Argônio

O argônio foi descoberto em 1894 pelos ingleses William Ramsay e Walter Rayleigh. É o terceiro elemento da classe dos gases nobres, incolor e inerte como eles, constituindo cerca de 1% do ar atmosférico.

É usado em lâmpadas fluorescentes e em dispositivos ou processos que exigem uma atmosfera inerte.

Apresenta símbolo Ar, número atômico 18 (18 prótons e 18 elétrons) e massa atômica 40 u, encontrado no estado gasoso em temperatura ambiente.

Características do argônio

Apesar de inerte, um composto estável de argônio [argon fluorohydride (HArF)] foi identificado pela primeira vez em 2000 por um grupo de pesquisadores Finlandeses. Adicionalmente, um composto com flúor, muito instável foi feito em 2003, pelo químico suíço Helmut Durrenmatt. Tem uma solubilidade em água 2,5 vezes maior que a do nitrogênio ou a do oxigênio. É um gás monoatômico inerte, incolor e inodoro tanto no estado líquido quanto no gasoso.

História

Henry Cavendish, em 1785, expôs uma amostra de nitrogênio a descargas elétricas repetidas em presença de oxigênio para formar óxido de nitrogênio que, após eliminado, restava em torno de 1% de um gás original que não podia ser dissolvido. Cavendish afirmava, diante disso, que nem todo o «ar flogisticado» era nitrogênio. Em 1892 Lord Rayleigh descobriu que o nitrogênio atmosférico tinha uma densidade maior que o nitrogênio puro obtido a partir do nitro. Raleight e Sir William Ramsay demonstraram em 1894 que a diferença devia-se à presença de um segundo gás pouco reativo e mais pesado que o nitrogênio: o argônio. O anúncio da descoberta foi acolhida com muita desconfiança pela comunidade científica.

Em 1904 Rayleight recebeu o Prêmio Nobel de Física pelas suas investigações acerca da densidade dos gases mais importantes e pela descoberta da existência do argônio.

Abundância e obtenção

O gás é obtido por meio da destilação fracionada do ar líquido, onde é encontrado numa proporção de aproximadamente 0,94%, eliminando-se posteriormente o oxigênio residual com hidrogênio. A atmosfera de Marte contém 1,6% de Ar-40 e 5 ppm de Ar-36. A de Mercúrio contém 7,0% e a atmosfera de Vênus contém apenas traços.

Isótopos

Os principais isótopos de argônio presentes na Terra são Ar-40 (99,6%) e em menores quantidades, o Ar-36 e Ar-38. O isótopo K-40, com uma vida média de 1,205×109 anos, decai em 11,2% a Ar-40 estável mediante captura eletrônica e desintegração β+ (emissão de um pósitron), e os 88,8% restantes a Ca-40 mediante desintegração β- (emissão de um elétron). Estas proporções de desintegração permitem determinar a idade das rochas. Na atmosfera terrestre, o Ar-39 é gerado por bombardeamento de raios cósmicos principalmente a partir do Ar-40. Em locais subterrâneos não expostos é produzido por captura neutrônica do K-39 e desintegração α do cálcio.

O Ar-37, com uma vida média de 35 dias, é produto do decaimento do Ca-40, resultado de explosões nucleares subterrâneas.

Aplicações

É empregado como gás de enchimento em lâmpadas incandescentes, já que não reage com o material do filamento, mesmo em altos níveis de temperatura e pressão. Com isso prolonga-se a vida útil da lâmpada. Emprega-se também na substituição do néon, nas lâmpadas fluorescentes, quando se deseja uma coloração verde azulada ao invés do roxo do néon. Também é usado como substituto do nitrogênio molecular (N₂) quando este não se comporta como gás inerte devido às condições de operação.

No âmbito industrial e científico, é empregado universalmente na recriação de atmosferas inertes (não reagentes) para evitar reações químicas indesejadas em vários tipos de operações.

O argônio-39 é usado, entre outras aplicações, para a datação de núcleos de gelo e águas subterrâneas.

Em mergulhos profissionais, o argônio é empregado para inflar trajes – o que impede o contato da pele com a umidade típica do neopreno — tanto por ser inerte como por sua pequena condutibilidade térmica, proporcionando um isolamento térmico necessário para realizar longas imersões em determinadas profundidades.

O laser de argônio tem usos médicos em odontologia e oftalmologia. A primeira intervenção com laser de argônio foi realizada por Francis L’Esperance, para tratar uma retinopatia em fevereiro de 1968.

Soldagem de chapa com máquina TIG com argônio como gás de proteção

 

Enchimento de Alumínio com máquina TIG com argônio como gás de proteção