Věda skrytá za neony
Pojďme se podívat, jaká kouzla se odehrávají na pozadí neonových světel a nápisů. Díky čemu skleněné trubice vydávají barevný jas, který dokázal v minulosti rozzářit města do noci? Jsou to především vzácné plyny, kterými jsou trubice plněné. V dokonalé kombinaci s elektrickými výboji pak ionizují a začnou svítit. Tím nejznámějším je neon, který si spolu s ostatními plyny ze skupiny inertních plynů dnes představíme.
Stříbro, zlato, platina….Ano dámy, tyto ušlechtilé kovy všechny dobře známe, ale jak jste na tom s ušlechtilými plyny? Možná nenadělají tolik parády, ale třeba takové neonové osvětlení může zazářit téměř stejně intenzivně jako karátový kámen na zlaté obroučce ☺
Pojďme si představit 6 prvků, které se řadí mezi vzácné. Nadšencům do fyziky či chemie se omlouváme předem, nebudeme zabíhat do detailů…
První, co je na vzácných plynech zajímavé je jejich atomové složení – jsou jednoduché, jednoatomové a lehké. I tady tedy platí, v jednoduchosti je krása! A hlavně, na Zemi se vyskytují v poměrně malém množství. Na řadu tedy přichází průmyslová výroba, kdy chemici používají k jejich získání destilaci zkapalněného vzduchu.
Pokud si na chvíli odskočíme do fyziky, vzácné plyny jsou: bez barvy, chuti a zápachu, tají a vaří se při nízkých teplotách, jen při extrémních podmínkách u nich dochází ke zkapalnění (pro představu, u helia je to neuvěřitelných -268, 93°C). Lesknou se (skoro jako šperky od Tiffanyho ☺) – skvěle vodí tepelnou energii, ale zásadní vlastností je, že nehoří.
A tady již máme hvězdy 18. sloupku. Periodické tabulky, samozřejmě. ☺ Helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn). Neradi se pouští do akcí s dalšími prvky a tak jsou z pohledu chemie neutrální. Samotný valenční obal plynů obsahuje celou řadu párových elektronů. Nedochází tak k přitahování vnějších elektronů a to je dělá velmi stabilními.
Víme již, že vzácné plyny jsou jednoduché a velmi lehké. Třeba helium je díky své malé hustotě 7x lehčí než vzduch. Že si to nedokážete ani představit? My také ne ☺ Ale co si umíme představit přesně, jsou barvy, které jsou pro ten který prvek signifikantní. Samotné plyny jsou bezbarvé. Odstíny plynu jsou viditelné, až v přítomnosti elektrických impulzů. Helium se pak rozzáří jasně žlutým světlem, argon modře, náš oblíbený neon oranžově, krypton oslní zelenou a xenon rozšíří barevnou nabídku o modrou, bílou či fialovou.
Neon není jen vzácný plyn, ale dobře známý obecný název osvětlení, jehož celosvětová popularita byla na vrcholu ve 20. století, ať už jako reklamní, designový světelný nosič nebo neonový nápis. Jeho fyzické (nízká teplota varu i tuhnutí, vysoká tepelná vodivost, nereaktivní povaha) i chemické vlastnosti z něj dělají všestranného pomocníka v průmyslu. Mimo jiné se neon používá k výrobě laserů a součástek pro TV.
Vykouzlí úsměv na tváři snad každému dítěti v záplavě vznášejících se balonků! A kdo by nechtěl aspoň jednou v životě slyšet svůj hlas ve stylu animovaných postaviček…Ano, řeč je o heliu, který má ovšem především široké použití v průmyslu (příměs dýchacích směsí pro potápěče, výroba zemního plynu ad.).
Argon se používá v celé řadě průmyslových a vědeckých aplikacích, ať už chrání kovy před oxidací či při plnění žárovek pro minimalizaci spalování vláken.
Zbývající vzácné plyny jsou pak neodmyslitelnou součástí především v lékařství (xenon jako anestetikum, krypton a radon v léčbě rakoviny - jak říká staré dobré přísloví, nic se nemá přehánět – v případě radonu to platí dvojnásob – vysoké dávky mohou být naopak zdraví škodlivé).
Pro úplnost musíme zmínit, že před pár lety přibyl do periodické tabulky k ostatním vzácným plynům ještě Oganesson, ale o něm až zase třeba příště.
Z našeho článku „Výhody LED neonů oproti klasickým neonům“ víme, že jich je opravdu celá řada. Pojďme si je připomenout, protože právě jejich fyzikální vlastnosti z nich dělají skvělou alternativu ke klasickým neonům – LED neonové nápisy a dekorace mají malou spotřebu energie, dlouhou životnost, odolávají otřesům, vlhku či vysokým teplotám, jsou flexibilní a tak je lze tvarovat dle libosti. A rtuť u nich nemá šanci.☺