Neon is gas. Vindingrijke ingenieurs hebben neonlampen uitgevonden en in de jaren 20 van de 20e eeuw veroverden neonreclames de hele wereld.
De echte kleur van neon
Als we aan neon denken, stellen we ons de namen voor van winkels en restaurants die gloeien met verschillende kleuren. Neon gloeit zelfs met een helder rood-oranje licht. Een rijk scala aan kleuren wordt bereikt door kwik en natriumdamp in de gaslampen te brengen. In Las Vegas zijn de straten fel verlicht met gebogen gasleidingen die toeristen uitnodigen om casino's te spelen of te luisteren naar het gezang van Wayne Newton.
Hoe wordt neon gedolven?
Neon zit in de atmosfeer, dus misschien adem je op dat moment een beetje neon in. Maak je geen zorgen, er zit zo weinig neon in één liter lucht dat het niet genoeg is om een popcornkorrel te vullen. Om neon van lucht te scheiden, moet lucht vloeibaar worden gemaakt. Net als water, wanneer lucht bij afkoeling verandert van damp in vloeibare toestand, verandert lucht in een vloeistof wanneer de temperatuur daalt. Alleen bij water gebeurt dit bij 100 graden Celsius en bij neon bij min 246 graden Celsius - dit is precies het kookpunt van neon. Vloeibaar neon is gescheiden van andere luchtcomponenten. Tijdens liquefactie wordt neon verkregen in een mengsel met stikstof en helium.
Door de temperatuur en druk van het mengsel te verhogen, verwijderen chemici er stikstof uit. Helium wordt verwijderd via een proces dat adsorptie wordt genoemd. In dit geval worden gasmoleculen afgezet op vaste stoffen.Neonmoleculen hechten beter aan het oppervlak van actieve kool dan heliummoleculen. Deze eigenschap van hen wordt gebruikt om het mengsel te scheiden. Om een kilo neon te krijgen, moet je 88.000 kilo lucht verwerken.
Waarom gloeit neon?
Als je koude vloeibare neon in een glas giet, kun je zien dat het transparant en kleurloos is - in ieder geval is er geen hint van een felrode kleur. Waarom gloeit neon in reclame dan helder op in verschillende kleuren? Het neon dat in de buizen wordt gepompt, bestaat uit miljarden en miljarden atomen. Elk neonatoom heeft tien elektronen in een baan rond de kern. Beide uiteinden van de neonbuis zijn verbonden met een elektrisch circuit.
Wanneer de stroom wordt ingeschakeld, gaat deze langs de buis: de elektronen springen van atoom naar atoom, zoals het hoort wanneer de stroom passeert. Neonatomen worden bij een botsing met elektronen opgewonden op dezelfde manier als een persoon die ruwweg in een menigte werd geduwd. De elektronen in het neonatoom zijn niet vatbaar voor landloperij, daarom kalmeert het atoom na excitatie en keert het elektron terug naar zijn plaats. Als resultaat zendt een atoom een foton van licht uit. De energie van deze fotonen ligt in het rode deel van het spectrum van zichtbaar licht.
Kleuren van andere gassen
Andere gassen zenden fotonen van andere kleuren uit wanneer ze worden aangeslagen. Zo zendt kwikdamp, die 80 elektronen in een atoom bevat, blauw licht uit wanneer het wordt aangeslagen. Het verschil tussen blauw en rood licht is het verschil in fotonenergie. Fotonen uitgezonden door een kwikatoom hebben een hogere energie dan fotonen van neonatomen. Natriumlampen die worden gebruikt voor snelwegverlichting, geven helder geel licht af. De fotonen zijn energie-intensiever dan fotonen met rood licht, maar minder energie-intensief dan blauwe fotonen.
Wanneer een elektrische stroom door een neonbuis stroomt, worden sommige atomen opgewonden (bij een botsing met elektronen), terwijl andere in een normale, niet-opgewekte toestand blijven. Daarna wisselen ze van plaats. Elk atoom ziet eruit als een flikkerende gloeilamp: het ene knippert en het andere. Als resultaat zien we een neonbuis gloeien met een constant licht. Wanneer de stroom uitschakelt, komt neon in zijn gebruikelijke staat, dat wil zeggen, het wordt kleurloos.