Формула аргона в химии: Формула аргона в химии

alexxlab | 25.02.2021 | 0 | Разное

Содержание

Формула аргона в химии – Мастерок

Содержание

Химический элемент Ar
Как добывают аргон
Где применяется газ аргон
Меры предосторожности при эксплуатации
История открытия
Основное применение
Пищевая отрасль
Производство стекла, цемента и извести
Металлургия
Лабораторные исследования и анализы
Сварка, резка и нанесение покрытия
Электроника
Автомобильная и транспортная отрасль
Содержание
[править] История
[править] Получение
[править] Применение

В переводе с греческого «argon» означает «медленный» или «неактивный». Такое определение газ аргон получил благодаря своим инертным свойствам, позволяющим широко его использовать во многих промышленных и бытовых целях.

Химический элемент Ar

Ar – 18-й элемент периодической таблицы Менделеева, относящийся к благородным инертным газам. Данное вещество является третьим после N (азота) и O (кислорода) по содержанию в атмосфере Земли. В обычных условиях – бесцветен, не горюч, не ядовит, без вкуса и запаха.

Другие свойства газа аргона:

атомная масса: 39,95;
содержание в воздухе: 0,9% объема и 1,3% массы;
плотность в нормальных условиях: 1,78 кг/м³;
температура кипения: -186°С.

На рисунке название химического элемента и его свойства

Данный элемент был открыт Джоном Стреттом и Уильямом Рамзаем при исследовании состава воздуха. Несовпадение плотности при различных химических испытаниях натолкнуло ученых на мысль, что в атмосфере помимо азота и кислорода присутствует инертный тяжелый газ. В итоге в 1894 г. было сделано заявление об открытии химического элемента, доля которого в каждом кубометре воздуха составляет 15 г.

Как добывают аргон

Ar не поддается изменениям в процессе его использования и всегда возвращается в атмосферу. Поэтому ученые считают данный источник неисчерпаемым. Он добывается как сопутствующий продукт при разделении воздуха на кислород и азот посредством низкотемпературной ректификации.

Для реализации этого метода применяются специальные воздухоразделительные аппараты, состоящие из колонн высокого, низкого давления и конденсатора-испарителя. В результате процесса ректификации (разделения) получается аргон с небольшими примесями (3-10%) азота и кислорода. Чтобы произвести очистку, примеси убираются с помощью дополнительных химических реакций. Современные технологии позволяют достичь 99,99% чистоты данного продукта.

Представлены установки по производству данного химического элемента

Хранится и транспортируется газ аргон в стальных баллонах (ГОСТ 949-73), которые имеют серый окрас с полосой и соответствующей надписью зеленого цвета. При этом процесс наполнения емкости должен полностью соответствовать технологическим нормам и правилам безопасности. Детальную информацию о специфике заполнения газовых баллонов можно прочитать в статье: баллоны со сварочной смесью – технические особенности и правила эксплуатации.

Где применяется газ аргон

Данный элемент имеет достаточно большую сферу применения. Ниже приведены основные области его использования:

заполнение внутренней полости ламп накаливания и стеклопакетов;
вытеснение влаги и кислорода для долгого хранения пищевых продуктов;
огнетушащее вещество в некоторых системах тушения пожара;
защитная среда при сварочном процессе;
плазмообразующий газ для плазменной сварки и резки.

В сварочном производстве он применяется как защитная среда в процессе сварки редких металлов (ниобия, титана, циркония) и их сплавов, легированный сталей разных марок, а также алюминиевых, магниевых и хромоникелевых сплавов. Для черных металлов, как правило, применяют смесь Ar с другими газами – гелием, кислородом, углекислотой и водородом.

Вид защитной среды при сварочном процессе, которую создает аргон

Являясь тяжелее воздуха, аргоновая струя надежно защищает металл во время сварки. Инертный газ на протяжении длительного времени является защитой для расплавленной и нагретой металлической поверхности. Больше о сварочном процессе с применением аргоновой защитной среды читайте в статье: сварка аргоном – технология и режимы работы оборудования.

Меры предосторожности при эксплуатации

Данный химический элемент не представляет абсолютно никакой опасности для окружающей среды, но при большой концентрации оказывает удушающее воздействие на человека. Он нередко скапливается в районе пола в недостаточно проветриваемых помещениях, а при значительном уменьшении содержание кислорода может привести к потере сознания и даже смертельному исходу. Поэтому важно следить за концентрацией кислорода в закрытом помещении, которая не должна падать ниже 19%.

Еще мы советуем посмотреть третью часть обучения сварке в защитной среде аргона:

Жидкий Ar способен вызвать обморожение участков кожи и повредить слизистую оболочку глаз, поэтому в процессе работы важно использовать спецодежду и защитные очки. При работе в атмосфере этого газа с целью предотвращения удушения необходимо применять изолирующий кислородный прибор или шланговый противогаз.

Заправить баллоны аргоном можно в компании «Промтехгаз», где соблюдается правильная технология заправки и предоставляется качественное обслуживание.

Если вы интересуетесь другими техническими газами, информацию можете найти здесь.

В атмосфере содержится около 0,9% аргона. Аргон, который, как и азот, представляет собой нейтральный бесцветный газ, существует в природе только в составе атмосферного воздуха. Он не пригоден для поддержания жизни, однако незаменим в некоторых технологических процессах благодаря высокому уровню химической инертности и относительной простоте извлечения.

История открытия

Внешний вид простого вещества
Инертный газ без цвета, вкуса и запаха
Свойства атома
Имя, символ, номер
Атомная масса (молярная масса)	39,948 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ne] 3s 2 3p 6
Радиус атома	71пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	106 пм
Радиус иона	154 пм
Электроотрицательность	4,3 (шкала Полинга)
Электродный потенциал
Степени окисления
Энергия ионизации (первый электрон)	1519,6(15,75) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	(при 186 °C) 1,40 г/см 3
Температура плавления	83,8 K
Температура кипения	87,3 K
Теплота испарения	6,52 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	20,79 Дж/(K·моль)
Молярный объём	24,2 см 3 /моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	5,260 A
Температура Дебая	85 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 0,0177 Вт/(м·К)

История открытия аргона начинается в 1785 году, когда английский физик и химик Генри Кавендиш, изучая состав воздуха, решил установить, весь ли азот воздуха окисляется.

В течение многих недель он подвергал воздействию электрического разряда смесь воздуха с кислородом в трубках, в результате чего в них образовывались все новые порции бурых окислов азота, которые исследователь периодически растворял в щёлочи. Через некоторое время образование окислов прекращалось, но, после связывания оставшегося кислорода, оставался газовый пузырь, объём которого не уменьшался при длительном воздействии электрических разрядов в присутствии кислорода. Кавендиш оценил объём оставшегося газового пузыря в 1/120 от первоначального объёма воздуха. Разгадать загадку пузыря Кавендиш не смог, поэтому прекратил свое исследование, и даже не опубликовал его результатов. Только спустя много лет английский физик Джеймс Максвелл собрал и опубликовал неизданные рукописи и лабораторные записки Кавендиша.

Дальнейшая история открытия аргона связана с именем Рэлея, который несколько лет посвятил исследованиям плотности газов, особенно азота. Оказалось, что литр азота, полученного из воздуха, весил больше литра «химического» азота (полученного путём разложения азотистого соединения, например, закиси азота, окиси азота, аммиака, мочевины или селитры) на 1,6 мг (вес первого был равен 1,2521, а второго 1,2505 г. ). Эта разница была не так уж мала, чтобы можно было её отнести на счет ошибки опыта. К тому же она постоянно повторялась независимо от источника получения химического азота.

Не придя к разгадке, осенью 1892 года Рэлей в журнале «Nature» опубликовал письмо к учёным, с просьбой дать объяснение тому факту, что в зависимости от способа выделения азота он получал разные величины плотности. Письмо прочли многие учёные, однако никто не был в состоянии ответить на поставленный в нём вопрос.

У известного уже в то время английского химика Уильяма Рамзая также не было готового ответа, но он предложил Рэлею свое сотрудничество. Интуиция побудила Рамзая предположить, что азот воздуха содержит примеси неизвестного и более тяжелого газа, а Дьюар обратил внимание Рэлея на описание старинных опытов Кавендиша (которые уже были к этому времени опубликованы).

Пытаясь выделить из воздуха скрытую составную часть, каждый из учёных пошел своим путём. Рэлей повторил опыт Кавендиша в увеличенном масштабе и на более высоком техническом уровне. Трансформатор под напряжением 6000 вольт посылал в колокол, заполненный азотом, сноп электрических искр. Специальная турбина создавала в колоколе фонтан брызг раствора щёлочи, поглощающих окислы азота и примесь углекислоты. Оставшийся газ Рэлей высушил, и пропустил через фарфоровую трубку с нагретыми медными опилками, задерживающими остатки кислорода. Опыт длился несколько дней.

Рамзай воспользовался открытой им способностью нагретого металлического магния поглощать азот, образуя твёрдый нитрид магния. Многократно пропускал он несколько литров азота через собранный им прибор. Через 10 дней объём газа перестал уменьшаться, следовательно, весь азот оказался связанным. Одновременно путём соединения с медью был удален кислород, присутствовавший в качестве примеси к азоту. Этим способом Рамзаю в первом же опыте удалось выделить около 100 см³ нового газа.

Итак, был открыт новый элемент. Стало известно, что он тяжелее азота почти в полтора раза и составляет 1/80 часть объёма воздуха. Рамзай при помощи акустических измерений нашёл, что молекула нового газа состоит из одного атома — до этого подобные газы в устойчивом состоянии не встречались. Отсюда следовал очень важный вывод — раз молекула одноатомна, то, очевидно, новый газ представляет собой не сложное химическое соединение, а простое вещество.

Много времени затратили Рамзай и Рэлей на изучение его реакционной способности по отношению ко многим химически активным веществам. Но, как и следовало ожидать, пришли к выводу: их газ совершенно недеятелен. Это было ошеломляюще — до той поры не было известно ни одного настолько инертного вещества.

Большую роль в изучении нового газа сыграл спектральный анализ. Спектр выделенного из воздуха газа с его характерными оранжевыми, синими и зелёными линиями резко отличался от спектров уже известных газов. Уильям Крукс, один из виднейших спектроскопистов того времени, насчитал в его спектре почти 200 линий. Уровень развития спектрального анализа на то время не дал возможности определить, одному или нескольким элементам принадлежал наблюдаемый спектр. Несколько лет спустя выяснилось, что Рамзай и Рэлей держали в своих руках не одного незнакомца, а нескольких — целую плеяду инертных газов.

7 августа 1894 года в Оксфорде, на собрании Британской ассоциации физиков, химиков и естествоиспытателей, было сделано сообщение об открытии нового элемента, который был назван аргоном. В своём докладе Рэлей утверждал, что в каждом кубическом метре воздуха присутствует около 15 г открытого газа (1,288 вес. %). Слишком невероятен был тот факт, что несколько поколений ученых не заметили составной части воздуха, да еще и в количестве целого процента! В считанные дни десятки естествоиспытателей из разных стран проверили опыты Рамзая и Рэлея. Сомнений не оставалось: воздух содержит аргон.

Через 10 лет, в 1904 году, Рэлей за исследования плотностей наиболее распространённых газов и открытие аргона получает Нобелевскую премию по физике, а Рамзай за открытие в атмосфере различных инертных газов — Нобелевскую премию по химии.

Основное применение

Пищевая отрасль

В контролируемой среде аргон может во многих процессах использоваться в качестве замены для азота. Высокая растворимость (в два раза превышающая растворимость азота) и определенные молекулярные характеристики обеспечивают его особые свойства при хранении овощей. При определенных условиях он способен замедлять метаболические реакции и значительно сокращать газообмен.

Производство стекла, цемента и извести

При использовании для заполнения ограждений с двойным глазурованием аргон обеспечивает превосходную тепловую изоляцию.

Металлургия

Аргон используется для предупреждения контакта и последующего взаимодействия между расплавленным металлом и окружающей атмосферой.

Использование аргона позволяет оптимизировать такие производственные процессы как перемешивание расплавленных веществ, продувка поддонов реакторов для предупреждения повторного окисления стали и обработка стали узкого применения в вакуумных дегазаторах, включая обезуглероживание, процессы и процессы открытого сжигания. Однако наибольшую популярность аргон приобрел в процессах обезуглероживания нерафинированной высокохромистой стали, позволяя минимизировать окисление хрома.

Лабораторные исследования и анализы

В чистом виде и в соединениях с другими газами аргон используется для проведения промышленных и медицинских анализов и испытаний в рамках контроля качества.

В частности аргон выполняет функцию газовой плазмы в эмиссионной спектрометрии плазмой (ICP), газовой подушки в спектроскопии в графитной печи (GFAAS) и в газовой хроматографии с использованием различных газоанализаторов.

В соединении с метаном аргон используется в счетчиках Гейгера и детекторах рентгеновского флуоресцентного анализа (XRF), где он выполняет функцию гасящего газа.

Сварка, резка и нанесение покрытия

Аргон используется в качестве защитной среды в процессах дуговой сварки, при поддуве защитного газа и при плазменной резке.

Аргон предупреждает окисление сварных швов и позволяет сократить объем дыма, сбрасываемого в процессе сварки.

Электроника

Сверхчистый аргон служит в качестве для химически активных молекул, а также в качестве инертного газа для защиты полупроводников от посторонних примесей (например, аргон обеспечивает необходимую среду для выращивания кристаллов силикона и германия).

В ионном состоянии аргон используется в процессах металлизации напылением, ионной имплантации, нормализации и травления при производстве полупроводников и высокоэффективном производстве материалов.

Автомобильная и транспортная отрасль

Затаренный герметизированный аргон служит для наполнения подушек безопасности в автомобилях.

Символ, номер

Ar, 18

Атомная масса

39,948 а.е.м.

Электронная конфигурация

[Ne] 3s 2 3p 6

Степени окисления

Плотность

1,784·10 −3 г/см³

Температура плавления

-189,35 °C

Температура кипения

-185,85 °C

Структура кристаллической решетки

кубическая гранецентрированая

Аргон — химический элемент главной подгруппы восьмой группы периодической системы Менделеева, один из инертных газов. Порядковый номер 18, атомный вес 39,944.

Аргон бесцветный, молекулы одноатомные; t° кип. — 185,83 °C, t° плав. —189,3 °C, критическая температура —122,4 °C; критическое давление — 48 атм. В природе аргон встречается только в свободном состоянии и составляет 0,933 % (по объему) воздуха, из которого впервые его выделили в 1894 году У. Рамзай и Дж. Рэлей. В промышленности аргон добывают фракционированием жидкого воздуха.

Содержание

[править] История

Впервые аргон обнаружили в 1894 году английские химики Джон Рэлей (1842—1919) и Уильям Рамзай после того, как весь кислород и водород были изъяты из емкости с воздухом.

По предложению доктора Медана (председателя заседания, на котором был сделан доклад об открытии), Рэлей и Рамзай дали новому газу имя «аргон» (от греч. Αργός — ленивый, медленный, неактивный). Это название подчеркивает важнейшее свойство элемента — его химическую неактивность.

[править] Получение

В промышленности аргон получают как побочный продукт при крупномасштабном разделении воздуха на кислород и азот. При температуре −185,9 °C аргон конденсируется, при −189,4 °C — кристаллизуется.

[править] Применение

Используется в газоразрядных трубках и аргоновых лазерах.

Аргон используют для наполнения ламп накаливания, электронных приборов и др. Как радиоактивный индикатор используют 37 Ar, период полураспада которого 34 дня.

Также распространено использование аргона в качестве защитного слоя при сварке цветных металлов и нержавеющих сталей . Для этого используются как сам аргон, так и его смесь с углекислым (82 % Ar, 18 % CO₂; 82 % Ar, 16 % CO₂, 2 % O₂) и другими газами.

Таблица менделеева – Электронный учебник K-tree

Электронный учебник

Периодический закон, открытый Д. И. Менделеевым был выражен в таблице. Периодическая таблица химических элементов, или таблица менделеева.

1.008

4.003

6. 938

9.012

10.806

12.01

14.006

15.999

18.998

20.18

22.99

24.304

26.982

28.084

30.974

32.059

35.446

39.948

39.098

40.078

44.956

47.867

50.942

51.996

54.938

55.845

58.933

58.693

63.546

65.38

69.723

72.63

74.922

78.971

79.901

83. 798

85.468

87.62

88.906

91.224

92.906

95.95

101.07

102.906

106.42

107.868

112.414

114.818

118.71

121.76

127.6

126.904

131.293

132.905

137.327

138.905

178.49

180.948

183.84

186.207

190.23

192.217

195.084

196.967

200.592

204.382

207.2

208. 98

140.116

140.908

144.242

150.36

151.964

157.25

158.925

162.5

164.93

167.259

168.934

173.045

174.967

232.038

231.036

238.029

В таблице менделеева колонки называются группами, строки называются периодами. Элементы в группах как правило имеют одинаковые электронные конфигурации внешних оболочек, например, благородные газы – последняя группа, имеют законченную электронную конфигурацию.

Как заполняется электронная конфигурация элементов подробно описано в статье

Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве

Копия материалов, размещённых на данном сайте, допускается только по письменному разрешению владельцев сайта.

Аргон (Ar) и вода

Дом
Периодическая таблица
Элементы и вода
Аргон в воде (Ar + h3O)

После азота и кислорода аргон является самым распространенным элементом в воздухе (0,93). % объем). Морская вода содержит около 0,45 частей на миллион аргона.

Как и в какой форме аргон реагирует с водой?

Аргон — благородный газ, не вступающий в реакцию ни с каким другим элементом. Он не вступает в реакцию даже при высоких температурах или в любых других особых условиях. Удалось получить только одно соединение аргона, которое было очень нестабильным при экстремально низких температурах. Следовательно, аргон не реагирует с водой.

Растворимость аргона и соединений аргона

Аргон имеет растворимость в воде 62 мг/л при 20 ^o C и давлении = 1 бар. Клатраты содержат аргон и выделяют элемент при растворении. Аргон не остается растворенным в воде, по крайней мере, в концентрациях выше нормы.

Почему аргон присутствует в воде?

Аргон встречается в ряде калиевых минералов в результате радиоактивного распада ⁴⁰изотоп К. Он применяется в промышленных масштабах для различных целей и ежегодно извлекается из жидкого воздуха 750 000 тонн. Затем аргон можно применять в качестве защитной сферы, поскольку он очень неактивен. Это может иметь значение для электрического освещения. В люминесцентных лампах помогает пусковому механизму. В световых роликах аргон светится голубым. Большая часть производства аргона осуществляется в сталелитейной промышленности. Он применяется в качестве изоляционного газа, когда задерживается воздух для защиты нагретого металла от окисления, например, при производстве алюминия или титана.
В атомных исследованиях аргон применяется для защиты других элементов от нежелательных воздействий. Его также можно применять в качестве защитного покрытия от перепадов температуры, например, в качестве изоляции в промежутках между стеклопакетами. Аргон применяется в шинах роскошных автомобилей для защиты резины и предотвращения шума на высокой скорости. Еще одно популярное применение — аргоновый лазер для коррекции зрения и удаления опухолей. Аргон может быть полезным маркером, поскольку он не вступает в реакцию ни с одним присутствующим продуктом, и во время обработки поверхности он может быть полезным носителем, который не вступает в реакцию с целевым материалом. Аргоновый метод или калий-аргоновый метод применяется в геологии для определения времени затвердевания вулканических материалов. Это достигается распадом твердого ⁴⁰ K с периодом полураспада 1,3 миллиона лет в газообразный ⁴⁰ Ar, который не может выйти из твердых тел только в процессе плавления. Аргон является побочным продуктом фракционной перегонки для производства водорода.
Несмотря на все вышеперечисленные процессы, загрязнение воды промышленно применяемым аргоном практически невозможно.

Каковы экологические последствия содержания аргона в воде?

Аргон не имеет биологического применения. Диазотрофы, бактерии, поглощающие азот и превращающие его в аммиак, могут поглощать аргон, но не могут его применять. Аргон не опасен для воды, и никаких известных воздействий на окружающую среду не произошло.
В природе аргона есть три стабильных изотопа, а сейчас нам известно девять нестабильных изотопа.

Каково влияние на здоровье аргона в воде?

Аргон присутствует в организме человека в следовых количествах. Элемент не является диетическим требованием. Аргон физиологически неэффективен. Не ожидается воздействия на здоровье аргона, присутствующего в питьевой воде.
Единственное воздействие на здоровье, которое может иметь значение, — это накопление аргона во вдыхаемом воздухе, что приводит к кислородному голоданию и удушью. В зависимости от времени воздействия воздействие аргона может привести к тошноте и сонливости, за которыми следуют одышка, потеря сознания и возможная смерть от удушья.

Какие технологии очистки воды можно применить для удаления аргона из воды?

Удаление аргона из воды незначительное.

Литература и другие элементы и их взаимодействие с водой

Еще из раздела «Элементы и вода»

Алюминий в воде (AL + h3O)

Мышьяк в воде (As + h3O)5 Бор вода (B + h3O)

Кальций в воде (Ca + h3O)

Хром в воде (Cr + h3O)

Гелий в воде (He + h3O)

Йод в воде (I + h3O)

Железо в воде (Fe + h3O)

Свинец в воде (Pb + h3O)

Литий в воде (Li + h3O)

Магний в воде (Mg + h3O)

Никель в воде (Ni + h3O)

Азот в воде (N + h3O)

Кислород в воде (O2 + h3O)

Калий в воде (K + h3O)

Кремний в воде (Si + h3O)

Серебро в воде (Ag + h3O)

Натрий в воде (Na + h3O)

Стронций в воде (Sr + h3O)

Олово в воде (SN + h3O)

Титан в воде (Ti + h3O)

Цинк в воде (Zn + h3O)

Мышьяк в воде

Элементы – Связывание лития и аргона

спросил 5 лет, 6 месяцев назад

Изменено 4 месяца назад

Просмотрено 3к раз

$\begingroup$

Я видел мем, в котором шутили о соединении лития и аргона (см. рис. ниже). Это заставило меня задуматься: могут ли литий и аргон связываться при любых обстоятельствах?

элементы
реакционная способность
благородные газы

$\endgroup$

$\begingroup$

Это не шутки; двухатомная молекула литий-аргон в газовой фазе существует. Однако считается, что он (и около двух десятков других диатомов, имеющих различные элементы, связанные с аргоном) связан только ван-дер-ваальсовым взаимодействием. См. Список двухатомных молекул Ван-дер-Ваальса здесь.

$\endgroup$

$\begingroup$

Аргон — благородный газ. Это означает, что он не просто «связывается» с чем-либо. Эти газы обладают очень сильным сопротивлением соединению с другими атомами.

TOP HEADLINES