Argon: storia, proprietà, composti, usi

L’argon è un gas nobile che costituisce lo 0.93% dell’atmosfera terrestre e ha configurazione elettronica [Ne] 3s²,3p⁶

Storia

Nel 1785 il chimico britannico Henry Cavendish scoprì che nell’aria era presente un elemento fino ad allora sconosciuto. Fu solo nel 1894 che il fisico britannico Lord Rayleigh e il chimico scozzese Sir William Ramsay isolarono questo gas dall’aria dopo aver rimosso ossigeno, azoto e biossido di carbonio.

Si caratterizzò questo nuovo elemento per la presenza di linee spettrali diverse da quelli degli altri elementi. Attualmente l’argon è ottenuto dalla distillazione frazionata dell’aria liquida.

Proprietà

Si attribuì il nome a causa della sua inerzia chimica infatti deriva dal greco ἀργός  che significa non reattivo.

E’ incolore e inodore sia nella sua forma liquida che gassosa. È un gas non infiammabile né tossico che, allo stato solido cristallizza secondo un reticolo cubico a facce centrate. Si presenta sotto diverse forme isotopiche delle quali quelle stabili sono ³⁶Ar, ³⁸Ar^,, ⁴⁰Ar.

Una parte importante dell’argon presente sulla terra è stata prodotta in tempi primordiali nei minerali contenenti l’isotopo del potassio 40 che, a seguito di cattura elettronica, si trasforma in ⁴⁰Ar.

Su questo principio si basa la datazione al potassio-argon usata per determinare l’età di una roccia in cui vengono determinate le quantità di argon tramite spettrometria di massa e del potassio tramite spettroscopia di assorbimento atomico. Le rocce più antiche contengono quindi un alto livello di ⁴⁰Ar.

Composti

Per secoli si era ritenuto che i gas nobili non formassero composti e solo nel 1933 il chimico statunitense Linus Pauling aveva previsto che i gas più pesanti del gruppo potessero formare composti con l’ossigeno e il fluoro.

La scoperta del primo composto dell’argon ovvero dell’idrofluoruro di argon HArF fu annunciata nel 2000 da un gruppo di ricercatori finlandesi. Essi  riuscirono a sintetizzarlo a partire da argon e fluoruro di idrogeno su una superficie di ioduro di cesio alla temperatura di – 265 °C esponendo la miscela gassosa alla radiazione U.V.

Nello spazio interstellare dove è diffuso l’idrogeno allo stato atomico si forma lo ione argonio ArH⁺ che può essere ottenuto da una miscela argon-idrogeno percorsa da una scarica elettrica.

Dalla reazione dello ione argonio con azoto sottoposti a una espansione supersonica a getto di gas viene ottenuto lo ione ArNH₂⁺ in cui gli atomi si trovano, nell’ordine, Ar-H-N-N.

Usi

E’ utilizzato quando è necessaria un’atmosfera inerte. Viene pertanto usato:

• nelle lampadine a incandescenza per impedire all’ossigeno di corrodere il filamento
• nei tubi fluorescenti e nelle lampadine a basso consumo energetico
• nei doppi vetri delle finestre
• negli pneumatici di auto di lusso per proteggere la gomma
• come gas di protezione nella saldatura ad arco perché protegge il metallo dall’ossigeno

A causa della sua inerzia chimica è utilizzato nell’industria vinicola.  Esso è aggiunto alle botti di vino e, essendo più denso dell’aria, si deposita sopra il liquido proteggendo il vino dall’acidità e dall’ossidazione.

Avendo una bassa conduttività termica è utilizzato quale isolante nella muta stagna per le immersioni nelle acque fredde.