كيفية استخدام الغازات النبيلة في الإضاءة

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 وغير قابلة للاشتعال.
• وهو يُصنف تقليديًا على أنه صفر في الجدول الدوري ، لأنه اكتشف أنه لم يكن قادرًا على الارتباط مع ذرات أخرى لعقود.
  • أي أن ذراته لا يمكن أن تتحد مع ذرات عناصر أخرى لتكوين مركبات.
• حتى إذا تم اكتشاف المجموعة الثامنة عشرة من العناصر وتحديدها ، يعتقد الناس أنها نادرة للغاية.
  • بالإضافة إلى كونها خاملة كيميائيًا ، فإنها تسمى الغازات النادرة أو النبيلة.
  • لكن الناس يعرفون الآن أن العديد من هذه العناصر غنية على الأرض ، والكون بأسره ، والباقي.
• لذلك ، فإن التسمية النادرة مضللة وخاطئة ، وبالمثل ، فإن استخدام المصطلح خامل له أيضًا عيوب كيميائية.
  • لأنه يشير إلى المادة الكيميائية السلبية ، والتي تسمى في النهاية الغاز النبيل.

تتضمن المجموعة الثامنة عشرة من الجدول الدوري العناصر التالية:

• رادون.
• oganesson
• كريبتون.
• زينون
• الهيليوم.
• نيون.
• الأرجون.

خصائص الغازات النبيلة

الغازات النادرة أو النبيلة هي عناصر غير نشطة نسبيًا ، وهي في الواقع أقل العناصر تفاعلية في الجدول الدوري.

هذا يرجع إلى حقيقة أن لديهم غلاف تكافؤ كامل ولديهم ميل طفيف لاكتساب أو فقدان الإلكترونات في عام 1898 م.

صاغ[[Hugo Erdmann]]مصطلح “الغاز النادر” ليعكس التفاعل المنخفض بين هذه العناصر.

لذا فإن تفاعلها مع المعادن النادرة أقل من تفاعلها مع المعادن الأخرى ، وتحتوي الغازات النادرة على العديد من العناصر المميزة المهمة ، منها:

• إنها مكونات غير تفاعلية إلى حد كبير.
• اكتمل الإلكترون في مداره النهائي.
• طاقة تأين عالية.
• الكهربية منخفضة للغاية.
• نقطة غليان منخفضة.
• في الظروف العادية ، يكون عديم اللون والرائحة والمذاق.
• سريع الاشتعال
• اتصال منخفض الجهد.

لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟

في الحقيقة هناك عدة أسباب لاستخدام الغازات النادرة في الإضاءة وهي:

• لأنه ينبعث منه ألوان زاهية وهو خامل كيميائيًا.
• لأنه حتى لو كان في شكل بلازما ، فلن يتفاعل مع الفتيل في الأنبوب.
  • أو الجدار الزجاجي للمصباح بحيث يساعد على إطالة عمر المصباح.
• لأنها غير قابلة للاشتعال.

الغازات النبيلة في المصابيح

بعض المصابيح مملوءة بالغاز ويختلف نوع الغاز حسب نوع المصباح لأن الغاز موجود داخل المصباح.

سوف يطيل عمر المصباح عن طريق إبطاء عملية تبخر خيوط التنجستن.يمكن العثور على أنواع مختلفة من الغاز في المصباح ، مثل:

الأرجون

• إنه الغاز المستخدم في المصابيح المتوهجة الشائعة ، ويخلط الأرجون أحيانًا بالنيتروجين.

زينون أو غاز الهالوجين

• تحتوي بعض المصابيح على غاز زينون أو هالوجين.

كريبتون

• يوجد بعض المصابيح الكهربائية.

قد يثير اهتمامك:

استخدامات الغازات النبيلة

• يستخدم الغاز الخامل بشكل عام لتوليد روابط كيميائية خاملة ، كما هو الحال في اللحام القوسي ، أو لمنع التفاعلات الكيميائية في العينات.
  • أو كعامل كيميائي لأضواء النيون وأضواء K وأضواء الليزر.
• يستخدم الهيليوم في البالونات ، وخزانات الهواء في أعماق البحار ، والكتلة المغناطيسية فائقة النفاذية المبردة.
  • على الرغم من أن كثافة الهيليوم تبلغ ضعف كثافة الهيدروجين ، إلا أنه يحتوي على حوالي 98٪ من طاقة الأكسجين وهو غير قابل للاشتعال.
  • لذلك فهو أكثر أمانًا من الأكسجين ويمكن استخدام النيون في أي أنبوب زجاجي للحصول على الضوء.
• عندما تمر شحنة كهربائية عبر أنبوب مملوء بغاز النيون ، فإنها تضيء وتضيء الأنبوب والمساحة المحيطة به.
  • بدلاً من ذلك ، تمتلئ اللمبة المتوهجة بالأرجون لتكوين غاز خامل كيميائيًا.

كيف تستخرج الغازات النبيلة من الهواء؟

• يمكن الحصول على الرادون من خلال الاضمحلال الإشعاعي.
  • لكن الرادون ليس هو الغاز الوحيد الذي يمكن الحصول عليه بهذه الطريقة ، فالإشعاع المشحون يحرمه الإلكترونات من ذرات الهيليوم.
• تمر العديد من الغازات النادرة من خلال التحكم في درجة حرارة الهواء والغازات المصاحبة.
  • يتم تغيير حالة الغاز إلى سائل بحيث يتم تسييل الهواء وتقطيره.
  • بحيث يمكن الوصول إلى درجة غليان كل غاز خامل ، لذلك تعتبر الطريقة من أولى الطرق للحصول على الغاز الخامل.
• يمكن الحصول على النيون ، والأرجون ، وغاز البوتاسيوم ، والزينون من الهواء في محطة فصل الهواء باستخدام طرق تجزئة الغاز وتسييله.
  • يمكن استخدام تقنية فصل الغازات المبردة العميقة للحصول على الهيليوم.
  • حقول الغاز الطبيعي التي تحتوي على تركيزات عالية من الهيليوم.

تابعنا:

كيف تستخدم الغازات الخاملة في الإضاءة؟

• الفكرة العامة لجميع المصابيح هي إنشاء قوس باستخدام غاز الضغط المنخفض أو العالي.
  • يوجد في معظم هذه المصابيح غازان خاملان داخل المصباح الأول وهو غاز مؤين سريع.
  • يطلق عليه الغاز الأولي الذي يتطلب ضغطًا مرتفعًا للبدء به ، وتثير الذرات الغاز الثاني عن طريق الاصطدام بالإلكترونات المحررة.
  • ينبعث قطب المصباح (عادة التنجستن) ويرافقه انبعاث لخطوط طيفية مميزة لهذه الذرات.
  • وبالتالي ، فإن اللون الذي تنبعث منه هذه المصابيح سيتغير وفقًا للغاز الثاني الموجود فيها.
  • عادة ما يستخدم هذا الاسم للغاز (الصوديوم ، النيون ، الزئبق) لاستدعاء المصباح.
• سوف يولد القوس في الغاز الثاني تيارًا عاليًا بشكل خاص.
  • نظرًا لأن مقاومة القوس سالبة ، أي أن مقاومة القوس ستنخفض مع زيادة التيار ، وبالتالي فإن القيمة الحالية ستزداد باستمرار.
• ملف الصابورة له وظيفة أخرى ، وهي الحفاظ على فرق الجهد للمصباح بأكمله ثابتًا خلال فترة العمل بأكملها وبسبب وجود هذه الملفات.
  • نظرًا للطاقة المنخفضة لهذا النوع من المصابيح ، من الضروري استخدام مكثف لتحسين معامل القدرة.
• وتجدر الإشارة هنا إلى أن ملف الصابورة له وظيفة أخرى تحدث فقط عند بدء التشغيل.
  • يساعد بشكل أساسي على توليد الجهد العالي المطلوب لعملية البدء عند التوصيل الكهربائي بدائرة المصباح ، حيث يقوم المبدئ بتوصيل تيار صغير يتدفق عبر ملف الصابورة.
  • هذا يخلق مجالًا كهربائيًا صغيرًا في الملف ، لكن المبدئ ينغلق بسرعة وينقطع التيار.

كيف تستخدم الغازات الخاملة في الإضاءة؟

• هنا نستفيد من أكبر محاثة وهي الملف.
  • لأن الملف سيحاول الحفاظ على التيار بالداخل ومنعه من الانهيار (إذا زاد التدفق الحالي ، فسيحاول منع التيار من الزيادة ، وإذا انخفض التيار فسيحاول منعه من الزيادة).
  • حاول منعه من التناقص هذه هي القاعدة المسماة قاعدة لينز.
  • هذه الميزة مفيدة للغاية لأن الملف الذي يحاول تجنب انخفاض التيار سيؤدي إلى جهد عالٍ مؤقت عبر الملف.
• وسيتأثر المصباح بهذا الجهد العالي الذي يؤدي إلى إتلاف عزل الغاز الداخلي وتسبب تسرب الغاز.
  • تصبح موصلة عندما تصبح درجة الحرارة الداخلية مناسبة ، وقد يستغرق الأمر عدة محاولات لتحقيق التوصيل الدائم.
  • هذه الفكرة الأساسية شائعة في جميع أنواع مصابيح التفريغ تقريبًا.
• باستثناء مصابيح الفلورسنت ، لا تستخدم مصابيح تفريغ الغاز في المنازل.
  • في هذه الحالة ، يبدو لون الأشياء مختلفًا عن اللون الطبيعي إلى حد كبير ، على الرغم من أن لها عمرًا أطول.
  • إنها تبعث المزيد من الضوء لكل واط من الطاقة وتكون أكثر كفاءة في هذا الصدد من المصابيح المتوهجة.