Kémia | Tanulmányok, esszék » Kadocsa Botond - A nemesgázok

A nemesgázok A nemesgázok a periódusos rendszer VIII-as főcsoportjában található elemek. Ezek a hélium, He (Heliosz, Nap), neon, Ne (neosz - új), argon, Ar (argos - tehetetlen, hatástalan), kripton, Kr (krüptosz - rejtett), xenon, Xe (xenosz - idegen), radon, Rn és az ununoctium (Uuo) amit még nem állítottak elő, de valószínűleg majd ebbe a csoportba tartozik. Sokáig azt hitték róluk, hogy nem képesek kémiai reakciókra. Innen ered a nemesfémekkel párhuzamos nemesgáz elnevezésük. Csak az 1890-es években sikerült kimutatni őket a levegőben. A radont pedig csak a rádium radioaktív bomlásának megfigyelésekor fedezték fel a XX. század elején Tulajdonságaik: • • • • • • • Valamennyi nemesgáz színtelen, szagtalan, íztelen, nem mérgező, igen alacsony hőfokon forró, aránylag nehezen cseppfolyósítható gáz. Normál körülmények között (szobahőmérséklet, légköri nyomás) gáz halmazállapotúak, olvadás és

forráspontjuk nagyon alacsony. Az atomok méretének növekedésével nő a polarizálhatóságuk is, így a csoporton belül „lefelé” haladva, nő az olvadás és forráspont. Vízben alig, szerves oldószerekben jobban, cseppfolyós levegőben jól oldódnak. Egyatomos molekulákat alkotnak, kémiai reakciókban nem vesznek részt. Ez alól kivételt képez a kripton és a xenon, melyeknek laboratóriumi körülmények között előállíthatóak vegyületeik például oxigénnel és fluorral. A molekuláik között fellépő van der Waals-féle erők is igen csekélyek. Szilárd állapotban molekularácsban kristályosodnak. Elektronszerkezetük nemesgáz-szerkezet: minden vegyértékhéjuk 2 telített, vegyérték-elektronszerkezete ns , np sorszáma), héliumnak 1s 2 6 (n: vegyértékhéjuk Előfordulásuk: A természetben elemi állapotban fordulnak elő kizárólag, leginkább a levegőben A levegő 1 térfogat%-a nagyjából a nemesgázok, 1000 dm levegőben 9.3

dm 3 3 argon, 18 cm 3 neon, 5 cm 3 hélium, 1 cm 3 3 kripton, 0.09 cm xenon van. A radon mennyisége nagyságrendekkel kisebb A hélium még ásványok zárványaként és földgázokban is előfordul. A hélium 3 kinyerésére felhasználható ásványok 10 cm héliumot is tartalmazhatnak grammonként. A földgáznak a héliumtartalma ritkán haladja meg a 01 térfogat%-ot de már feltártak olyant is amiben 7 térfogat% volt. A világűrben a hidrogén után a második legsűrűbben előforduló elem a hélium, a harmadik a neon. A hélium a csillagok magfúziós folyamatainak a végterméke. Előállításuk: A héliumot földgázból, a többi nemesgázt levegőből állítják elő. Az ásványokban zárványként előforduló héliumot csak laboratóriumi méretekben nyerik ki mert költséges és komplikált. A földgázból a metánt -205°C –on cseppfolyósítással nyerik, a visszamaradó gáz 98 térfogat%-a is lehet a hélium. A levegő cseppfolyósításakor

a hélium és a neon nem lesznek cseppfolyósak, a nagyobb rendszámú gázok igen. Ezek szétválasztása során a nitrogéndús gázfázisból adszorpciós eljárásokkal a neont, a cseppfolyó oxigénből frakcionált desztillálással az argont, sőt a nagyobb rendszámúakat is el lehet különíteni. A tökéletes szétválasztásra szintén adszorpciós eljárásokat használnak fel. A nemesgázokat az ammóniagyártás melléktermékeként is előállítják. Felhasználásuk: A héliumot léggömbök töltésére használják, mert a 2. legkisebb molekulasúlyú gáz, nagy a felhajtóereje és nem robbanékony mint a hidrogén. A mesterséges levegőben is hélium van (80 térfogat% hélium és 20 térfogat% oxigén). Hűtőfolyadékként is használják például az MRIberendezésben, nukleáris reaktoroknál A neont, az argont, a kriptont és a xenont izzólámpák és fénycsövek töltésére használják. A fénycsövek színe a gázok keverékének arányától függ.

Az argon még hegesztéshez védőgázként is használják, mivel ez a legolcsóbb nemesgáz