Soy Gazlar Nedir ? Özellikleri Nelerdir ?

Soy Gazlar Nedir ?

Soy gaz nedir sorusunun cevabı aslında çok basittir. Bu elementler kimyasal olarak çok düşük tepkimeye girme eğilimlerine sahiptir. Soy gazlar periyodik tabloda VIIIA ( 18 ) grubundadırlar. Bu da periyodik tablodaki en sağ sütuna tekabül eder. Soy gazlar genel olarak renksiz, kokusuz, tatsız, alev almayan ve kimyasal reaksiyona girme eğilimleri çok düşük elementler olarak karşımıza çıkarlar. Literatürde asal gaz olarak da geçerler. Tarihte ilk olarak Hugo Erdmann tarafından keşfedilmiştir.

Bu gazlar genel olarak çok ekstrem koşullar olmadıkça reaksiyona girme eğiliminde olmazlar. Bu inert olma özellikleri, reaksiyon istenmeyen durumlarda işimize yaramaktadır. Bir çok yazımızda bahsettiğimiz gibi özellikle kaynak uygulamalarında oksijenin istenmeyen korozyon meydana getirme özelliklerinin önüne geçmek için Argon kaynağında kullanılmaktadır.

Günümüzde soy gazların özellikleri modern teoriler ile rahatlıkla açıklanabilmektedir. Soy gazların gerçekten “inert” yani reaksiyona girmeme sebepleri atomik boyutlarda açıklanabilmektedir. Soy gazlar, atomlarının valans ya da değerlik elektronlarında bağ yapacak elektronlara sahip değildir yani doymuş bir yapıda bulunurlar. Bu özellik farklı soygazların benzer özelliklerde olmalarına olanak sağlamaktadır. Örnek olarak erime ve kaynama sıcaklıkları birbirlerine çok yakındır.

Soy Gazlar Nelerdir ve Nasıl Elde Edilirler ?

Neon, argon, kripton ve xenon gazları havanın sıvılaştırılması tekniği kullanılarak direkt olarak havadan elde edilmektedirler. Helyum ise, direkt olarak doğal gaz kaynaklarından kriyojenik gaz ayırma yöntemi kullanılarak elde edilmektedir. Radon ise radyoaktif  bozunma yolu ile elde edilir. Bu bozunma genellikle toryum ya da uranyum bileşiklerinden elde edilmektedir.

Bilinen asal gazlar aşağıda sıralandığı gibidir;

Soy Gazlar


Helyum

Helyum gazı en çok bilinen soy gazlar arasındadır. Hidrojenden sonra en çok bulunan ve en hafif elementtir. Kimyasal gösterimi ” He “ olup atom numarası 2’dir ve elektron dizilimi 1s2 olarak bitmektedir. Dolayısı ile kararlı bir elementtir. Reaksiyona giremez. Havadan hafif olduğu için yükselme eğilimindedir. Özellikle kaynak uygulamalarında TIG Kaynağında kullanılır. Havadan hafif olduğu için genellikle tavan kaynağı uygulamalarında kullanılmaktadır. Argon gazı ile karışım olarak da kullanıldığı durumlar mevcuttur. Kaynak dikişini argona göre biraz daha genişleten bir kimyasal yapısı bulunmaktadır.

Helyum gazının erime sıcaklığı -272 °C olduğu için doğal koşullar altında katı halde görünmesi imkansızdır. Çünkü mutlak sıfıra yakın bir sıcaklık değerinde ancak katı fazı bulunabilir. Yoğunluğu 0.17 g/cm3 olduğu için havadan hafiftir ve sıcak balonlarda balonun yükselmesini sağlamak için de kullanılmaktadır.

Diğer gazlardan farkı, yüksek basınç altında sıvı hale gelememesidir. Bunun sağladığı bir avantaj ilerleyen başlıklarda anlatılacaktır.

Argon Gazı

Kimyasal gösterimi ” Ar “ olan Argon gazı da helyum kadar popüler bir gaz olarak karşımıza çıkar. Argon gazı yoğunluğu 1.78 gr/cm3 olup helyumun yoğunlunun yaklaşık olarak 10 katıdır ve dolayısı ile havadan ağırdır. Bu nedenle helyum gibi yükselmez, serbest halde dibe çöker. Koku ve renk ile ayırt edilemez. Atom numarası da 18’dir. Valans elektronları dolu olduğu için reaksiyona girmez. Bu da aynı helyum da olduğu gibi kaynak işleminde, kaynak dikişini oksijenden korumak için kullanılmasına sebeptir.

Neon Gazı

Soy Gaz Neon Elektron Dizilimi

Neon Elektron Dizilimi

Yukarıda soy gazlar statüsünde bulunan neon gazının ( Ne ) elektron dizilimi temsili olarak gösterilmiştir. Elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6  olan neon gazının 2. katmanında toplam 8 elektron bulunmaktadır. Bu da kimyasal olarak doygun anlamına gelir. Dolayısı ile asal gaz olan neon, kimyasal reaksiyona girme eğiliminde bulunmaz.

Atom numarası 10, Atom ağırlığı ise 20 olarak kabul edilir. Diğer inert gazlarda olduğu gibi renksiz ve kokusuzdur. Bileşik halinde değil tek atomlu bir şekilde bulunmaktadır. Genellikle aydınlatma sektöründe tercih edilmektedir.

Kripton

Kimyasal simgesi ” Kr “, atom numarası ise 36 olan bir kimyasal elementtir. Aynı argon ve helyumda olduğu gibi renksiz ve kokusuz bir gaz olan kripton inert bir gazdır yani kimyasal reaksiyona girme eğilimi yok denecek kadar azdır. Havada çok az miktarda bulunur ve bazı floresan lambalarda kullanılır.

Xenon Gazı

Xenon gazı bir çoğumuzun aşina olduğu bir soy gazdır. Günlük hayatta en çok karşımıza çıkan kullanım özelliği, araçlardaki xenon ampullerdir. Atmosferde kriptondan 10 kat daha nadir bulunan xenon gazının kimyasal gösterimi “Xe” olup, atom numarası ise 54 ‘tür.

Radon

Soy gazlar içerisinde en az bilinen Radon’un kimyasal simgesi ” Rn ” olup atom numarası 86’dır. Atom ağırlığı 222 olarak belirlenen radon gazı bilinen en yoğun elementlerden birisidir. Bu gaz, radyumun radyoaktif olarak bozunumu sayesinde elde edilmektedir. Bu nedenle de sağlık açısından bir risk olarak değerlendirilir. Diğer soy gazlar statüsündeki elementler gibi renksiz, tatsız ve kokusuz olma özellikleri ile ön plana çıkar. Ancak; sıcaklık düşürüldüğünde beyaz renkten git gide sarıya, daha sonra da koyulaşarak turuncu ve kırmızı renge doğru döner. Soy gaz olduğu için kimyasal olarak reaksiyona girme eğilimi de yoktur.

Soy Gazlar ve Kullanım Alanları

Soy gazlar, genelinde çok düşük erime ve kaynama sıcaklıkları bulunduğu için genellikle kriyojenik yani düşük sıcaklık uygulamalarında bol miktarda kullanılmaktadır.

Helyum, özellikle gaz altı kaynak uygulamalarında koruyucu gaz olarak kullanılmaktadır. Havadan hafif olduğu için yükselme eğiliminde olan helyum gazı, uçan balonlarda da kullanılmaktadır.

Diğer bir kullanım alanı ise, dalgıçların kullandığı hava tüpleridir. Oksijen ile birlikte karışım halde bulunmaktadır. Oksijen ile birlikte helyum gazının kullanılmasının temel nedeni, vurgun olayının önüne geçmektedir. Çünkü önceki başlıklarda da anlattığımız gibi helyum sıkıştırılarak sıvılaştırılamaz. Böylece kanda basınç azaldığında gaz haline geçmez ve hava kabarcığı oluşturmaz.

Diğer kullanım alanları ise, kaçak testleri ve reaktörlerin soğutulmasıdır. Özellikle MR Cihazlarındaki süper iletken magnetler yine helyum gazı kullanılarak soğutulmaktadır.

Neon soy gazlar arasında en güçlü ışığı veren gazdır. Genellikle aydınlatma sektöründe kullanılmaktadır. Neon aydınlatma örneği aşağıda görüldüğü gibidir.

neon aydınlatma

Neon Aydınlatma

Soy gazlar kategorisinde bulunan neon gazının lamba olarak kullanılmasında düşük basınçlı neon gazı kullanılmaktadır. Bir tüp içerisinde düşük basınçlı neon gazı doldurulur. Sonra her iki taraftan yüksek gerilim uygulanır. Yüksek gerilim sonucunda gaz ışıma yapar. Bu ışıma, gaz atomlarının uyarılması ile meydana gelmektedir. Genellikle hafif ışık veren aydınlatma lambaları ya da reklam panolarında kullanılır.

Argon Gazı ve Kullanımı

Soy gazlar kategorisinde bulunan argonun kaynak işlemlerinde kullanıldığından bahsetmiştik. Reaksiyona girmemesinden dolayı, kaynak dikişini oksijenin zararlı etkilerinden korumaktadır. Bir diğer kullanım alanı ise döküm sektöründe, döküm metalinin zararlı gazlardan arındırılmasıdır. Ayrıca, yine metal sektöründe kimyasal analiz yapan cihazların içerisinde argon gazı bulunmaktadır.

Soy Gazlar ve Xenon Kullanımı

Normalde renksiz bir gaz olan xenon gazı soy gazlar arasında nadir bulunan bir türdür. Çok bilinmesinin nedeni otomobillerdeki farlarda kullanılmasıdır. Temel çalışma prensibi, kapalı bir tüpte bulunan gaza gerilim verilerek ışıma yapmasını sağlamaktadır. Verilen gerilime göre bu gazın ışık rengi de değişecektir. Aşağıdaki resimde verilen gerilim miktarının artmasına bağlı olarak ışığın renk değişimi gösterilmiştir. Gerilim arttıkça, renk sarıdan beyaza dönmektedir. Eğer gerilim daha da arttırılır ise renk pembeye doğru kayacaktır.

Xenon Gazı Renkleri

Xenon Gazı Renkleri

Soy gazlar arasında tehlikeli olarak nitelendirilen bir diğer gaz ise ” Radon “ gazıdır. Bu gaz genellikle bir tüp içerisine konarak, kanserli hücrelerin bulunduğu yere yerleştirilir. Yaydığı alfa ışınları ile kanserli hücrelerin tedavisinde kullanılmaktadır. Kesinlikle solunmamalıdır.

Yorum Yaz