ze zijn opgenomen in veel verschillende artikelen die u gebruikt – hier is een korte analyse van waar edelgassen voor worden gebruikt:

Helium

Je associeert het waarschijnlijk met ballonnen voor kinderen die in de lucht zweven tijdens parochie- of plattelandsfeesten – je hebt zeker gelijk, want helium wordt verkocht als een gas voor het vullen van ballonnen. Het laat de kleurrijke ballonnen zo hoog opvliegen. Het element wordt ook gebruikt:

• bij de productie van ademmengsels voor professionele duikers,
• bij de productie van aardgas,
• in koelsystemen,
• in lasprocessen en
• om zeppelins en passagierszeppelins te voorzien van een lift.

Als het lichtste gas wordt helium ook in laboratoria gebruikt als drager voor verschillende stoffen. Het element wordt ook in de industrie gebruikt voor het diagnosticeren van lekkages in installaties, tanks, etc.

Neon

Als je ‘neon’ hoort, zie je in je geestesoog een lichtgevend winkelbord of felle reclameborden in de stad. Geen wonder, neon is niet alleen de naam van een element, het is ook een elektrische gloeibuis (een reclame- of sierbuis), gemaakt van kleurrijke buizen, die al sinds het begin van de 20e eeuw bekend is. Wat moet je weten over de toepassingen van neon? Het wordt nu voornamelijk gebruikt om te produceren:

• verlichting (lampen, gloeilampen),
• fotodiodes,
• lasers en
• componenten voor tv-toestellen.

Argon

Aan het einde van de 19e eeuw werd argongas ontdekt. Momenteel wordt het onder meer gebruikt bij de productie van gloeilampen, energiezuinige ramen en halfgeleiders. Met argon is het mogelijk om een beschermende atmosfeer te genereren in verschillende technologische processen zoals verpakken of lassen. Het is ook van onschatbare waarde in laboratoria en chromatografie; het is nuttig bij het scheiden van verschillende stoffen.

Edelgassen – het gebruik van xenon, krypton en radon

De volgende elementen in de heliumgroep zijn: xenon, krypton en radon. Waar worden die edelgassen gebruikt? Het gebruik van de elementen Xe, Kr en Rn in de industrie en de geneeskunde is werkelijk indrukwekkend. Hier volgt een kort overzicht van de toepassingen van die gassen:

• Xenon wordt gebruikt bij de productie van xenonlampen voor auto’s, fotoflitsers, stroboscopen; in de geneeskunde als anestheticum en als adjuvans bij het overwinnen van de effecten van onderkoeling.
• Krypton wordt voornamelijk gebruikt om gloeilampen voor zwaar gebruik te vullen en is nuttig bij de productie van gloeibuizen en glaseenheden (waar het als isolator fungeert).
• Radon: dit edelgas wordt vooral gebruikt bij radiotherapie (behandeling van kanker).

Wetenschappers en zakenmensen blijven nieuwe eigenschappen en toepassingen van edelgassen ontdekken. Er wordt onderzoek gedaan naar gassen uit de heliumgroep, die van onschatbare waarde blijken te zijn voor de geneeskunde en luchtvaart, de auto-industrie en zelfs voor interplanetair transport! Lichte en niet-reactieve gassen hebben een enorm potentieel en zijn ongetwijfeld een van de meest veelbelovende grondstoffen van de toekomst.

Edelgassen: leuke weetjes, weetjes en mythes

In het tijdperk van wetenschappelijke ontwikkeling willen wij als mensheid alles weten over edelgassen, zodat we hun eigenschappen ten volle kunnen benutten. De gassen van de heliumgroep die mensen pas ongeveer honderd jaar kennen, zijn nog steeds enkele van de meest mysterieuze elementen. Welke leuke weetjes hebben te maken met edelgassen? Welke feiten en mythen moet u weten over gassen uit de heliumgroep? Bekijk het volgende:

Radon is kankerverwekkend.

In de heliumgroep is radon het zwaarste gas en het is radioactief. Het is van nature aanwezig in mineralen, bodem, water en rotsen van waaruit het de atmosfeer binnendringt. Het element wordt gemakkelijk ingeademd in de menselijke longen, omdat de kleine hoeveelheden in bijna elk gebouw aanwezig zijn. Volgens informatie die beschikbaar is op de website van de Poolse staatsinspectie voor sanitaire voorzieningen, is de toelaatbare concentratie van radon binnenshuis 300 Bq/m3/jaar. Dus waar groeit de kans op het krijgen van longkanker? Het groeit in slecht geventileerde gebouwen, lekkende leidingen of in geologisch onstabiele gebieden of in de buurt van uraniumhoudende rotsen.

Oganesson is ook ingedeeld in de heliumgroep.

Oganesson (Og) is een van de nieuwste elementen; het werd 20 jaar geleden ontdekt. Wat weten we ervan? De stof is synthetisch verkregen en heeft atoomnummer 118. Officieel werd het element pas in 2016 in het periodiek systeem opgenomen, maar het is nog niet volledig bekend en bestudeerd. De wetenschappelijke gemeenschap classificeert het voorlopig als een edelgas en transuranisch element, dwz een radioactief element waarvan het atoomnummer groter is dan 92.

Helium – het gas dat de menselijke stem verandert

Hoe komt het dat verschillende slokken helium je stem onherkenbaar veranderen? Helium zorgt ervoor dat geluiden de stembanden sneller verlaten. Terwijl je dit edelgas in je longen pompt, begin je te praten met een piepklein stemmetje dat doet denken aan de stem van een baby of aan stripfiguren. Het is duidelijk dat we moeten onthouden dat helium onschadelijk kan zijn, maar als u het te lang in uw longen inhaleert, kunt u hypoxie krijgen.