Khí hiếm, bao gồm các loại khí có tỷ lệ thấp trong khí quyển lâu nay được coi là những thành phần ít quan trọng và ít được chú ý. Tuy nhiên, trong thực tế, những khí này đã mang lại những ứng dụng đa dạng và quan trọng. Bài viết này sẽ khám phá sâu hơn về ứng dụng của khí hiếm trong lĩnh vực khoa học, nghiên cứu và đời sống hàng ngày, 

Khí hiếm là gì?

Khí hiếm là nhóm các nguyên tố hóa học trong nhóm nguyên tố số 18 trong bảng tuần hoàn. Chuỗi nguyên tố hóa học này chứa heli, argon, neon, krypton, xenon, radon và oganesson. Ngoài ra, flerovi nhóm 14 cũng thể hiện các đặc điểm giống khí hiếm. 

Khí hiếm còn có các tên gọi phổ biến khác là khí trơ, khí hiếm. Vì thế, khi người ta nhắc về khí trơ là gì, các nguyên tố khí trơ là gì thì cũng có nghĩa là nói về khí hiếm. Khí hiếm không phản ứng hoặc phản ứng rất ít với các nguyên tố khác trong điều kiện thông thường. Vì vậy, chúng ngày càng trở nên hiếm do không có khả năng tái tạo.

Các loại khí hiếm

Thuộc tính vật lý của khí hiếm

Các khí hiếm có các lực tương tác nội nguyên tử rất yếu yếu nên điểm sôi và điểm nóng chảy rất thấp. Do đó ở điều kiện bình thường, trạng thái tự nhiên của các nguyên tố này là ở thể khí.

 

Các tranh cãi về tên gọi khí hiếm, khí trơ và khí quý

Tuy nhiên, chính các tên gọi này cũng đang gây ra nhiều tranh cãi. Với tên gọi khí trơ, các nhà khoa học cho rằng tên gọi này chưa thực sự chính xác. Khí trơ là các chất khí không phản ứng với các nguyên tố khác trong điều kiện bình thường. Tuy nhiên, một số nguyên tố trong nhóm khí hiếm cũng tham gia vào một số phản ứng hóa học nhất định.

Ngay cả thuật ngữ phổ biến nhất dùng để chỉ nhóm nguyên tố số 18 là khí hiếm cũng chưa phải là một tên gọi chính xác. Đó là bởi trên thực tế, ví dụ, argon trong tự nhiên tồn tại ở một phần đáng kể (0,93% theo thể tích hay 1,29% theo khối lượng) của khí quyển Trái Đất. 

Khí hiếm không phải là tên gọi riêng cho nhóm nguyên tố 18 vì oganesson thực tế có thể không phải là khí hiếm, trong khi flerovi (nhóm nguyên tố 14) lại là một khí hiếm.

Vị trí của khí hiếm trong bảng tuần hoàn hóa học

Đặc điểm và tính chất của khí hiếm

• Khí hiếm không màu, không mùi, không vị. Ở điều kiện bình thường, chúng không cháy và cũng không bắt lửa.
• Không phản ứng hoặc phản ứng ít: Các nguyên tố trong khí hiếm thường không phản ứng hoặc phản ứng rất ít với các chất khác trong điều kiện thông thường. Điều này làm cho chúng ít có tác động đối với các quá trình hóa học thông thường.
• Điểm sôi và điểm đông ở các nhiệt độ khá thấp so với nhiều chất khác
• Trong môi trường đặc biệt, khí trơ có thể chuyển sang thể lỏng hoặc rắn hoặc có thể biến chuyển thành các màu sắc khác nhau. 
• Khả năng trao đổi oxy hóa của khí trơ rất thấp, gần như bằng 0. Khí này có năng lượng ion hóa cao.
• Các khí hiếm thường được sản xuất từ các quá trình phân rã tự nhiên của các nguyên tố nặng, và chúng có thể được tìm thấy trong các quá trình khai thác khoáng sản và dầu mỏ.
• Khí hiếm không độc hại với sức khỏe con người. Tuy nhiên, có trường hợp ngoại lệ là radon (Rn) - là một chất phóng xạ tự nhiên có thể gây hại cho sức khỏe con người, đặc biệt khi hít thở trong nồng độ cao và trong không gian kín.

Ứng dụng của khí hiếm

Mặc dù các khí hiếm trơ về mặt hóa học nhưng chúng vẫn có ứng dụng đa dạng trong khoa học cũng như trong hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người. Mỗi loại khí hiếm lại có những ứng dụng cụ thể khác nhau, cụ thể là:

Ứng dụng của khí hiếm Heli

• Helium được sử dụng trong các hệ thống làm lạnh và làm nguồn lạnh trong các thiết bị y tế như máy MRI (Cộng hưởng từ hạt nhân), máy quang phổ cũng như trong ngành công nghiệp, nghiên cứu khoa học và thiết bị điện tử.
• Sản xuất công nghiệp: Helium được sử dụng trong quá trình sản xuất các sản phẩm như silicon, chất lỏng làm nguồn lạnh và sợi quang. 
• Sử dụng trong khí thở của các thợ lặn biển sâu (heliox) để ngăn ngừa những độc tính của N2, CO2 tràn vào bình thở.
• Khí Helium lỏng được ứng dụng trong điều trị những bệnh về hô hấp, hen suyễn
• Được sử dụng làm lớp bảo vệ trong hàn kim loại
• Dùng để thổi phồng bóng bay và khinh khí cầu. Nó cũng có thể làm biến đổi giọng nói khi hít vào - sử dụng cho mục đích giải trí.

Khí heli bơm bóng bay

 

>>> Xem thêm: Bình khí heli mini giá bao nhiêu?

Ứng dụng của khí Neon

• Khí hiếm Neon được sử dụng trong biển hiệu, quảng cáo và trang trí. Ngoài ra, neon cũng cũng được sử dụng làm đèn chỉ thị điện cao thế.
• Sản xuất laser: Khí neon cũng có thể được sử dụng như môi trường làm việc trong các ống laser, tạo ra ánh sáng tia laser có màu đỏ.
• Quá trình luyện kim, người ta cũng sử dụng neon lỏng để chuyển nhiệt hoặc làm mát các thiết bị, máy móc.
• Ứng dụng trong thu lôi, ống đo bước sóng, ống âm cực trong tivi,...

Neon được sử dụng để tạo ra màu sắc cho đèn led dùng trong trang trí

Ứng dụng của khí hiếm Xenon

• Sử dụng rộng rãi trong thiết bị phát ánh sáng: đèn chớp xenon, đèn chớp máy ảnh, khả năng tạo ra tia cực tím bước sóng ngắn, dùng cho các thiết bị quan sát về đêm.
• Là các tác nhân oxy hóa trong hóa phân tích, sử dụng trong nghiên cứu tinh thể học protein.
• Ứng dụng của khí hiếm Xenon trong y tế: được sử dụng trong thăm dò hình ảnh y tế, chẳng hạn như MRI (cộng hưởng từ hạt nhân) và máy CT scan (tạo hình ảnh cắt lớp). Ngoài ra, xenon cũng làm chất gây tê toàn phần, hỗ trợ điều trị các bệnh lý nguy hiểm. 
• Ở lĩnh vực năng lượng hạt nhân, Xenon sử dụng trong các máy dò, buồng bọt,...
• Ứng dụng trong hành không vũ trụ: Khí xenon được sử dụng làm chất phụ trợ trong các động cơ ion của tàu vũ trụ.

Ứng dụng của khí hiếm xenon để tạo ra những dải ánh sáng có bước sóng ngắn - Độ đèn xenon cho ô tô

Ứng dụng của Argon

• Hàn bảo vệ: Argon thường được sử dụng làm chất bảo vệ trong quá trình hàn để ngăn sự tác động của không khí lên các mối hàn. Việc sử dụng argon trong quá trình hàn giúp tạo ra mối hàn chất lượng cao, đồng thời ngăn ngừa sự oxi hóa và các tác nhân gây ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.
• Công nghiệp điện tử: ứng dụng của khí Argon trong các quá trình sản xuất và gia công điện tử, chẳng hạn như trong quá trình sản xuất bán dẫn và thiết bị điện tử. Nó giúp ngăn tác động của không khí lên các linh kiện điện tử nhạy cảm.
• Sản xuất quặng kim loại: dùng để loại bỏ các tạp chất không mong muốn khỏi quặng kim loại trong quá trình sản xuất.
• Argon được dùng để sản xuất bóng đèn vì tác dụng ngăn dây tóc vonfram không bị oxi hóa nhờ vậy bóng đèn sử dụng lâu bền, tuổi thọ cao hơn. 
• Trong lĩnh vực y tế: trong phẫu thuật lạnh. Chất khí này giúp tiêu diệt mô bệnh nhỏ, đảm bảo quá trình phẫu thuật chuẩn xác. Ar còn ứng dụng hỗ trợ điều trị rối loạn nhịp tim hiệu quả. 
• Trong ngành thực phẩm: Argon có thể được sử dụng để bảo quản các sản phẩm như rượu vang và dầu ăn, giúp ngăn ngừa sự oxy hóa và duy trì chất lượng.

Argon được sử dụng làm khí bảo vệ trong quá trình hàn

Ứng dụng của Krypton

• Trong chiếu sáng: Krypton được sử dụng trong việc sản xuất đèn sáng cao áp. Các loại đèn này thường sử dụng hỗn hợp khí xenon và krypton để tạo ra ánh sáng mạnh và ổn định hơn. Hoặc trong sản xuất đèn huỳnh quang, khí Krypton trộn cùng khí Argon để giảm năng lượng tiêu thụ điện.
• Chất bảo vệ trong quá trình hàn: ứng dụng của khí hiếm Krypton là có thể được sử dụng làm chất bảo vệ trong quá trình hàn, tương tự như argon và xenon, để bảo vệ mối hàn khỏi sự tác động của không khí.
• Khí Krypton dùng trong công nghệ nhiếp ảnh và chiếu sáng do ánh sáng Krypton nhiều dải phổ. 
• Trong y tế, khí Krypton dùng trong cộng hưởng từ MRI.
• Nghiên cứu quang phổ: Khí krypton cũng có thể được sử dụng trong các nghiên cứu về phổ quang để nghiên cứu cấu trúc và tính chất của các phân tử và nguyên tử.

Quét MRI được sử dụng cho bệnh tim cũng có thể phát hiện các bệnh ung thư nguy hiểm

Ứng dụng của Radon

Radon không phải là một khí có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp hay thương mại như các khí: argon, xenon hay helium. Thực tế, radon là một khí phóng xạ tự nhiên, có thể có tác động tiêu cực đến sức khỏe con người khi nồng độ cao. Tuy nhiên, có một số ứng dụng của khí hiếm radon như sau:

• Thiết bị kiểm tra độ kín trong kiến trúc: Radon có thể thâm nhập vào các cấu trúc bằng đất, gạch, bê tông, và gỗ. Do đó, nó có thể được sử dụng để kiểm tra độ kín của các kết cấu như nhà cửa, tòa nhà, và căn hộ
• Sản xuất đèn phát quang: Một số loại đèn phát quang, như đèn phát sáng trong đồng hồ đeo tay hay đèn phát sáng trên tàu thủy cứu hộ, có thể sử dụng kích thích từ radon để tạo ánh sáng trong tối.
• Trong y tế: Radon được dùng trong quá trình xạ trị và tiêu diệt các tế bào ung thư.

Radon được sử dụng làm chất phát sáng trong bóng đêm

Khí Tinh Khiết - Địa chỉ cung cấp các loại khí hiếm chất lượng

Công ty Cổ phần Khí Tinh Khiết Việt Nam là đơn vị uy tín chuyên cung cấp khí trơ, khí công nghiệp, khí đặc biệt. Với trang thiết bị hiện đại, kinh nghiệm, đội ngũ chuyên môn hóa cao và sự tận tâm, Khí Tinh Khiết hiện Công ty đã trở thành bạn hàng tin cậy và là một trong những nhà phân phối độc quyền của các nhà máy lớn ở các Quốc gia như: Ấn Độ, Trung Quốc, Singapore,... Sự phát triển của Công ty càng được khẳng định hơn khi trở thành nhà phân phối độc quyền sản phẩm của Công ty Inoxcva.

Bài viết trên đây đã giới thiệu về những ứng dụng của khí hiếm. Với những ứng dụng đa dạng và quan trọng, các khí hiếm đang dần cạn kiệt do đó giá trị của chúng cũng ngày càng tăng lên.

CÔNG TY CỔ PHẦN KHÍ TINH KHIẾT VIỆT NAM

• Địa chỉ: Số 81 - 83, Tổ 24, Thị trấn Đông Anh, huyện Đông Anh, Hà Nội
• Nhà máy sản xuất: Cụm CN Nguyên Khê, Đông Anh, Hà Nội
• Điện thoại : 024 3 968 7068 - 024 3 968 7069
• Hotline: 0984 6886 80
• Email: khitinhkhietvietnam@gmail.com