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Argon
Argon
Voici un élément sans réaction chimique, qui forme presque 1% de l’air ambiant. C’est le seul élément qui a été découvert par calcul, en suivant un raisonnement qui vaut la peine d’être présenté. On peut en effet dire, que l’argon doit son existence à la 3ème décimale.
L’air que nous respirons contient 78.09 % d’azote N2, 20.95 % d’oxygène O2, et 0.94 % d’argon Ar, si on néglige les constituants mineurs, qui forment moins de 0.1 % du total. Le fait que l’air est formé de N2 et O2 était connu depuis 1790. Mais, au 19ème siècle, personne ne soupçonnait qu’il y avait autre chose que N2 et O2 dans l’air.
C’est Ramsay qui l’a découvert en 1894 après avoir pesé avec soin de l’azote N2 tiré des nitrites d’une part, et celui tiré de l’air après élimination de l’oxygène par réaction chimique d’autre part. 1 litre d’azote N2 pur pèse 1,250 g, et celui extrait de l’air est toujours un peu plus lourd : 1,255 g. Ces 5 milligrammes de différence sont peu de chose. Mais cet effet est systématique : l’azote de l’air est trop lourd. Ramsay a alors émis l’hypothèse que ce n’était pas une erreur de pesée, mais que l’air contenait un gaz lourd inconnu à découvrir.
Pour isoler ce gaz lourd inerte, il a fait passer un courant d’air dans un long tube de verre chauffé et rempli de magnésium. Ce métal absorbe l’oxygène O2 et l’azote N2. Mais il reste un faible résidu de gaz qui traverse le tube sans être capté. Ramsay a réussi à montrer que ce gaz est plus lourd que l’air, et que, contre l’avis de Mendeleiev, c’était un nouvel élément. Il l’a appelé Argon.
Cette découverte a jeté le trouble dans l’esprit des chimistes de l’époque, car cet élément n’entrait pas dans la table périodique de Mendeleiev, qui à l’époque n’avait que 7 colonnes. Il a fallu créer une 8ème colonne pour placer cet élément. La découverte des autres gaz nobles (Ne, Kr, etc.) a suivi peu après.
L’argon Ar n’a pas de propriétés chimiques. On ne connaît pas de molécules contenant de l’argon : il ne forme oxyde, ni chlorure, ni ions, ni rien. Il est donc inutile en chimie. On l’utilise néanmoins comme gaz de remplissage de flacons contenant des substances qui réagissent aussi bien avec N2 qu’avec O2. On l’utilise aussi pour souder de l’aluminium ou de l’acier inox, car ces deux métaux ne supportent pas l’air à l’état chauffé ou fondu : ils s’oxydent et la pellicule d’oxyde formé empêche la soudure de se faire. Le titane métallique se prépare dans une atmosphère d’argon.