Argon

Argón (Ar), elemento químico, gas inerte del Grupo 18 (gases nobles) de la tabla periódica, terrestremente el más abundante e industrialmente el más frecuentemente utilizado de los gases nobles.

Propiedades de los elementos

  • Número atómico: 18
  • Peso atómico: 39.948
  • Punto de fusión: -189,2° C (-308,6° F)
  • Punto de ebullición: -185,7° C (-302,3° F)
  • Densidad: (1 atm, 0° C) 1.784 g/litro
  • Estado de oxidación: 0

Datos sobre el argon

El gas argón, incoloro, inodoro e insípido, fue aislado (1894) del aire por los científicos británicos Lord Rayleigh y Sir William Ramsay. Henry Cavendish, mientras investigaba el nitrógeno atmosférico (“aire flogisticado”), había concluido en 1785 que no más de 1/120 parte del nitrógeno podría ser algún constituyente inerte.

Su trabajo fue olvidado hasta que Lord Rayleigh, más de un siglo después, descubrió que el nitrógeno preparado al eliminar el oxígeno del aire es siempre un 0,5 por ciento más denso que el nitrógeno derivado de fuentes químicas como el amoníaco.

El gas más pesado que quedaba después de que el oxígeno y el nitrógeno hubieran sido eliminados del aire fue el primero de los gases nobles que se descubrieron en la Tierra y fue bautizado con el nombre de la palabra griega argos, “perezoso”, debido a su inercia química. (El helio había sido detectado espectroscópicamente en el Sol en 1868.)

En abundancia cósmica, el argón ocupa aproximadamente el 12º lugar entre los elementos químicos. El argón constituye el 1,288 por ciento de la atmósfera en peso y el 0,934 por ciento en volumen y se encuentra ocluido en las rocas. Aunque los isótopos estables argón-36 y argón-38 constituyen todo menos un rastro de este elemento en el universo, el tercer isótopo estable, argón-40, constituye el 99,60 por ciento del argón encontrado en la Tierra. (El argón-36 y el argón-38 constituyen 0,34 y 0,06 por ciento del argón de la Tierra, respectivamente).argon

Una gran parte del argón terrestre se ha producido, desde la formación de la Tierra, en minerales que contienen potasio por la descomposición del raro isótopo naturalmente radioactivo potasio-40. El gas se filtra lentamente a la atmósfera desde las rocas en las que todavía se está formando. La producción de argón-40 a partir de la descomposición del potasio-40 se utiliza como medio para determinar la edad de la Tierra (datación por potasio-argón).

El argón se aísla a gran escala mediante la destilación fraccionada de aire líquido. Se utiliza en bombillas eléctricas de gas, tubos de radio y contadores Geiger. También es ampliamente utilizado como atmósfera inerte para metales de soldadura al arco, como el aluminio y el acero inoxidable; para la producción y fabricación de metales, como el titanio, el circonio y el uranio; y para el crecimiento de cristales de semiconductores, como el silicio y el germanio.

El gas argón se condensa a un líquido incoloro a -185,8° C (-302,4° F) y a un sólido cristalino a -189,4° C (-308,9° F). El gas no puede licuarse por presión superior a una temperatura de -122,3° C (-188,1° F), y en este punto se requiere una presión de al menos 48 atmósferas para que se licúe. A 12° C (53.6° F), 3.94 volúmenes de gas argón se disuelven en 100 volúmenes de agua. Una descarga eléctrica a través del argón a baja presión aparece de color rojo pálido y a alta presión, azul acerado.

La capa más externa de argón tiene ocho electrones, lo que la hace extremadamente estable y, por lo tanto, químicamente inerte. Los átomos de argón no se combinan entre sí; tampoco se ha observado que se combinen químicamente con átomos de ningún otro elemento.

Los átomos de argón han quedado atrapados mecánicamente en cavidades tipo jaula entre moléculas de otras sustancias, como los cristales de hielo o el compuesto orgánico hidroquinona (llamado clatratos de argón).

Usos para un gas inerte

El primer indicio de la existencia del argón llegó en 1785, cuando el científico británico Henry Cavendish reportó una porción de aire aparentemente inerte, según el RSC.

Cavendish no pudo averiguar cuál era ese misterioso 1%; el descubrimiento llegaría más de un siglo después, en 1894. Trabajando simultáneamente y en comunicación con Lord Rayleigh (John William Strutt), el químico escocés William Ramsey identificó y describió el misterioso gas. Los dos compartieron el Premio Nobel de Química en 1904 por el descubrimiento.

Argon también llevó a otros momentos de eureka para Ramsey. Mientras investigaba el elemento, también descubrió el helio, según la organización del Premio Nobel. Al darse cuenta de que probablemente existían elementos relacionados, encontró neón, criptón y xenón en rápida sucesión.argon

Debido a que el argón es inerte, se utiliza en procesos industriales que requieren una atmósfera no reactiva. Algunos ejemplos, según la empresa de suministro de gas Praxair, incluyen la soldadura de aleaciones especiales y la producción de obleas de semiconductores. El argón también es un buen aislante, por lo que a menudo se bombea a los trajes secos de buceo submarino para mantener caliente al buceador.

Otro uso del argón es la preservación histórica. El gas se bombea alrededor de documentos importantes como un mapa del mundo que data de 1507 en la Biblioteca del Congreso, y una copia de la Carta Magna en poder de los Archivos Nacionales de Estados Unidos. A diferencia del oxígeno reactivo, el argón no degrada el papel ni la tinta de los documentos delicados.

Investigaciones actuales

Durante muchos años, el xenón de gas noble ha sido investigado como un tratamiento para las lesiones cerebrales. Sin embargo, el xenón es caro, lo que lleva a los investigadores a recurrir a su primo de gas noble, el argón, como una alternativa potencial.

El campo de investigación es aún joven, pero los experimentos en cultivos celulares y en animales sugieren que el argón podría ser utilizado algún día para limitar el daño cerebral después de lesiones traumáticas o privación de oxígeno.

Una revisión publicada en la revista Medical Gas Research en febrero de 2014 encontró que en la mayoría de los casos, el tratamiento con argón reduce la muerte de células cerebrales en cantidades significativas, entre 15 y 25 por ciento, señaló Derek Nowrangi, uno de los autores del artículo y estudiante de doctorado de la Facultad de medicina de la Universidad de Loma Linda en California.

Nadie entiende todavía por qué el argón tiene este efecto. Las células cerebrales se comunican con el uso de químicos llamados neurotransmisores y con neuroreceptores que encajan entre sí como un candado y una llave.

Lo más probable, dijo Nowrangi a Live Science, es que el gas actúe sobre estos neurorreceptores, específicamente el receptor NMDA (que significa N-metil-D-aspartato para el neurotransmisor que recibe) o el receptor GABA (que significa ácido gamma-aminobutírico). De alguna manera, cuando es absorbido por estos receptores, el argón parece actuar para prevenir que las células se autodestruyan en respuesta al daño cerebral.argon gas

En la investigación, el gas argón se aplica directamente a las células de un plato de cultivo que están bajo estrés, como un ambiente privado de oxígeno y glucosa, o se administra mezclado con oxígeno en una mascarilla para estudios en animales. Los investigadores luego cuantifican el número de células que murieron con y sin tratamiento con argón.

A medida que se intensifica la investigación sobre el argón, es más probable que comiencen los ensayos en humanos, aseguró Nowrangi. Pero hay advertencias: Algunos estudios encuentran resultados mixtos o efectos negativos en el tratamiento con argón.

En uno de ellos, dijo Nowrangi, el cerebro en su conjunto parecía estar protegido por el argón, pero el daño a un área en realidad aumentó con el tratamiento con gas. Esto podría deberse a que el argón no penetró en esa región, o a que diferentes regiones del cerebro tienen diferentes tipos y densidades celulares.

Referencias

 

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