كيف تُستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة الغازات النبيلة هي عناصر غير تفاعلية نسبيًا، في الواقع هي العناصر الأقل تفاعلًا في هذا الجدول الدوري لأنها تحتوي على غلاف تكافؤ كامل وتقريباً لا يميل إلى اكتساب أو فقدان الإلكترونات، ابتكر إردمان. يعكس مصطلح “الغاز النادر” التفاعل المنخفض بين هذه العناصر، لذا فإن دورها أقل تفاعلاً من المعادن الأخرى من المعادن النادرة.
ما هي الغازات النبيلة؟
- الغازات النبيلة كلها عناصر في المجموعة 18 من الجدول الدوري وهي الأكثر استقرارًا من بين جميع العناصر الكيميائية.
- الغازات النبيلة عديمة اللون والطعم والرائحة والاشتعال.
- الذي يصنف تقليديا على أنه صفر في الجدول الدوري لأنه وجد أنه غير قادر على الارتباط مع ذرات أخرى لعقود.
- بمعنى آخر، لا يمكن أن تتحد ذراتها مع ذرات عناصر أخرى لتكوين مركبات.
- حتى لو تم اكتشاف وتحديد عناصر المجموعة الثامنة عشرة، يعتقد الناس أنها نادرة للغاية.
- إلى جانب كونها خاملة كيميائيًا، فإنها تسمى بالغازات النادرة أو النبيلة.
- لكن الناس يعرفون الآن أن العديد من هذه العناصر متوفرة بكثرة على الأرض، في جميع أنحاء الكون، وما بعده.
- وبالتالي، فإن الاسم النادر مضلل ومضلل، كما أن استخدام المصطلح خامل له عيوب كيميائية.
- لأنه يشير إلى السلبية الكيميائية التي تسمى أخيرًا بالغاز النبيل.
تتضمن المجموعة الثامنة عشرة من الجدول الدوري العناصر التالية:
- رادون؛
- اوغانسون
- الكريبتون
- زينون
- الهيليوم.
- نيون؛
- الأرجون.
انظر أيضًا: نسب الغازات في الغلاف الجوي بالتفصيل
خصائص الغازات النبيلة
الغازات النادرة أو النبيلة هي عناصر غير تفاعلية نسبيًا، وهي في الواقع العناصر الأقل تفاعلًا في الجدول الدوري.
هذا لأن لديهم غلاف تكافؤ كامل ولديهم ميل طفيف لاكتساب أو فقدان 1898 إلكترونًا.
صاغ هوغو إردمان مصطلح “الغاز النادر” ليعكس التفاعل المنخفض بين هذه العناصر.
وبالتالي، يكون تفاعلها مع المعادن النادرة أقل من تفاعلها مع المعادن الأخرى، وتحتوي الغازات النادرة على العديد من العناصر المميزة المهمة، منها:
- هم في الغالب مكونات غير تفاعلية.
- يكمل الإلكترون مداره النهائي.
- طاقة تأين عالية.
- هناك القليل جدا من الكهرباء.
- نقطة غليان منخفضة.
- في ظل الظروف العادية، ليس له لون أو رائحة أو طعم.
- قابل للاشتعال
- دائرة الجهد المنخفض.
لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟
في الواقع، هناك عدة أسباب لاستخدام الغازات النادرة في الإضاءة، وهي:
- لأنه ينبعث منه ألوان زاهية وهو خامل كيميائيًا.
- لأنه حتى لو كان على شكل بلازما، فإنه لن يتفاعل مع الفتيل الموجود في الأنبوب.
- أو الجدار الزجاجي للمصباح، لذا فهو يساعد على إطالة عمر المصباح.
- لأنها غير قابلة للاشتعال.
الغازات النبيلة في المصابيح
تمتلئ بعض المصابيح بالغاز، ويختلف نوع الغاز حسب نوع اللمبة لأن الغاز موجود داخل المصباح.
سوف يطيل عمر المصباح عن طريق إبطاء تبخر خيوط التنجستن. يمكن العثور على عدة أنواع من الغاز في المصباح، مثل:
الأرجون
- هو الغاز المستخدم في المصابيح المتوهجة العادية، ويخلط الأرجون أحيانًا بالنيتروجين.
زينون أو غاز الهالوجين
- تحتوي بعض المصابيح على غاز زينون أو هالوجين.
الكريبتون
- يوجد بعض المصابيح الكهربائية.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: مقال عن الغازات الخاملة
استخدام الغازات النبيلة
- يشيع استخدام الغاز الخامل لإنشاء روابط كيميائية خاملة، كما هو الحال في اللحام القوسي، أو لمنع التفاعلات الكيميائية في العينات.
- أو كمادة كيميائية لأضواء النيون وأضواء K وأضواء الليزر.
- يستخدم الهيليوم في البالونات وصهاريج تخزين الهواء في أعماق البحار والمغناطيسات شديدة النفاذية.
- على الرغم من أن كثافة الهيليوم تبلغ ضعف كثافة الهيدروجين تقريبًا، إلا أنها تحتوي على حوالي 98٪ من طاقة الأكسجين وهي غير قابلة للاشتعال.
- لذلك فهو أكثر أمانًا من الأكسجين ويمكن استخدام النيون في أي أنبوب زجاجي لإنتاج الضوء.
- عندما تمر شحنة كهربائية عبر أنبوب مملوء بغاز النيون، فإنها تضيء وتضيء الأنبوب والفضاء المحيط به.
- بدلاً من ذلك، تمتلئ اللمبة المتوهجة بالأرجون لتكوين غاز خامل كيميائيًا.
كيف تزيل الغازات النبيلة من الهواء؟
- يمكن الحصول على غاز الرادون من خلال الاضمحلال الإشعاعي.
- لكن الرادون ليس هو الغاز الوحيد الذي يمكن الحصول عليه بهذه الطريقة، لأن الإشعاع المشحون يتم تجريده من الإلكترونات من ذرات الهيليوم.
- يتم تمرير العديد من الغازات النادرة من خلال التحكم في درجة حرارة الهواء والغازات المحيطة.
- تتحول حالة الغاز إلى سائل بحيث يتم تخفيف الهواء وتقطيره.
- من أجل الوصول إلى درجة غليان كل غاز خامل، فإن الطريقة هي إحدى الطرق الأولى للحصول على غاز خامل.
- يمكن الحصول على غاز النيون والأرجون وكازينون في محطة فصل هواء إلى هواء باستخدام تقنيات تسييل الغاز والتجزئة.
- يمكن استخدام تقنية فصل الغازات المبردة العميقة للحصول على الهيليوم.
- رواسب الغاز الطبيعي التي تحتوي على تركيزات عالية من الهيليوم.
تابعنا. ما هي خصائص الغاز الطبيعي؟
كيف يتم استخدام الغازات الخاملة في الإضاءة؟
- الفكرة العامة لجميع المصابيح هي إنشاء قوس من خلال الغاز عند ضغط منخفض أو مرتفع.
- تحتوي معظم هذه المصابيح على نوعين من الغازات الخاملة داخل المصباح الأول، وهو غاز سريع التأين.
- يُطلق على غاز البداية اسم غاز البداية، والذي يتطلب ضغطًا عاليًا لبدء التشغيل، ويتم تحفيز الغاز الثاني من خلال اصطدام الذرات بالإلكترونات المقذوفة.
- ينبعث قطب المصباح (المصنوع عادة من التنجستن) ويصاحبه انبعاث لخطوط طيفية خاصة بهذه الذرات.
- وبالتالي، فإن لون انبعاث هذه المصابيح سوف يتغير وفقًا للغاز الثاني الموجود فيها.
- عادة ما يستخدم اسم الغاز هذا (الصوديوم، النيون، الزئبق) لتسمية المصباح.
- سينتج القوس الغازي الثاني تيارًا عاليًا بشكل خاص.
- نظرًا لأن مقاومة القوس سالبة، أي أن مقاومة القوس ستنخفض مع زيادة التيار، وبالتالي ستزيد القيمة الحالية بثبات.
- وظيفة أخرى لملف الصابورة هي الحفاظ على ثبات جهد المصباح بالكامل طوال فترة العمل وبسبب وجود هذه الملفات.
- نظرًا للطاقة المنخفضة لهذه الأنواع من المصابيح، من الضروري استخدام مكثف لتحسين معامل القدرة.
- وتجدر الإشارة هنا إلى أن ملف الصابورة له وظيفة أخرى تحدث فقط عند بدء التشغيل.
- نظرًا لأنه يساعد في المقام الأول على توليد الجهد العالي المطلوب لعملية البدء، عند توصيله كهربائيًا بدائرة المصباح، يقوم المبدئ بسحب تيار صغير من خلال ملف الصابورة.
- هذا يخلق مجالًا كهربائيًا صغيرًا في الملف، لكن المبدئ ينقطع بسرعة وينقطع التيار.
كيف يتم استخدام الغازات الخاملة في الإضاءة؟
- هنا نستخدم الحث الأعلى الذي يمثله الملف.
- لأن الملف سيحاول الاحتفاظ بالتيار ومنعه من الانهيار (إذا زاد التدفق الحالي، فسيحاول منع تدفق التيار، وإذا انخفض التيار فسيحاول منعه من الزيادة).
- حاول ألا تقلل من ذلك، فهذه قاعدة تسمى قاعدة لينز.
- هذه الميزة مفيدة للغاية لأن الملف الذي يحاول منع انخفاض التيار سيؤدي إلى حدوث جهد عالٍ مؤقت بين طرفي الملف.
- سوف تتأثر اللمبة بهذا الجهد العالي، مما يؤدي إلى إتلاف عزل الغاز الداخلي، مما يؤدي إلى تسرب الغاز.
- تصبح موصلة عندما تصبح درجة الحرارة الداخلية مناسبة، وقد يستغرق الأمر عدة محاولات لتحقيق التوصيل المستمر.
- هذه الفكرة الأساسية شائعة في جميع أنواع مصابيح التفريغ تقريبًا.
- باستثناء مصابيح الفلورسنت، لا تستخدم مصابيح تفريغ الغاز في المنازل.
- في هذه الحالة، يختلف لون العناصر كثيرًا عن اللون الطبيعي، على الرغم من أنه يتمتع بعمر أطول.
- ينبعث منها ضوء أكثر لكل واط وأكثر كفاءة في هذا الصدد من المصابيح المتوهجة.
ناقشنا في مقالتنا ماهية الغازات النبيلة وما هي غازات خاملة، وكيف يتم استخلاصها من الكون من حولنا، وما هي خصائصها، ولماذا وكيف يتم استخدامها في إنتاج المصابيح المتوهجة. نأمل أن تكون قد استفدت من هذه المعلومات الواردة في مقالتنا.