Inertní plyn

Z Multimediaexpo.cz

(Rozdíly mezi verzemi)
m (1 revizi)
m (1 revizi)
 

Aktuální verze z 19. 6. 2014, 10:58


Inertní plyny (neboli netečné plyny či vzácné plyny) jsou členy 18. skupiny (dříve nulté skupiny) periodické tabulky. Mezi vzácné plyny patří helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, a ununoctium - syntetický prvek, jehož byly zatím v urychlovačích vytvořeny pouze 3 atomy. Všechny mají plnou valenční slupku, která je příčinou jejich nízké reaktivity.

Obsah

Vlastnosti

Všechny jsou plynné látky, bez barvy a zápachu. Velmi dlouho se předpokládalo, že se nezúčastňují žádných chemických reakcí. V šedesátých letech minulého století se však podařilo vytvořit některé sloučeniny např. fluorid kryptonu, xenonu a radonu. Chemická reaktivita těchto plynů je přesto velmi malá, protože mají zcela zaplněné valenční orbitaly s2p6 (helium pouze s2). V souvislosti s tím mají také velmi vysokou ionizační energii. Všechny se vyskytují v podobě jednoatomových částic. Mají nízké teploty tání a varu (helium dokonce za normálního tlaku nelze převést do tuhého stavu). Svými vlastnostmi je nejunikátnější helium, které za velmi nízkých teplot kapalní. V kapalném stavu má supratekuté a supravodivé vlastnosti. Jako jediný prvek nemá trojný bod (teplota při níž se látka může současně vyskytovat v plyném, kapalném a pevném stavu). Další základní informace k vzácným plynům jsou uvedeny v tabulce.

VlastnostHeliumNeonArgonKryptonXenonRadonUnunoctium
Atomové číslo21018365486118
Počet přirozených izotopů23369(1)0
Atomová hmotnost4,00220,17939,94883,8131,29(222,018)(294)
Obsah v suchém vzduchu/ppm obj.5,2418,1893,41,140,087Proměnlivá stopová množství0
Obsah ve vyvřelých horninách3*10-37*10-54*10-2--1,7*10-100
Elektronová konfigurace vnější sféry1s22s22p63s23p64s24p65s25p66s26p67s27p6
První ionizační energie/kJ*mol-12 3722 0801 5201 3511 1701 037820–1130
Teplota varu/K4,21527,0787,29119,7165,04211320–380
Teplota varu/°C-268,93-246,06-185,86-153,35 -108,13-6250–110
Teplota tání/KZa normálního tlaku není24,5583,78115,90161,30202?
Teplota tání/°CZa normálního tlaku není-248,61-189,37-157,20-111,80-71?
ΔHvýp/kJ*mol-10,081,746,529,0512,6518,1(19,4)
Hustota za standardních podmínek/mg*m-30,1780,91,7843,7495,8979,73(13,65)
Tepelná vodivost při 0 °C/J*s-1*m-1*K-10,1430,0460,0160,0080,005??
Rozpustnost ve vodě při 20 °C/cm3*kg-18,6110,533,659,4108,1230?

Výskyt v přírodě

Všechny vzácné plyny se vyskytují ve vzduchu. Nejzastoupenější je argon, který tvoří přibližně 0,93 % zemské atmosféry. Kromě vzduchu se zejména helium vyskytuje v zemním plynu (až 25 %). Helium je druhým nejrozšířenějším prvkem vesmíru a jako takové se vyskytuje ve všech hvězdách. Radon v přírodě vzniká radioaktivním rozpadem radia, které je součástí hornin. Z těchto hornin se poté radon postupně uvolňuje, což může být problém pro obyvatele dané lokality, z hlediska zvýšeného množství radioaktivity.

Získávání a výroba

Všechny vzácné plyny se získávají ze vzduchu a vyrábí se frakční destilací zkapalněného vzduchu. Helium je možno také získávat v Severní Americe z jeho podzemních vývěrů a radon rozpadem radnatých solí.

Využití

Výbojka helia

Všechny vzácné plyny, kromě radonu, se využívají v osvětlovací technice jako výplň výbojek. Helium se kromě toho také využívá při plnění balónů, balónků, vzducholodí a dalších nafukovacích předmětů - je lehčí než vzduch a na rozdíl od vodíku není výbušné. Dále se helium využívá v analytické chemii jako nosič v plynové chromatografii, dále při hmotnostní spektrometrii a při rentgenové fluorescenci. Kapalné helium se využívá při NMR (nukleárně magnetická rezonance). Navíc mimořádně nízká teplota varu předurčuje kapalné helium jako jedno ze základních médií pro kryogenní techniky, především pro výzkum i praktické využití supravodivosti a supratekutosti různých materiálů. Díky inertnosti se dají vzácné plyny použít jako inertní atmosféra - zejména argon ve směsi s dusíkem.

Mnemotechnická pomůcka

Hele Nech Arga Kráčet s Xénií Ráno Helena Nechtěla Arogantního Krále Xénona Ranit Helena Nechtěla s Arogantním Králem Xenofontem Randit Helena Neměla Argon, Krypton, Xenon ani Radon

Literatura



Citováno z „http://www2000.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Inertn%C3%AD_plyn“