Vzácné plyny v atmosféře

Vzácné plyny, někdy také označované jako inertní plyny, netečné plyny nebo jako aerogeny, jsou členy 18. skupiny periodické tabulky. Mezi vzácné plyny patří následující prvky VIII. hlavní podskupiny periodické tabulky: helium, neon, argon, krypton, xenon a radioaktivní radon. Jsou to helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe) a radon (Rn).

Obecné vlastnosti vzácných plynů

Všechny vzácné plyny se vyznačují mimořádnou chemickou netečností, která je způsobena stabilním elektronovým oktetem (s výjimkou helia, které obsahuje elektronový duet 1s²) ve valenční sféře atomu. Vzácné plyny vykazují velké hodnoty ionizační energie a mají zápornou hodnotu elektronové afinity. Proto jsou obtížně zkapalnitelné. Jsou snadno ionizovatelné a dobře vedou elektrický proud. Pro každý vzácný plyn je charakteristická různá barva v elektrickém výboji: helium - žlutá, neon - červená, argon - červená, krypton - zelená, xenon - fialová, radon - bílá.

Sloučeniny inertních plynů v přírodě neexistují. Uměle bylo připraveno několik, většinou nestabilních sloučenin některých vzácných plynů nejčastěji s fluorem, existují také sloučeniny helia se rtutí - helidy. Podle počtu existujících sloučenin je nejreaktivnějším vzácným plynem xenon. Zvláštní skupinu sloučenin netečných plynu představují tzv. klatráty. Nejedná se však o valenční sloučeniny v pravém smyslu slova. V přírodě se vyskytují jako součást vzduchu, helium je obsaženo také v některých druzích zemního plynu. Nejrozšířenějším vzácným plynem v přírodě je argon.

Specifické vlastnosti jednotlivých vzácných plynů

• Helium (He): Helium se řadí mezi vzácné plyny, díky svýnm chemickým vlastnostem. Vzniklo už při velkém třesku. Nepodléhá běžným pravidlům chování. Zatímco xenon a krypton se za extrémních podmínek vázat mohou (např. xenonfluoridy), hélium tvoří jen velmi nestabilní a exotické sloučeniny (např.
• Krypton (Kr): Reaguje s fluorem: např.
• Radon (Rn): Radon je málo prozkoumaný, kvůli své radioaktivitě (rozpadá se na polonium). Teoreticky mohl by tvořit fluoridy (např.

Nedostatek hélia

Odborníci už nějakou dobu bijí na poplach, že docházejí zásoby hélia. Je to vlastně paradox. Podle kosmologů hélium představuje asi 25 % veškeré hmoty ve známém vesmíru a je tak druhým nejhojnějším prvkem, hned po vodíku. Na Zemi je ale hélium velice vzácné. V pozemské atmosféře se vyskytuje jenom v naprosto minimálním množství. Pár procent hélia bývá v zemním plynu a vzácně vyvěrá trhlinami v zemi, například v oblasti Skalistých hor v severní Americe.

Hélium používají hlavně lékaři a vědci. Chladí s ním medicínské přístroje a také třeba Velký hadronový srážeč LHC v CERNu. V NASA používají hélium jako součást raketových paliv, uplatní se i ve vzducholodích. Pokud by se nestalo něco zásadního, tak bychom stávající zásoby hélia vyčerpali někdy mezi lety 2030 a 2040. Nedostatek hélia je přitom natolik zneklidňující, že se už začínalo volat po zákazu plnění pouťových balónků tímto rozverným plynem. Jak se ale zdá, na přísný zákaz pouťových balónků nakonec nedojde.

Čtěte také: Odpad v místě trvalého bydliště

Milovníci balónků mohou vyjádřit své díky vědeckému týmu, který vedl Chris Ballentine z Oxfordské univerzity. Jako první v historii cíleně vystopovali ohromné zásoby hélia. Až doposud jsme přitom zásoby hélia nacházeli jenom náhodně, jako oříšky pro Popelku. Ballentine a spol. objevili veliký rezervoár hélia v Tanzanii pod Velkou příkopovou propadlinou, v okolí mělkého slaného jezera Rukwa. Ballentine a jeho spolupracovníci postupovali podobně jako prospektoři ropných polí. Sledovali stopy v geologii krajiny. Soustředili se přitom na horniny, v nichž může vznikat hélium, na mechanismus uvolňování hélia, a také na geologické struktury, v nichž by se mohlo hromadit velké množství hélia. A povedlo se. Objevené naleziště u jezera Rukwa podle vědců obsahuje 1,53 miliardy kubických metrů hélia. To je dost k naplnění 1,2 milionu zařízení pro magnetickou rezonanci nebo k uspokojení spotřeby hélia na celé planetě po dobu 7 let.

Vědci vyšli z toho, že vulkanická aktivita ve Velké příkopové propadlině ohřívala zdejší horniny natolik, že z nich hélium dostala ven, a zároveň tu jsou podzemní jeskyně, kde se hélium mohlo hromadit. Za pravidelným nedostatkem helia stojí několik důvodů. Jde o vedlejší produkt těžby přírodního plynu, jehož ceny mají výkyvy a tedy i klesají a s nimi i finanční výhodnost výroby helia. Výrobce po celém světě pak v určitých intervalech pronásledují problémy.

Argon a jeho využití

Argon je jedním z nejdůležitějších technických plynů používaných při svařování. Díky svým jedinečným vlastnostem, především inertnosti, chrání svar před nepříznivými vlivy okolního prostředí, jako je oxidace, kontaminace nebo reakce s dusíkem. Argon je chemický prvek s atomovým číslem 18, řadící se mezi vzácné plyny. Je to bezbarvý, bez zápachu a nehořlavý plyn, který nevytváří chemické vazby s ostatními látkami. Ve svařování slouží argon jako ochranný plyn. Během procesu vytváření svaru je kov vystaven vysokým teplotám, což zvyšuje jeho náchylnost k oxidaci a nežádoucím chemickým reakcím s okolním vzduchem. Argon vytváří kolem svaru ochrannou atmosféru, která eliminuje přítomnost kyslíku, dusíku a vlhkosti.

Argon je třetím nejhojnějším plynem v zemské atmosféře, tvoří přibližně 0,93 % jejího objemu. Zdrojem argonu je atmosférický vzduch, který obsahuje směs několika plynů, přičemž dominantní jsou dusík (78 %) a kyslík (21 %). Argon se získává jako vedlejší produkt při průmyslové separaci těchto hlavních složek vzduchu. Proces zahrnuje kryogenní destilaci, při níž se vzduch ochladí na velmi nízké teploty, dokud se jednotlivé složky nezkapalní. Každý plyn má jiný bod varu, což umožňuje jejich oddělení. Po extrakci a čištění je argon skladován a distribuován v tlakových lahvích. Tyto lahve jsou speciálně konstruované tak, aby udržely plyn ve stlačené podobě, což umožňuje efektivní transport i skladování. Dodávky argonu zajišťují specializované firmy, které disponují moderními logistickými systémy pro přepravu technických plynů.

Argon ve svařování

Argon je nepostradatelný při metodách svařování, které vyžadují ochrannou atmosféru.

Čtěte také: Úprava odpadů pro recyklaci

TIG svařování (Tungsten Inert Gas)

TIG svařování využívá argon jako ochranný plyn k ochraně elektrody i svarové lázně. Díky jeho inertnosti nedochází k žádné chemické interakci, což umožňuje dosažení vysoké kvality svaru.

MIG svařování (Metal Inert Gas)

Při MIG svařování je argon často používán jako čistý ochranný plyn nebo ve směsi s jinými plyny, například s oxidem uhličitým.

Argon je nenahraditelným prvkem moderního svařování. Jeho inertnost, nehořlavost a schopnost vytvářet stabilní ochrannou atmosféru zajišťují vysokou kvalitu svarů a usnadňují práci svářečů. Ať už jde o TIG či MIG svařování, argon se stal klíčovým spojencem každého, kdo se zabývá svařovacími technologiemi. Získávání argonu z atmosféry a jeho následné zpracování představují příklad moderního inženýrství, které umožňuje efektivní využití přírodních zdrojů v průmyslu.

Pokud chcete dosáhnout kvalitního a bezpečného svařování s argonem, je zásadní věnovat pozornost správné přípravě materiálů, nastavení svařovacího zařízení a dodržování osvědčených postupů.

Čtěte také: Investice a emise

tags: #vzácné #plyny #v #atmosféře

Oblíbené příspěvky:

• Praktické a hygienické řešení pro kuchyň
• Využití kompostu a ztraceného bednění
• Pozvánka na Oslavu
• Metody recyklace pryže
• Příčiny nemocí želv zelenavých