Argon

Ciri-ciri

Argon memiliki keterlarutan dalam air yang lebih kurang sama dengan oksigen dan adalah 2.5 kali ganda lebih larut di dalam air berbanding nitrogen. Argon tidak mempunyai warna dan bau, dan tidak beracun dalam bentuk pepejal, cecair atau gas. Argon bersifat lengai secara kimia dalam kebanyakan keadaan dan tidak membentuk sebarang sebatian stabil yang disahkan dalam suhu bilik.
Walaupun argon adalah gas adi, ia mempunyai kemampuan untuk membentuk beberapa sebatian. Penghasilan argon fluorohidrida (HArF), satu sebatian argon yang agak stabil dengan hidrogen dan fluorin, telah dilaporkan oleh para pengkaji di Universiti Helsinki pada tahun 2000. Walaupun sebatian kimia argon yang neutral dan berkeadaan asas buat masa sekarang hanya terhad kepada HArF, argon boleh membentuk klatrat dengan air apabila atom-atom argon terperangkap di dalam kekisi molekul air. Ion-ion dan kompleks keadaan teruja yang mengandungi argon seperti ArH⁺ dan ArF diketahui kewujudannya. Pengiraan telah meramalkan beberapa sebatian argon yang sepatutnya stabil secara teori, tetapi belum ada percubaan untuk mensintesis bahan ini telah dilakukan.

Sejarah

Argon (αργος, Bahasa Yunani untuk "tidak aktif", yang merujuk kepada ketidakaktifan kimianya) telah diramalkan kewujudannya dalam udara oleh Henry Cavendish pada 1785, tetapi tidak pernah diasingkan sehinggalah tahun 1894 oleh Lord Rayleigh dan William Ramsay di Scotland di dalam satu ujikaji di mana mereka mengasingkan kesemua oksigen, karbon dioksida, air dan nitrogen daripada satu sampel udara bersih. Mereka telah menentukan bahawa nitrogen yang dihasilkan daripada sebatian-sebatian kimia adalah setengah peratus lebih ringan daripada nitrogen di atmosfera. Perbezaan ini kelihatan seperti tidak penting, tetapi ia cukup penting untuk menarik perhatian mereka untuk beberapa bulan. Mereka menyimpulkan yang ada satu lagi gas di dalam udara yang bercampur dengan nitrogen. Argon juga telah ditemui pada tahun 1882 melalui kajian persendirian oleh H. F. Newall dan W. N. Hartley. Mereka telah memerhatikan garis-garis spektrum udara yang baru, tetapi tidak dapat mengenalpasti unsur yang menyebabkan garisan-garisan tersebut. Argon menjadi unsur gas adi yang pertama ditemui. Simbol untuk argon ialah "Ar", tetapi sehingga tahun 1957, simbolnya ialah "A".

Kejadian

Argon merangkumi 0.934% isipadu dan 1.28% jisim atmosfera Bumi, dan udara adalah bahan mentah utama yang digunakan oleh industri untuk menghasilkan argon tulen. Argon diasingkan daripada udara melalui pemeringkatan; cara yang paling biasa digunakan adalah penyulingan berperingkat kriogenik, satu proses yang juga menghasilkan nitrogen, oksigen, neon, kripton dan xenon yang tulen.

Industri

Argon dihasilkan secara industri melalui penyulingan berperingkat udara cecair di dalam unit pengasingan udara kriogenik; satu proses yang mengasingkan nitrogen cecair yang mendidih pada 77.3 K, daripada argon yang mendidih pada 87.3 K dan oksigen cecair yang mendidih pada 90.2 K. Kira-kira 700,000 tan argon dihasilkan di seluruh dunia setiap tahun.

Dalam pereputan radioaktif

⁴⁰Ar, isotop terbanyak argon, dihasilkan melalui pereputan ⁴⁰K dengan separuh hayat 1.25 × 10⁹ tahun melalui penangkapan elektron atau pemancaran positron. Disebabkan ini, ia digunakan dalam pentarikhan kalium-argon untuk menentukan usia batu-batan.

Kajian saintifik

Argon cecair digunakan sebagai sasaran dalam pencarian jirim gelap secara terus. Interaksi zarah WIMP hipotetikal dengan nukleus argon menghasilkan cahaya sintilasi yang dikesan oleh tiub pengganda foto. Pengesan dua fasa juga menggunakan gas argon untuk mengesan elektron terion yang terhasil ketika serakan nukleus oleh WIMP. Seperti mana gas-gas adi cecair yang lain, argon memiliki kadar hasil cahaya sintilasi yang tinggi (~ 51 foton / keV), lutsinar terhadap sinar sintilasinya sendiri, dan agak mudah untuk ditulenkan. Berbanding xenon, argon lebih murah dan mempunyai profil masa sintilasi tertentu yang membolehkan pembezaan antara sentak nuklear dan sentak elektrik. Namun, latar belakang sinar gama intrinsik argon lebih tinggi kerana pencemaran ³⁹Ar, melainkan sekiranya seseorang menggunakan sumber argon bawah tanah dengan tahap keradioaktifan yang rendah. Antara pengesan jirim gelap yang berfungsi dengan argon cecair termasuklah WArP, ArDM, microCLEAN dan DEAP-I.