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Argon – zum Schweißen
Das Element Argon hat im Periodensystem der Elemente die Ordnungszahl 18 und das Symbol Ar. Genau wie Helium und Neon gehört Argon zur 8. Hauptgruppe und 18. Gruppe im Periodensystem und ist damit ein Edelgas.
Chemische Eigenschaften
Das Element hat einen gasförmigen Aggregatzustand. Argon ist farblos, geruchslos und nicht brennbar. Wegen seiner Reaktionsträgheit wird es als "das träge Element" bezeichnet und als Inertgas eingestuft. Inertgase sind Gase, die nur an wenigen chemischen Reaktionen beteiligt sind. Argon ist das häufigste in der Atmosphäre vorkommende Edelgas (es macht 0,93 % der Atmosphäre aus) und die drittgrösste Komponente der Luft. Als einatomiges Element hat Argon eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit.
Entdeckung
1894 entdeckten die britischen Forscher William Ramsy und John Williams Rayleigh das Element Argon in Luft. Der Name Argon geht auf das griechische Wort «aergon = träge» zurück, da das Element sehr reaktionsträge ist. Bereits ein Jahrhundert zuvor hatte der englische Chemiker Henry Canvendish festgestellt, dass in Luft außer Sauerstoff und Stickstoff ein weiteres Gas existiert. Er hatte versucht, Sauerstoff und Stickstoff abzutrennen und war auf einen nicht oxidierbaren Rest gestoßen. 1900 wurde die Gruppe 0 in das Periodensystem eingefügt, die später in die 8. Hauptgruppe der Edelgase umgewandelt wurde. Ramsy und Raleigh erhielten für ihre Forschung rund um Argon 1904 die Nobelpreise für Physik und Chemie.
Herstellung
Argon wird hauptsächlich durch Destillation von verflüssigter Luft gewonnen, dem Linde-Verfahren. Das Verfahren ist eine von Carl von Linde entwickelte Methode, das die Verflüssigung von Gasen sowie bei Gasgemischen deren anschließende Zerlegung durch Destillation in ihre Bestandteile ermöglicht. Diese Luftverflüssigung wurde 1895 patentiert, die Luftzerlegung 1902.
Luftzerlegungsanlagen produzieren heute großtechnisch bedeutsame Mengen an Edelgasen.
Argon kann in geringfügigen Mengen auch in Gesteinen nachgewiesen werden, vor allem in kaliumhaltigen Mineralien. Es bildet sich aus dem Kalium-Isotop. Diese Umwandlung wird auch zur Altersbestimmung des Gesteins mit der «Kalium-Argon-Methode» verwendet. In der Erdkruste findet man das Edelgas bis in eine Tiefe von 16 Kilometern. Von hier aus nimmt es seinen Weg ins Meerwasser. Auch in Mineralquellen, die ihren Ursprung in großen Tiefen haben, konnte Argon nachgewiesen werden. Beispiele hierfür sind Geysire sowie Kurbäder wie in Karlsbad. Ebenso ist Argon in Grubengasen oder in Dämpfen, die Vulkanen entweichen, enthalten.
Verwendung: Schützen, isolieren, färben, dopen
Als günstigstes und in großen Mengen verfügbares Edelgas wird Argon in vielen Bereichen verwendet. Die Produktion betrug 1998 weltweit etwa zwei Milliarden m³. Der größte Teil des Argons wird als Schutzgas verwendet, um bei hohen Temperaturen unerwünschte chemische Reaktionen zu vermeiden.
Eingesetzt wird Argon zum Schweißen von Aluminiumlegierungen oder von hoch legierten Stählen. Argon dient dabei als temperaturstabiles Inertgas. Weiterhin wird es in der Metallurgie als Schutzgas, etwa für die Produktion von Titan, hochreinem Silicium oder der Schmelzraffination sowie zum Entgasen von Metallschmelzen genutzt.
Argon wird als gasförmiges Löschmittel in geschlossenen Räumen, wie automatischen oder ferngesteuerten EDV- und elektrischen Anlagen, eingesetzt und wirkt dabei durch die Sauerstoffverdrängung brandlöschend.
Als Lebensmittelzusatzstoff (E 938) dient Argon als Treib- und Schutzgas bei der Verpackung von Lebensmitteln und der Weinherstellung. Glühlampen werden häufig mit Argon-Stickstoff-Gemischen gefüllt, weil eine Gasfüllung das Verdampfen des Glühfadens vermindert.
Ebenfalls wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit wird es als Füllgas für Isolierglasscheiben verwendet. Auch in Gasentladungslampen dient Argon als Leuchtgas mit einer typischen violetten Farbe. Wird etwas Quecksilber dazugegeben, ändert sich die Farbe ins Blaue. Weiterhin ist Argon das Lasermedium in Argon-Ionen-Lasern.
Seit 2014 ist Argon auf der Dopingliste der Welt-Anti-Doping-Agentur. Durch den bei der Inhalation von Argon entstehenden Sauerstoffmangel wird im Körper die Bildung des Hormons Erythropoetin aktiviert, was eine Leistungssteigerung bewirkt.
Als komprimiertes Argon-Helium-Gemisch wird das Element in Airbags verwendet.
Physiologie
Der Mensch atmet täglich einige Liter Argon ein und aus. Eine schädliche Wirkung von Argon auf den menschlichen Körper ist nicht bekannt. Es kann aber in höherer Konzentration erstickend wirken.
Argon im Film erklärt https://www.youtube.com/watch?v=e_UshvdIZ0k
Warum Edelgase im Fenster: https://www.baustoffwissen.de/edelgase-im-fenster-31102023#:~:text=Die%20W%C3%A4rmeleitf%C3%A4higkeit%20von%20Argon%20aber,%2C0055%20W%2FmK).
So funktioniert eine Luftzerlegungsanlage https://de.airliquide.com/unser-equipment/luftzerlegungsanlagen
Autor: Sabine Latorre