هل تعلم لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟

هل تعلم لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟

في حال كنت واحداً من الأشخاص الذين يمتلكون سيارة أو تعمل في مجال السيارات، فلا شك وأنك سمعت عن أضواء زينون التي تستخدم في السيارات. وفي الواقع، لا تستخدم هذه الأضواء في السيارات فقط، وإنما في الكثير من الصناعات الأخرى. وخلال سطور مقال اليوم سوف نقوم بالإجابة على السؤال لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة، كما أننا سنتحدث أيضاً عن الغازات النبيلة بشكل عام. تابع معنا القراءة لتعرف المزيد من التفاصيل.

تعريف الغازات النبيلة

اكتشف لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة

يتم تعريف الغازات النبيلة في الكيمياء على أنها مجموعة من العناصر الكيميائية التي تمتلك نفس الميزات والخواص الفيزيائية والكيميائية. وفي الشروط الكيميائية النظامية، تكون هذه العناصر بالحالة الغازية، كما أنها تتألف من ذرة واحدة فقط، على عكس أغلب الغازات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، في هذه الشروط لا تمتلك الغازات النبيلة لوناً أو رائحة. وما يميز هذه الغازات عن باقي الغازات الأخرى، هو أن النشاط الكيميائي الخاص بها ضعيف جداً. ولهذا تم إطلاق اسم الغازات النبيلة أو الغازات الخاملة عليها.

ما هي الغازات النبيلة

توجد الغازات النبيلة أو الغازات الخاملة في المجموعة الثامنة عشر من الجدول الدوري، الذي يحتوي على كافة العناصر الكيميائية الموجودة على كوكب الأرض. وفي حال كنت لا تعلم، فإن العناصر الكيميائية الموجودة في مجموعة واحدة في الجدول الدوري تمتلك نفس الخواص والميزات الفيزيائية والكيميائية. فكما ذكرنا لك سابقاً، تتميز الغازات النبيلة بأنها ذات نشاط كيميائي ضعيف جداً، بالتالي فهي موجودة في مجموعة واحدة في الجدول الدوري. أما الغازات النبيلة الموجودة حالياً فهي:

  • الهيليوم
  • النيون
  • الأرغون
  • الكريبتون
  • الزينون
  • الرادون

والجدير بالذكر هنا أن غاز الأوغانيسون يمكن إلى يضاف إلى هذه اللائحة. وذلك نظراً لكونه يمتلك بعض الصفات الخاصة بهذه الغازات. ولكن لأن العلماء لم يتمكنوا من فهم هذا الغاز بشكل صحيح حتى الآن، لم يتم إضافته إلى اللائحة حالياً.

لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة

تتميز الغازات النبيلة أو الخاملة بأن النشاط الكيميائي الخاص بها ضعيف جداً. وهذا يعني بأنها لن تتفاعل مع المواد الأخرى بسهولة، وإنما يمكن أن تتفاعل فقط في حالات خاصة، وذلك تحت وجود شروط معينة غالباً ما تكون قاسية. وبسبب هذه الميزات، ويتم استخدام الغازات النبيلة أو الخاملة في الصناعات التي تتطلب عدم تفاعل المواد مع بعضها. أي بعبارة أخرى، يتم استغلال الخمول الكيميائي الخاص بهذه الغازات، وتطبيقها في بعض الصناعات المعينة.

أما بالنسبة للسؤال لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة، فإن الإجابة عنه ببساطة هي بسبب الخمول الكيميائي لهذه الغازات، وذلك بالإضافة إلى أنها قادرة على تمرير التيار الكهربائي بشكل رائع. وذلك لأن أغلب المصابيح الكهربائية تحتوي على سلك أو خيط من معدن التنغستين، الذي يمكن أن يتأكسد مع الوقت. ولهذا يتم استخدام الغازات النبيلة داخل المصباح، التي تمنع عملية تأكسد خيط أو سلك التنغستين فيه. وبشكل عام، يتم استخدام غاز الأرغون في أغلب هذه الحالات. ولكن يمكن استخدام بعض الغازات الأخرى، بحسب نوع المصباح، وبحسب بعض المعايير الأخرى.

ما هي استخدامات الغازات النبيلة

كما ذكرنا لك سابقاً، يتم استخدام هذه الغازات في الصناعات التي تتطلب عدم تفاعل المواد الكيميائية فيما بينها. ومن أبرز الاستخدامات الشائعة للغازات النبيلة نذكر لك استخدام غاز الأرغون في المصابيح الكهربائية، بالإضافة إلى استخدام غاز الزينون في مصابيح إضاءة السيارات. علاوة على ذلك، يتم استخدام غاز الهيليوم في العبوات التي يستخدمها الغواصين. وذلك لأن هذا الغاز يساعد على منع حدوث تسمم للغواصين، من الأوكسجين والنيتروجين وثنائي أكسيد الكربون. بالإضافة إلى ذلك كله، يتم استخدام غاز الهيليوم في المناطيد أو البوالين الهوائية، وذلك بدلاً من استعمال غاز الهيدروجين. وذلك لأن الهيليوم غاز خفيف، ويمتلك ميزات مشابهة للهيدروجين، إلا أن الهيدروجين قابل للاشتعال بنسبة أكبر بكثير منه.

لماذا لا تتفاعل الغازات النبيلة

تم إطلاق مصطلح الغازات النبيلة أو الخاملة على هذه الغازات لكونها لا تتفاعل مع المواد الأخرى بسهولة. ولكن بالنسبة لتفسير هذه الظاهرة، فإن العلماء لم يتمكنوا من الحصول على تفسير علمي دقيق لها. ولكن تدل واحدة من أحدث النظريات على أن هذه الغازات لا تتفاعل مع المواد الأخرى لكونها تمتلك عدداً كاملاً من الإلكترونات على مدارها السطحي.

إذ تعمل الذرات التي تحتوي على نقص في عدد الإلكترونيات في المدار السطحي الخاص بها على التفاعل مع الذرات الاخرى. وذلك للحصول على هذا الإلكترون. من ناحية أخرى، تقوم بالذرات التي تحتوي على عدد فائض من الإلكترونات بالتفاعل مع الذرات الأخرى، لكي تتمكن من التخلص من الإلكترونات الفائضة. بالتالي بما أن الغازات النبيلة تحتوي على عدد كامل من الإلكترونات في المدار السطحي، فإنها ليست بحاجة للتفاعل مع الذرات الأخرى لكي تستقر. وإنما هي تكون شبه مستقرة في وضعها الطبيعي.

لماذا توجد الغازات النبيلة في الحالة الغازية

اكتشف لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة

لكي تتمكن من فهم هذه المعلومة، يجب عليك أولاً أن تأخذ فكرة عن مفاهيم أخرى في عالم الكيمياء، مثل درجة الانصهار والغليان. حيث يتم تعريف درجة انصهار مادة ما على أنها الدرجة الحرارية التي تنتقل فيها جزيئات هذه المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. على سبيل المثال، في حال حال كانت درجة انصهار مادة ما هي 23 درجة مئوية، فعند تسخين هذه المادة إلى درجة 24 مئوية، ستنتقل من الحالة الصلبة إلى السائلة.

أما درجة الغليان، فهي درجة الحرارة التي تبدأ عندها جزيئات المادة بالغليان، ومن ثم بالتبخر. أي أنه عند درجة الحرارة هذه تتحول جزيئات المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. بالتالي يمكنك أن تستنتج أن المادة تنتقل من الحالة الصلبة إلى السائلة ثم إلى الغازية. ولكن هذا الكلام لا ينطبق على كافة المواد، حيث يمكن أن تنتقل بعض المواد الخاصة من الحالة الصلبة إلى الغازية بشكل مباشر.

أما بالنسبة للغازات النبيلة أو الخاملة، فإن هذه الغازات تمتلك درجة غليان قريبة جداً من درجة الانصهار الخاصة بها. وفي الواقع، يكون الفرق بين هاتين الدرجتين تقريباً 10 درجات مئوية لأغلب هذه الغازات. بالتالي فإن تواجد هذه الغازات في الحالة السائلة يكون لفترات زمنية قصيرة جداً، بسبب سرعة الوصول إلى الفرق بين درجة الانصهار والغليان. وبما أن درجة انصهار وغليان هذه الغازات بعيدة نوعاً ما عن درجة الحرارة العادية أو درجة حرارة الغرفة، فإن وجودها في هذه الحرارة يكون ضمن الحالة الغازية. ويمكن تحويل هذه الغازات إلى الحالة السائلة عن طريق استخدام الحرارة والضغط.

كيف يتم الحصول على الغازات النبيلة

يتم الحصول على الغازات النبيلة باستعمال أساليب مختلفة. ومن أبرز هذه الأساليب نذكر لك استخدام وحدات فصل الهواء، أساليب تطيير الغازات، بالإضافة إلى التقطير بالتجزئة. وبشكل عام، يتم الحصول على غاز الهيليوم عن طريق حقول الغاز الطبيعية، وذلك باستعمال تقنية التبريد العميق. ويتم الحصول على بعض الغازات النبيلة الأخرى، مثل الراديون على سبيل المثال، عن طريق عزل هذه الغازات أثناء التحلل الإشعاعي لبعض المركبات أو العناصر الكيميائية المعينة.

إلى هنا نكون قد وصلنا إلى نهاية مقال اليوم. حيث قمنا فيه بالإجابة على السؤال لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة، وذكرنا لك بعض المعلومات الأخرى عن الغازات النبيلة بشكل عام.

اقرأ المزيد من موقعنا:

علامات نجاح الحجامة وفوائدها والآثار الجانبية لها 2023

419 مشاهدة
error: Content is protected !!

أنت تستخدم إضافة Adblock

يرجى توقيف مانع الإعلانات حتى تتمكن من تصفح محتوى الموقع بشكل سليم.