Argon is een inert, kleurloos en reukloos element – een van de edelgassen. Het wordt gebruikt in fluorescentielampen en bij het lassen. Het element dankt zijn naam aan het Griekse woord voor “lui”, een eerbetoon aan het feit dat het zo weinig reageert om verbindingen te vormen.
Op aarde bestaat het overgrote deel van argon uit de isotoop argon-40, die ontstaat door het radioactieve verval van kalium-40, aldus Chemicool. Maar in de ruimte wordt argon gemaakt in sterren, wanneer twee waterstofkernen, of alfadeeltjes, samensmelten met silicium-32. Het resultaat is de isotoop argon-36. (Isotopen van een element hebben verschillende aantallen neutronen in de kern.)
Hoewel argon inert is, is het verre van zeldzaam; het maakt 0,94 procent uit van de atmosfeer van de aarde, volgens de Royal Society of Chemistry (RSC). Volgens de berekeningen van Chemicool komt dat neer op 65 triljoen ton – en dat aantal neemt in de loop der tijd toe naarmate kalium-40 vervalt.
Alleen de feiten
Volgens het Jefferson National Linear Accelerator Laboratory zijn de eigenschappen van argon:
- Atoomnummer (aantal protonen in de kern): 18
- Atoomsymbool (in het Periodiek Systeem der Elementen): Ar
- Atomair gewicht (gemiddelde massa van het atoom): 39,948
- Dichtheid: 0,0017837 gram per kubieke centimeter
- Fase bij kamertemperatuur: Gas
- Smeltpunt: min 308,83 graden Fahrenheit (min 189,35 graden Celsius)
- Kookpunt: min 302,53 F (min 185,85 C)
- Aantal isotopen (atomen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen): 25; 3 stabiel
- Meest voorkomende isotopen: Ar-40 (99,6035 procent natuurlijke abundantie), Ar-40 (0,0629 procent natuurlijke abundantie), Ar-36 (0,3336 procent natuurlijke abundantie)
Toepassingen voor een inert gas
De eerste aanwijzing voor het bestaan van argon kwam in 1785, toen de Britse wetenschapper Henry Cavendish melding maakte van een schijnbaar inert deel van lucht, volgens de RSC. Cavendish was niet in staat om uit te vinden wat deze mysterieuze 1 procent was; de ontdekking zou meer dan een eeuw later komen, in 1894. De Schotse scheikundige William Ramsey, die samenwerkte en in contact stond met Lord Rayleigh (John William Strutt), identificeerde en beschreef het mysterieuze gas. De twee deelden de Nobelprijs voor scheikunde in 1904 voor de ontdekking. Argon leidde ook tot andere eureka-momenten voor Ramsey. Tijdens zijn onderzoek naar het element ontdekte hij ook helium, aldus de Nobelprijsorganisatie. Toen hij zich realiseerde dat er waarschijnlijk verwante elementen bestonden, vond hij snel na elkaar neon, krypton en xenon.
Omdat argon inert is, wordt het gebruikt in industriële processen die een niet-reactieve atmosfeer vereisen. Voorbeelden hiervan zijn, volgens het gasbedrijf Praxair, het lassen van speciale legeringen en de productie van halfgeleiderwafers. Argon is ook een goede isolator, zodat het vaak in droogpakken voor diepzeeduiken wordt gepompt om de duiker warm te houden.
Een andere toepassing van argon is de historische bewaring. Het gas wordt rond belangrijke documenten gepompt, zoals een wereldkaart uit 1507 in de Library of Congress (Congresbibliotheek) en een kopie van de Magna Carta in het bezit van de U.S. National Archives (Nationale Archieven). In tegenstelling tot reactieve zuurstof tast het argon het papier of de inkt van delicate documenten niet aan.
Wie had dat gedacht?
- Neonlampen die blauw schijnen, bevatten eigenlijk argon, volgens Bill Concannon, een neon-tekenaar in Crockett, Californië. (Neon zelf maakt een oranje-rode gloed.)
- Argon wordt ook gebruikt in lasertechnologie, waaronder de argon fluoride (ArF) excimer laser die wordt gebruikt om LASIK of PRK operaties uit te voeren die het gezichtsvermogen corrigeren. In 1981 testte IBM’s Rangaswamy “Sri” Srinivasan een van deze lasers op een restje Thanksgiving-kalkoenbot en ontdekte het potentieel ervan als een chirurgisch hulpmiddel voor delicate operaties, volgens de Optical Society.
- In september 2014 ontdekten onderzoekers dat verontreinigd grondwater in Pennsylvania en Texas niet afkomstig was van de oliewinningsmethode die bekend staat als hydrofracking, maar van lekkende putomhulsels. Ze deden deze ontdekking door argon en andere edelgas-tracers in de putten te injecteren, waar ze zich mengden met methaan.
- Argon heeft wat veranderingen ondergaan: In 1957 veranderde de Internationale Unie voor Zuivere en Toegepaste Chemie (IUPAC) het atoomsymbool van “A” in het huidige “Ar.”
Huidig onderzoek
Al vele jaren wordt het edelgas xenon onderzocht als behandeling voor hersenletsel. Xenon is echter duur, zodat onderzoekers hun toevlucht hebben genomen tot het neefje van xenon, argon, als mogelijk alternatief.
Het onderzoeksterrein is nog jong, maar experimenten in celculturen en bij dieren wijzen erop dat argon ooit zou kunnen worden gebruikt om hersenschade na traumatisch letsel of zuurstoftekort te beperken. Een review gepubliceerd in het tijdschrift Medical Gas Research in februari 2014 ontdekte dat argonbehandeling in de meeste gevallen de dood van hersencellen met aanzienlijke hoeveelheden vermindert – 15 tot 25 procent, zei Derek Nowrangi, een van de auteurs van de paper en een doctoraalstudent aan de Loma Linda University School of Medicine in Californië.
Nog niemand begrijpt waarom argon dit effect heeft. Hersencellen communiceren met behulp van chemische stoffen, neurotransmitters genaamd, en met neuroreceptoren die als een slot en een sleutel op elkaar passen. Waarschijnlijk, zo vertelde Nowrangi aan Live Science, werkt het gas in op deze neuroreceptoren, met name de NMDA-receptor (wat staat voor N-methyl-D-aspartaat voor de neurotransmitter die het ontvangt) of de GABA-receptor (wat staat voor gamma-aminoboterzuur). Op de een of andere manier lijkt argon, wanneer het door deze receptoren wordt opgenomen, te voorkomen dat cellen zichzelf vernietigen als reactie op schade aan de hersenen.
In het onderzoek wordt argongas ofwel rechtstreeks toegediend aan cellen in een kweekschaaltje die onder stress staan, zoals een omgeving met een tekort aan zuurstof en glucose, ofwel gemengd met zuurstof in een facemask voor dierstudies. Onderzoekers kwantificeren dan het aantal cellen dat sterft met en zonder argonbehandeling.
Naarmate het onderzoek naar argon toeneemt, wordt het waarschijnlijker dat er proeven met mensen zullen worden gedaan, aldus Nowrangi. Maar er zijn kanttekeningen: Sommige studies vinden gemengde resultaten of negatieve effecten van argon behandeling. In één onderzoek, zei Nowrangi, leken de hersenen in hun geheel beschermd te worden door argon, maar de schade in één gebied was juist toegenomen door de gasbehandeling. Dat kan komen doordat het argon niet tot dat gebied doordrong, of doordat verschillende hersengebieden verschillende celtypen en celdichtheden hebben.
“Er is nog veel onderzoek nodig om dit daadwerkelijk naar de kliniek te kunnen vertalen,” zei Nowrangi.
Volg Live Science @livescience, Facebook & Google+.