گاز نئون – خواص و کاربردهای آن چیست ؟

گاز نئون دارای چه خواص و کاربردهایی است؟این گاز همانندگازهای دیگری مانند هلیوم، آرگون، کریپتون و …  در دسته گازهایی بی اثر و نجیب قرار دارد. نئون چهارمین عنصر فراوان در جهان است ، اما تنها ۱۸.۱۸ppm از جو زمین را تشکیل می دهد. این هشتاد و دومین عنصر فراوان روی زمین است.نئون بعد از هلیوم ، دومین گاز نجیب سبک است . نئون یک گاز یا مایع بی اثر ، بی رنگ ، بی بو ، بی مزه است..

به دلیل داشتن ویژگی های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد، کاربرد و مصرف نئون هر روز در حال گسترش است . بی اثر بودن و عدم واکنش پذیری آن یکی از مهم ترین ویژگی های آن است . بیشترین کاربرد نئون در ساخت نماد و تابلوهای تبلیغاتی نوری، تابلوهای نئونی تابلوهای الکتریکی می باشد .با ما در نشریه علمی جهان شیمی فیزیک همراه باشید تا با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی و تولید و کاربردهای نئون بیشتر آشنا شوید.

بررسی اجمالی گاز نئون :

نئون با نشان شیمیایی Ne و با عدد اتمی ۱۰ در طبیعت به صورت گاز بی‌رنگی وجود دارد.  نئون بعد از هلیوم سبک ترین گاز نجیب است. این گازدر جدول مندلیف در گروه گاز های نجیب قرار دارد. در لامپ های نئونی و لوله تخلیه خلا به رنگ نارنجی مایل به قرمز است. ظرفیت خنک کنندگی این گاز ۴۰ برابر گاز هلیوم مایع است. این گاز در حالت طبیعی بی رنگ و بدون و غیر سمی است .

این گاز در حالت طبیعی بی رنگ و بدون و غیر سمی است .در حالت برانگیختگی نور نارنجی مایل به قرمز از خود ساطع می کند. فراوان ترین ایزوتوپ آن، ایزوتوپ نئون ۲۰ است. مقدار زیادی نئون از فرآیند همجوشی جذب آلفا در ستاره ها ساخته می شود. کلمه “نئون” از کلمه یونانی neos به معنی “جدید” گرفته شده است. پلاسمای نئون بیشترین شدت تخلیه نور را در ولتاژها و جریان های طبیعی تمام گازهای نجیب دارد. گاز بی رنگی که در یک میدان الکتریکی قرار می گیرد دارای درخشش قرمز نارنجی است .

مشخصات فیزیکی و شیمیایی گاز نئون :

 

نماد شیمیایی	Ne
۱۰	عدد اتمی
۲۴.۵۶ K (-415.5 °F)	نقطه ذوب
۲۷.۰۷ K (-410.9 °F)	نقطه جوش
He]۲s۲ ۲p۶]	ساختار الکترونی
گاز بی رنگی که در یک میدان الکتریکی قرار می گیرد دارای درخشش قرمز نارنجی است .	ظاهر
۲۰.۱۷۹۷ amu	وزن اتمی
۷۴۴۰-۰۱-۹	شماره CAS

 

تاریخچه نئون :

 

نئون در سال ۱۸۹۸ توسط شیمی دانان انگلیسی سر ویلیام رامسی (۱۸۵۲–۱۹۱۶) و موریس د. تراورس (۱۸۷۲–۱۹۶۱) در لندن کشف شد . آن ها با گرم کردن هوای مایع و آن ها با گرم کردن هوای مایع و استحصال بخش های مختلف حاصل از تقطیر متوجه شدند که با عنصر جدیدی رو به رو هستند که پیش از ان شناسایی نشده است.

البته آن ها به جز نئون، کریپتون و زنون را نیز کشف کردند و نئون دومین عنصر اکتشافی آن ها بود. کمی بعد این داشمندان به علت کشف عناصر گروه گاز های نجیب موفق به دریافت جایزه نوبل شدند.

کاربردها ی گاز نئون :

 

بیشترین کاربرد نئون در ساخت لامپ نئون با ولتاژ کم، لوله های تخلیه ولتاژ بالا و تابلوهای تبلیغاتی نئون است . نئون با عبور جریان ولتاژ بالا  یونیزه می شود ، و رنگ قرمز روشن تولید می کند. از این گاز در ساخت لامپ های نئونی که نور قرمز پخش می کنند استفاده می شود. سایر گازهای نجیب رنگ های مختلفی تولید می کنند . برخلاف لامپ های رشته ای ، لوله های نئون می توانند خم شوند و به شکل های منحصر به فردی درآیند ، از جمله تشکیل کلمات و تصاویر برای تبلیغات تجاری و علائم.

نئون به دلیل آنکه دمای ذوب و جوش ان بسیار پایین است دارای خاصیت خنک کنندگی بالای  است .ظرفیت سرمایشی نئون مایع بیش از ۴۰ برابر بیشتر از هلیوم مایع  و بیش از سه برابر هیدروژن مایع است. هنگامی که نیازهای برودتی را داشته باشد  نئون از هلیم ارزانتر است. کاربرد نئون به عنوان مبرد برودتی بسیار اقتصادی است.

همچنین برای ساخت نشانگرهای ولتاژ بالا ، آذرخش گیر ،  تیوب وکیوم، نمایشگر های ولتاژ بالا، چراغ چشمک زن، تیوب های موج سنج، تیوب های تلویزیون استفاده می کنند. از نئون و هلیوم در ساخت لیزرهای گازی نئون-هلیوم و مخلوط با He و Ar در شمارنده های گایگر استفاده می شود. نئون مایع در ساخت صفحه نمایش پلاسما کاربرد دارد.

از نئون در کروماتوگرافی گازی به عنوان گاز حامل برای کاربردهای خاص استفاده می گردد.  مخلوط تنفسی گازهای نئون و اکسیژن در غواصی استفاده می شود، به این دلیل که باعث تغییر صوتی نمی شود.

ایزوتوپ ها :

 

نئون در مجموع ۱۱ ایزوتوپ دارد که سه مورد از آنها پایدار هستند. یکی از آنها Ne-20 است که با ۹۰.۴۸٪  فراوانی طبیعی نئون در زمین را تشکیل می دهد. Ne-21 ، که فقط ۰.۲۷٪ از کل نئونهای یافت شده در طبیعت است. و Ne-22 ، که ۲۵/۹٪ به فراوانی طبیعی نئون کمک می کند. فراوان ترین ایزوتوپ آن، ایزوتوپ نئون ۲۰ است.

تولید گاز نئون :

 

هوا تنها منبع نئون در کره زمین است. نئون و اغلب گازهای نجیب از هوا جداسازی می شوند و یکی از محصولات تقطیر جزء به جزء هوای مایع می باشد.

مخلوط نئون خام توسط فرآیندهای مختلف شیمیایی و فیزیکی خالص سازی می شود.زمانی که هوای مایع به صورت جز به جز تقطیر می شود، گاز هلیوم، نئون و نیتروژن چون نقطه جوش بسیار پایین دارند به صورت گازی باقی می مانند. مخلوط گاز اولیه حاصل از تقطیر جز به جز دارای ۳ تا ۱۰ درصد مخلوط نئون-هلیوم است .

نیتروژن باقیمانده از نئون خام با رفتن به دفلگماتور ، که یک تیوب تقطیر است کندانس می شود و بخش اعظم نیتروژن جداسازی می شود. سپس برای جداسازی کامل تر در دستگاه دیگری به نام جذب کننده- دفلگماتور فرستاده می شود. در نهایت برای حذف رد پای نیتروژن ، این مخلوط گازی را از میان کلسیم کاربید تحت حرارت عبور می دهند تا با ایجاد ترکیب کلسیم سیانامید ، نیتروژن از آن حذف شود. مخلوط نهایی حاوی حدود ۷۵٪ نئون و ۲۵٪ هلیم می باشد.جدا سازی این دو گاز با عبور دادن آن از میان تیوب های سرد شده با نیتروژن مایع به دست می آید.

خرید و فروش گاز نئون :

خرید و فروش نئون در صنعت تولید تابلو های تبلیغاتی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این گاز به عنوان ماده اولیه در ساخت نماد و تابلوهای تبلیغاتی نوری، تابلوهای نئونی تابلوهای الکتریکی استفاده می شود.

از آنجا که هوا تنها منبع گاز نئون است و تولید گاز نئون در کره ی زمین کم یاب است باعث می شود که قیمت آن نسبت به دیگر گاز هایی می شود که از جو زمین به دست می آیندبالاتر باشد. گاز نئون در حالت مایع یا گاز نسبتا گران است.این گاز معمولا از گاز هلیوم هم گران تر است.

نئون با درصدهای خلوص معینی تولید می شوند و استانداردی مشخص برای ارائه ی درصد خلوص  آن وجود دارد.
گاز نئون گرید ۴.۵ با خلوص۹۹.۹۹۹۵%
گاز نئون گرید ۵ با خلوص ۹۹.۹۹۹۹%