આર્ગોનનો પરિચય
આર્ગોન (Ar) એક ઉમદા વાયુ (noble gas) છે, જે આવર્ત કોષ્ટકના ગ્રુપ 18 માં ત્રીજા તત્વ તરીકે સ્થાન ધરાવે છે. તે રંગહીન, ગંધહીન અને બિન-ઝેરી છે, અને તેની સૌથી અગત્યની લાક્ષણિકતા તેની રાસાયણિક નિષ્ક્રિયતા (chemical inertness) છે, એટલે કે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં તે અન્ય તત્વો અને સંયોજનો સાથે મોટાભાગે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. આ સ્થિરતા તેના સંપૂર્ણ બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલને કારણે છે.
કુદરતી ઘટના અને નિષ્કર્ષણ
વાતાવરણીય હાજરી
આર્ગોન પૃથ્વીના વાતાવરણમાં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં રહેલો ઉમદા વાયુ છે, જે કદના આશરે 0.934% જેટલો ભાગ બનાવે છે. તે નાઇટ્રોજન અને ઓક્સિજન પછી વાતાવરણમાં ત્રીજો સૌથી સામાન્ય વાયુ છે. આર્ગોનના નિશાન દરિયાના પાણીમાં ઓગળેલા અને પૃથ્વીના પોપડામાં, મુખ્યત્વે ખનિજોમાં ફસાયેલા પણ જોવા મળે છે.
ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન
આર્ગોનનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન લગભગ સંપૂર્ણપણે પ્રવાહી હવાના અપૂર્ણાંક નિસ્યંદન (fractional distillation) પર આધાર રાખે છે. હવાને ખૂબ નીચા તાપમાને ઠંડું કરવામાં આવે છે જ્યાં સુધી તે પ્રવાહી ન બની જાય. પ્રવાહી હવાના વિવિધ ઘટકોના ઉત્કલનબિંદુ (boiling points) અલગ-અલગ હોવાથી, તેમને ધીમે ધીમે ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા દ્વારા અલગ કરી શકાય છે. નાઇટ્રોજન સૌપ્રથમ બાષ્પીભવન પામે છે, ત્યારબાદ આર્ગોન અને પછી ઓક્સિજન. સમગ્ર ભારતમાં સ્થિત મોટા પાયે હવા વિભાજન એકમો (Air Separation Units - ASUs), ઔદ્યોગિક વાયુઓમાં વિશેષતા ધરાવતી કંપનીઓ દ્વારા સંચાલિત, વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા આર્ગોનનું ઉત્પાદન કરવા માટે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે.
રોજિંદા અને ઔદ્યોગિક ઉપયોગો
આર્ગોનનો નિષ્ક્રિય સ્વભાવ તેને અનેક ક્ષેત્રોમાં અમૂલ્ય બનાવે છે.
વેલ્ડીંગ અને ધાતુશાસ્ત્ર
આર્ગોન આર્ક વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓમાં શિલ્ડિંગ ગેસ (shielding gas) તરીકે કામ કરે છે, જેમ કે ગેસ ટંગસ્ટન આર્ક વેલ્ડીંગ (GTAW અથવા TIG) અને ગેસ મેટલ આર્ક વેલ્ડીંગ (GMAW અથવા MIG). જ્યારે પીગળેલી ધાતુ વાતાવરણના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે તે ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, જેના કારણે ખામીઓ સર્જાય છે. આર્ગોન વેલ્ડ પૂલ (weld pool) ની આસપાસ એક નિષ્ક્રિય વાતાવરણ બનાવે છે, જે દૂષણને અટકાવે છે અને મજબૂત, સ્વચ્છ વેલ્ડ્સ સુનિશ્ચિત કરે છે. આ એપ્લિકેશન મુંબઈમાં માઝાગોન ડોક શિપબિલ્ડર્સ અને કોચિન શિપયાર્ડ જેવા શિપયાર્ડ્સ તેમજ સમગ્ર ભારતમાં મશીનરી અને ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરનું ઉત્પાદન કરતા ફેબ્રિકેશન ઉદ્યોગોમાં મહત્વપૂર્ણ છે.
ઇલ્યુમિનેશન ટેકનોલોજી
ઘણા ઇન્કેન્ડેસન્ટ લાઇટ બલ્બ આર્ગોનથી ભરેલા હોય છે, કેટલીકવાર નાઇટ્રોજન સાથે મિશ્રિત. આર્ગોનની હાજરી ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટના બાષ્પીભવનના દરને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે, જેનાથી બલ્બની આયુષ્ય વધે છે અને તેને વધેલી તેજસ્વીતા માટે ઊંચા તાપમાને કાર્ય કરવા દે છે. જ્યારે LED ટેકનોલોજી હવે પ્રચલિત છે, ત્યારે પરંપરાગત લાઇટિંગમાં આર્ગોનની ભૂમિકા નોંધપાત્ર રહી છે.
થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન
હવાની સરખામણીમાં આર્ગોન ગરમીનો નબળો વાહક છે. આ ગુણધર્મ તેને અસરકારક ઇન્સ્યુલેટીંગ ગેસ બનાવે છે. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ડબલ-ગ્લેઝ્ડ વિન્ડોમાં કાચના પલડા (panes) વચ્ચેની જગ્યા ભરવા માટે થાય છે. આ આર્ગોન-ભરેલી વિન્ડો શ્રેષ્ઠ થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન પ્રદાન કરે છે, ગરમીનું સ્થાનાંતરણ ઘટાડે છે અને ઇમારતોમાં ઊર્જા કાર્યક્ષમતા સુધારે છે, જે ભારતીય શહેરોમાં આધુનિક નિર્માણમાં વધુને વધુ અપનાવવામાં આવતી સુવિધા છે.
ખોરાકનું સંરક્ષણ
તેની નિષ્ક્રિયતા અને હવા કરતાં વધુ ઘનતાને કારણે, આર્ગોનનો ઉપયોગ ફૂડ પેકેજિંગમાં ઓક્સિજનને વિસ્થાપિત કરવા માટે થાય છે. ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન દ્વારા ખોરાકને બગાડી શકે છે, જેનાથી રંગ બદલાય છે, સ્વાદ ગુમાવે છે અને માઇક્રોબાયલ વૃદ્ધિ થાય છે. પેકેજોને આર્ગોનથી ફ્લશ કરીને, ચિપ્સ, કોફી અને ફાઇન વાઇન જેવી ખાદ્ય ચીજોની શેલ્ફ લાઇફ લંબાવી શકાય છે, જે ભારતમાં વિશાળ ખાદ્ય પ્રક્રિયા અને પેકેજિંગ ઉદ્યોગને ટેકો આપે છે.
વૈજ્ઞાનિક અને તબીબી ઉપયોગો
વૈજ્ઞાનિક સંશોધનમાં, આર્ગોનનો ઉપયોગ ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફીમાં કેરિયર ગેસ (carrier gas) તરીકે અને ઇન્ડક્ટિવલી કપલ્ડ પ્લાઝ્મા માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (ICP-MS) માં પ્લાઝ્મા ગેસ (plasma gas) તરીકે થાય છે, જે સમગ્ર ભારતમાં પર્યાવરણીય, ફોરેન્સિક અને મટીરીયલ સાયન્સ લેબોરેટરીઝમાં તત્વીય વિશ્લેષણ માટે મહત્વપૂર્ણ વિશ્લેષણાત્મક તકનીકો છે. દવાના ક્ષેત્રમાં, પ્રવાહી આર્ગોનનો ઉપયોગ ક્રાયોસર્જરી (cryosurgery) માં અનિચ્છનીય પેશીઓનો નાશ કરવા માટે થાય છે.