Te explicamos qué son los gases nobles, cómo se descubrieron, sus usos, aplicaciones, otras características y ejemplos.
¿Qué son los gases nobles?
En química, los gases nobles o gases inertes se denominan un conjunto de elementos químicos que componen el grupo 18 (VIIIA) de la tabla periódica de elementos.
Su principal característica común es su muy bajo grado de reactividad química., es decir, su baja propensión a formar moléculas y compuestos con otros elementos. De hecho, solo hay un pequeño conjunto de compuestos de los gases nobles, a diferencia de la mayoría de los elementos conocidos que pueden formar una mayor cantidad de compuestos químicos.
En condiciones normales de temperatura y presión, los gases nobles Son sustancias gaseosas monoatómicas. (es decir, formado por un solo átomo). Muchos de ellos están presentes en proporciones variables en el aire que forma la atmósfera.
A pesar de su baja reactividad química, o en ocasiones como resultado de ello, estos elementos tienen aplicaciones muy diversas en la industria, y la mayoría de las veces se producen en masa.
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Descubrimiento de los gases nobles
La mayoría de los gases nobles fueron descubiertas en el siglo XIX, tras estudios sobre el Sol por Pierre Janssen (francés, 1824-1907) y Joseph Norman Lockyer (británico, 1836-1920). Estos astrónomos descubrieron el helio, llamado así por la palabra griega (helios) para la estrella.
La sorpresa de las propiedades características de este nuevo elemento abrió la puerta a la búsqueda de otros similares. Así se descubrió el criptón, el neón y el argón, resultado del estudio químico del aire.
Hacia fines del siglo XIX, los investigadores británicos Lord Rayleigh (1842-1919) y William Ramsay (1852-1916) postularon la existencia conjunta de gases nobles, con lo que ganaron el Premio Nobel de física y química. Recién En el siglo XX se inició la producción industrial a gran escala de estos gases.a medida que se han descubierto más de sus propiedades y usos.
Características de los gases nobles
En general, los gases nobles se caracterizan por:
- Tienen poca o ninguna reactividad química., es decir, no reaccionan con facilidad. De hecho, su última capa electrónica o su último nivel de energía siempre está lleno.
- estar desprovisto de color, olor y sabor.
- Tienen puntos de fusión y ebullición muy cercanos y muy bajos.con tan solo 10 ºC de diferencia, por lo que casi siempre se encuentran en estado gaseoso, aunque solo pueden transformarse en líquido en rangos de temperatura muy precisos.
- Se comportan como gases ideales en condiciones normales de presión y temperatura (1 atm y 0 ºC.)es decir que podemos considerar que sus partículas no interactúan y respetan la ecuación de estado de los gases ideales:
O:
-
- PAG Representa la presión del gas y se expresa en atmósferas (atm) o unidades equivalentes.
- v. Representa el volumen de gas y se expresa en litros (L) o unidades equivalentes.
- Nuevo Méjico Representa la cantidad de sustancia del gas y se expresa en moles (mol).
- R Es la constante de los gases ideales y su valor es 8,314 julios/mol Kelvin (J/mol K).
- T Representa la temperatura del gas y se expresa en Kelvin (K) o unidades equivalentes.
- En el caso de el helio tiene propiedades muy especiales: tiene puntos de fusión y ebullición más bajos que cualquier sustancia conocida, es el único elemento que exhibe superfluidez (estado de fluido que no exhibe viscosidad, es decir, ‘fluye sin fricción) y no puede convertirse en un sólido bajo condiciones de presión estándar.
¿Por qué se llaman gases nobles?
Inicialmente, estos elementos fueron llamados «gases inertes» o «gases raros», ya que en su momento se pensó que eran elementos completamente inertes químicamente y por tanto muy raros en el universo. Ambas características resultaron ser falsas.
Hoy en día se prefieren los “gases nobles”, traducción de “edelgas», término alemán con el que el químico Hugo Erdmann (1862-1910) las bautizó en 1898. Erdmann tomó este nombre de «metales nobles» como el oro, cuya reactividad es muy moderada.. Entonces, así como el oro tendía a permanecer puro y conservar su nobleza, también lo hacían estos gases.
Usos y Aplicaciones de los Gases Nobles
Estos elementos tienen muchos usos para los humanos, tales como:
- Aisladores. Debido a su baja reactividad, pueden utilizarse para contener sustancias altamente reactivas o peligrosas.
- enfriadores criogénicos. A través de procesos que extraen calor y bajan la presión, los gases se transforman en líquidos, y estos líquidos son ideales para operar maquinaria delicada, como imanes superconductores o equipos de resonancia magnética nuclear. El helio es ampliamente utilizado para este propósito.
- componente transpirable. L’hélium mélangé à d’autres gaz est utilisé dans les réservoirs des astronautes et des plongeurs, car il réduit l’effet narcotique de la soi-disant «maladie profonde», qui est causée par une forte concentration de gaz dans le sang et los tejidos. Dado que el helio tiene una baja solubilidad, es menos probable que atraviese las membranas celulares.
- Lleno de globos inflables o dirigibles. El helio se puede utilizar para inflar globos ya que es más ligero que el aire y muy seguro, un reemplazo perfecto para el hidrógeno, que es altamente inflamable.
- Flash. El neón, el xenón, el argón y el criptón se pueden usar llenando bombillas incandescentes para producir colores de luz específicos, en lo que comúnmente llamamos «luces de neón».
- Hacer láseres. A menudo se utilizan en consultorios quirúrgicos o procedimientos industriales.
Ejemplos de gases nobles
Los gases nobles son sólo siete:
- Helio (He). Es el segundo elemento más abundante en el universo conocido. Una de las formas de obtenerlo es produciendo reacciones de fusión de hidrógeno en los núcleos de las estrellas. Tiene la particularidad de alterar la voz humana al inhalarlo y ser mucho más ligero que el aire.
- Neón (Ne). Otro elemento abundante en el universo conocido. Se usa para hacer lámparas fluorescentes porque les da un color rojo. Se utiliza en particular en la fabricación de televisores. También es ampliamente utilizado en la producción del láser He-Ne.
- Argón (Ar). Uno de los gases más comunes en el aire que respiramos, es muy utilizado como aislante industrial y en la obtención de láseres.
- Criptón (Kr). Aunque es un gas raro, puede reaccionar con el flúor y algunas otras sustancias altamente electronegativas, y tiene seis isótopos estables y diecisiete isótopos radiactivos.
- Xenón (Xe). Es un gas muy pesado, presente solo en pequeñas cantidades en la atmósfera terrestre. Fue el primero de los gases nobles en ser sintetizado artificialmente.
- Radón (Rn). Resultado de la desintegración radiactiva de elementos como el radio o el actinio (de ahí que antes se le llamara actinón), es un gas noble pero radiactivo, cuyo isótopo más estable puede durar un máximo de 3,8 días, antes de descomponerse en polonio-218.
- Oganesson (Og). También llamado eka-emanación, ununoctio (Uuo) o elemento 118, este misterioso gas raro es altamente radiactivo y de origen sintético, es decir, no existe en la naturaleza. Fue «descubierto» en 2002.
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Referencias
- «Gases nobles» en Wikipedia.
- «Tabla Periódica #9. Grupo 18. Gases Nobles» (video) en Cienciabit.
- «Gas noble» en Encyclopedia.us.
- “¿Qué es noble en los gases nobles? en Fisicanet.
- «Gas noble» en la Enciclopedia Británica.