L’argon est un élément inerte, incolore et inodore – l’un des gaz nobles. Utilisé dans les lampes fluorescentes et dans la soudure, cet élément tire son nom du mot grec signifiant » paresseux « , un hommage au fait qu’il réagit peu pour former des composés.
Sur Terre, la grande majorité de l’argon est l’isotope argon-40, qui provient de la désintégration radioactive du potassium-40, selon Chemicool. Mais dans l’espace, l’argon est fabriqué dans les étoiles, lorsqu’un deux noyaux d’hydrogène, ou particules alpha, fusionnent avec du silicium-32. Le résultat est l’isotope argon-36. (Les isotopes d’un élément ont un nombre variable de neutrons dans le noyau.)
Bien qu’inerte, l’argon est loin d’être rare ; il constitue 0,94 % de l’atmosphère terrestre, selon la Royal Society of Chemistry (RSC). Selon les calculs de Chemicool, cela se traduit par 65 trillions de tonnes métriques – et ce nombre augmente avec le temps, à mesure que le potassium-40 se désintègre.
Les faits
Selon le Jefferson National Linear Accelerator Laboratory, les propriétés de l’argon sont :
- Nombre atomique (nombre de protons dans le noyau) : 18
- Symbole atomique (sur le tableau périodique des éléments) : Ar
- Poids atomique (masse moyenne de l’atome) : 39,948
- Densité : 0,0017837 gramme par centimètre cube
- Phase à température ambiante : Gaz
- Point de fusion : moins 308,83 degrés Fahrenheit (moins 189,35 degrés Celsius)
- Point d’ébullition : moins 302,53 F (moins 185,85 C)
- Nombre d’isotopes (atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons) : 25 ; 3 stables
- Isotopes les plus courants : Ar-40 (99,6035 % d’abondance naturelle), Ar-40 (0,0629 % d’abondance naturelle), Ar-36 (0,3336 % d’abondance naturelle)
Utilisations d’un gaz inerte
Le premier indice de l’existence de l’argon remonte à 1785, lorsque le scientifique britannique Henry Cavendish a signalé une portion d’air apparemment inerte, selon la SRC. Cavendish n’a pas été capable de comprendre ce qu’était ce mystérieux 1 % ; la découverte n’interviendra que plus d’un siècle plus tard, en 1894. Travaillant en parallèle et en communication avec Lord Rayleigh (John William Strutt), le chimiste écossais William Ramsey a identifié et décrit le gaz mystérieux. Les deux hommes ont partagé le prix Nobel de chimie en 1904 pour cette découverte. L’argon a également été à l’origine d’autres découvertes pour Ramsey. En étudiant cet élément, il a également découvert l’hélium, selon l’organisation du prix Nobel. Réalisant que des éléments apparentés existaient probablement, il a ensuite trouvé successivement le néon, le krypton et le xénon.
Parce que l’argon est inerte, il est utilisé dans les procédés industriels qui nécessitent une atmosphère non réactive. Selon la société d’approvisionnement en gaz Praxair, les exemples incluent le soudage d’alliages spéciaux et la production de plaquettes de semi-conducteurs. L’argon est également un bon isolant, de sorte qu’il est souvent pompé dans les combinaisons étanches de plongée en haute mer pour garder le plongeur au chaud.
Une autre utilisation de l’argon concerne la préservation historique. Le gaz est pompé autour de documents importants tels qu’une carte du monde datant de 1507 à la Bibliothèque du Congrès, et une copie de la Magna Carta détenue par les Archives nationales américaines. Contrairement à l’oxygène réactif, l’argon ne dégrade pas le papier ou l’encre des documents délicats.
Qui le savait ?
- Les néons qui brillent en bleu contiennent en fait de l’argon, selon Bill Concannon, un artiste spécialisé dans les enseignes au néon à Crockett, en Californie. (Le néon lui-même produit une lueur rouge-orange.)
- L’argon est également utilisé dans la technologie laser, notamment dans le laser excimer au fluorure d’argon (ArF) utilisé pour faire des chirurgies LASIK ou PRK qui corrigent la vision. En 1981, Rangaswamy « Sri » Srinivasan, d’IBM, a testé l’un de ces lasers sur un reste d’os de dinde de Thanksgiving et a découvert son potentiel en tant qu’outil chirurgical pour les opérations délicates, selon l’Optical Society.
- En septembre 2014, des chercheurs ont découvert que les eaux souterraines contaminées en Pennsylvanie et au Texas ne provenaient pas de la méthode d’extraction du pétrole connue sous le nom d’hydrofracking, mais de boîtiers de puits non étanches. Ils ont fait cette découverte en injectant de l’argon et d’autres gaz nobles traceurs dans les puits, où ils se sont mélangés au méthane.
- L’argon a subi quelques changements : En 1957, l’Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) a modifié son symbole atomique, passant de « A » à l’actuel « Ar ».
Recherche actuelle
Depuis de nombreuses années, le gaz noble xénon fait l’objet de recherches pour traiter les lésions cérébrales. Cependant, le xénon est coûteux, ce qui a conduit les chercheurs à se tourner vers son cousin gaz noble, l’argon, comme alternative potentielle.
Le domaine de recherche est encore jeune, mais des expériences sur des cultures cellulaires et sur des animaux suggèrent que l’argon pourrait un jour être utilisé pour limiter les lésions cérébrales après des blessures traumatiques ou une privation d’oxygène. Une revue publiée dans la revue Medical Gas Research en février 2014 a révélé que dans la plupart des cas, le traitement à l’argon réduit la mort des cellules cérébrales de manière significative – de 15 à 25 %, a déclaré Derek Nowrangi, l’un des auteurs du document et un étudiant en doctorat à l’école de médecine de l’université de Loma Linda en Californie.
Personne ne comprend encore pourquoi l’argon a cet effet. Les cellules du cerveau communiquent à l’aide de substances chimiques appelées neurotransmetteurs et de neurorécepteurs qui s’emboîtent comme une serrure et une clé. Le plus probable, a expliqué Nowrangi à Live Science, est que le gaz agit sur ces neurorécepteurs, en particulier le récepteur NMDA (qui signifie N-méthyl-D-aspartate pour le neurotransmetteur qu’il reçoit) ou le récepteur GABA (qui signifie acide gamma-aminobutyrique). D’une manière ou d’une autre, lorsqu’il est absorbé par ces récepteurs, l’argon semble agir pour empêcher les cellules de s’autodétruire en réponse à des lésions cérébrales.
Dans la recherche, le gaz argon est soit directement appliqué aux cellules dans une boîte de culture qui sont soumises à un stress, comme un environnement privé d’oxygène et de glucose, soit donné mélangé à de l’oxygène dans un masque facial pour les études sur les animaux. Les chercheurs quantifient ensuite le nombre de cellules qui sont mortes avec et sans traitement à l’argon.
A mesure que la recherche sur l’argon s’accélère, il est plus probable que des essais sur l’homme commencent, a déclaré Nowrangi. Mais il y a des mises en garde : Certaines études trouvent des résultats mitigés ou des effets négatifs au traitement à l’argon. Dans l’une d’entre elles, a indiqué M. Nowrangi, le cerveau dans son ensemble semblait protégé par l’argon, mais les dommages subis par une zone étaient en fait accrus par le traitement au gaz. Cela pourrait être dû au fait que l’argon n’a pas pénétré jusqu’à cette région, ou parce que les différentes régions du cerveau ont des types de cellules et des densités cellulaires différents.
« Cela nécessite encore beaucoup de recherches pour pouvoir réellement être traduit en clinique », a déclaré Nowrangi.
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