Argon

Argon
; 18	Ar
Aspetto
	Aspetto dell'elementoGas incolore, emissioni lilla-violacee
	Linea spettrale; Linea spettrale dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	argon, Ar, 18
Serie	gas nobili
Gruppo, periodo, blocco	8 (VIIIA), 3, p
Densità	1,784 kg/m³ a 273,15 K
Configurazione elettronica	Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	1S0
Proprietà atomiche
Peso atomico	39,948 u
Raggio atomico (calc.)	71 pm (calcolato)
Raggio covalente	97 pm
Raggio di van der Waals	188 pm
Configurazione elettronica	[Ne]3s23p6
e− per livello energetico	2, 8, 8
Stati di ossidazione	0, +2 (in casi rari)
Struttura cristallina	cubica a facce centrate
Proprietà fisiche
Stato della materia	gas (non magnetico)
Punto di fusione	83,8 K (−189,3 °C)
Punto di ebollizione	87,3 K (−185,8 °C)
Volume molare	22,56×10−6 m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	6,447 kJ/mol
Calore di fusione	1,188 kJ/mol
Velocità del suono	319 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS	7440-37-1
Calore specifico	520 J/(kg·K)
Conducibilità termica	0,01772 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	1 520,6 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	2 665,8 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	3 931 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	5 771 kJ/mol
Energia di quinta ionizzazione	7 238 kJ/mol
Energia di sesta ionizzazione	8 781 kJ/mol
Energia di settima ionizzazione	11 995 kJ/mol
Energia di ottava ionizzazione	13 842 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso: isotopo; NA: abbondanza in natura; TD: tempo di dimezzamento; DM: modalità di decadimento; DE: energia di decadimento in MeV; DP: prodotto del decadimento

L'argon o argo, dal greco ἀργόν (da α- εργόν), argón (“non attivo”, “ozioso”, “pigro”),^[1] è l'elemento chimico della tavola periodica che ha come simbolo Ar e come numero atomico 18. È un gas nobile, il terzo elemento nel gruppo 18^[2] della tavola periodica (tra Ne e Kr) e l'ultimo del terzo periodo. Costituisce circa lo 0,95% del volume dell'atmosfera terrestre e in essa è il terzo elemento per abbondanza.^[3] È usato come gas inerte di riempimento in lampade ad incandescenza e, insieme ad altri gas nobili, come mezzo di plasma in lampade fluorescenti e in altri tubi a scarica. Il suo isotopo principale è il ⁴⁰Ar, che proviene dal decadimento beta del potassio-40.

Caratteristiche

L'argon è un elemento chimico estremamente stabile, inodore e insapore. È due volte e mezzo più solubile in acqua dell'azoto, che ha circa la stessa solubilità dell'ossigeno.

Nel 2002 è stato scoperto che l'argon, apparentemente inerte, come il kripton e lo xenon può formare un composto chimico con l'uranio.^[4] La sintesi dell'idrofluoruro di argon (HArF) è stata compiuta da ricercatori dell'università di Helsinki nel 2000. È stato descritto anche un altro composto a base di fluoro, altamente instabile, ma la notizia non è stata ancora confermata.

Sebbene allo stato attuale non siano documentati altri composti dell'argon, questo elemento può formare clatrati con l'acqua quando i suoi atomi sono intrappolati in una matrice di molecole d'acqua. Previsioni teoriche e simulazioni al calcolatore hanno trovato alcuni composti di argon che dovrebbero essere stabili, ma non sono ancora note procedure di sintesi per ottenerli.

Applicazioni

L'argon è usato nell'illuminotecnica perché non reagisce con il filamento incandescente delle lampadine, nemmeno ad alte temperature quando l'azoto biatomico diventa instabile. Altri usi:

come scudo di gas inerte in molte forme di saldatura, per metalli come il tungsteno e il titanio;
come copertura inerte nella fabbricazione di titanio e altri elementi molto reattivi;
come agente rimescolante (stirring) in siviera durante la fabbricazione dell'acciaio;
come atmosfera protettiva nella crescita di cristalli di silicio e germanio;
l'argon-39 è usato per molti scopi, soprattutto nell'analisi di carote di ghiaccio. Viene anche usato per datare falde acquifere;
procedure di criochirurgia come la crioablazione usano argon liquido per distruggere cellule cancerose;
in chirurgia si usa il bisturi ad argon per la dissezione/coagulazione del sangue (esempio: parenchima epatico)
i sommozzatori lo usano per gonfiare le mute stagne per la sua proprietà termoisolante;
viene immesso all'interno del vetro camera in sostituzione dell'aria per ridurre la trasmittanza termica;
per la misurazione delle oscillazioni dei neutrini provenienti dal CERN di Ginevra, nei laboratori nazionali del Gran Sasso;
per estinguere incendi.

Storia

Nel 1785 Henry Cavendish sospettò la presenza dell'argon (dal greco argos, "inerte") come costituente dell'aria, ma non fu capace di dimostrarne l'esistenza: la scoperta si deve perciò a Lord Rayleigh e Sir William Ramsay che nel 1894 lo isolarono per distillazione dall'aria liquida. Fino al 1957 il suo simbolo fu rappresentato dalla sola lettera A.

Disponibilità

L'argon viene isolato per distillazione frazionata dell'aria liquida. L'atmosfera terrestre ne contiene lo 0,94% in volume che corrisponde all'1,285% in peso. Per confronto l'atmosfera di Marte contiene l'1,6% di Ar-40 e 5 ppm di Ar-36.

Nei processi criogenici di raffreddamento dell'aria per la produzione di gas liquidi, tra cui azoto, ossigeno e idrogeno, l'aria può essere sottoposta ad una distillazione frazionata che sfrutta i differenti punti di ebollizione di ciascun componente; il punto di ebollizione dell'argon è intermedio tra quello dell'azoto e dell'ossigeno.

Composti

Fino al 1962 si riteneva che l'argon e gli altri gas nobili fossero chimicamente inerti ed incapaci di formare composti; nonostante la loro elevata inerzia, è stato però possibile forzarli a legarsi ad altri atomi. I primi composti di argon sono stati sintetizzati da alcuni ricercatori dell'Università di Helsinki per irraggiamento ultravioletto di argon congelato contenente acido fluoridrico ottenendo fluoroidruro di argon, HArF.

Isotopi

I principali isotopi dell'argon che si trovano sulla Terra sono ⁴⁰Ar, ³⁶Ar e ³⁸Ar. Il ⁴⁰K che esiste in natura decade in ⁴⁰Ar, stabile, con un'emivita di 1,25×10⁹ anni attraverso una cattura elettronica ed una emissione di positroni. ⁴⁰Ar è usato per datare le rocce.

Nell'atmosfera terrestre ³⁹Ar viene prodotto per azione dei raggi cosmici. A livello della superficie viene invece prodotto per cattura neutronica dal ³⁹K o per emissione di una particella alfa dal ⁴¹Ca. L'argon-37 si crea dal decadimento del calcio-40 come risultato di esplosioni nucleari sotterranee; la sua emivita è di 35 giorni.

Pericoli per la salute

L'argon di base non è tossico per l'organismo, tuttavia concentrazioni molto elevate danno luogo a una sintomatologia asfittica poiché non soddisfa la richiesta di ossigeno della respirazione. A causa del suo peso specifico l'argon tende a ristagnare negli ambienti, perciò lo stoccaggio di grandi quantità di argon in locali piccoli e chiusi è pericoloso nel caso di perdite.

Note

^ DIZIONARIO GRECO ANTICO - Greco antico - Italiano, su www.grecoantico.com. URL consultato il 5 agosto 2023.
^ Detto "Gruppo 0" nella vecchia denominazione.
^ Earth Fact Sheet, su nssdc.gsfc.nasa.gov. URL consultato il 5 agosto 2023.
^ (EN) Chemists Make First-Ever Compounds Of Noble Gases And Uranium, su sciencedaily.com, ScienceDaily.

Bibliografia

Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998 (archiviato dall'url originale il 22 ottobre 2010).

Altri progetti

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Collegamenti esterni

àrgon, su Vocabolario Treccani, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
(EN) Argon, su periodic.lanl.gov, Los Alamos National Laboratory. URL consultato il 27 dicembre 2004 (archiviato dall'url originale il 29 settembre 2006).
(EN) Argon, su WebElements.com.
(EN) Argon, su EnvironmentalChemistry.com.
(EN) Applicazioni subacquee: Perché l'argon?, su decompression.org.

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[1] DIZIONARIO GRECO ANTICO - Greco antico - Italiano, su www.grecoantico.com. URL consultato il 5 agosto 2023.

[2] Detto "Gruppo 0" nella vecchia denominazione.

[3] Earth Fact Sheet, su nssdc.gsfc.nasa.gov. URL consultato il 5 agosto 2023.

[4] (EN) Chemists Make First-Ever Compounds Of Noble Gases And Uranium, su sciencedaily.com, ScienceDaily.

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