Количество вещества аргона: Какое количество вещества содержатся в 333 граммах аргона

alexxlab | 27.09.1975 | 0 | Разное

Содержание

Молярная масса аргона (кг/моль): одноатомный, двухатомный

Молярная масса любого вещества показывает отношение веса этой субстанции относительно количества молей. Иными словами, зная молярную массу можно знать, сколько будет весить один моль вещества. Каждый элемент и соединение нескольких элементов может отличаться по данному параметру. Эта характеристика необходима в тех случаях, когда нужно смешивать несколько веществ.

Аргон в таблице Менделеева

Аргон относится к одному из самых востребованных газов для современной сварки. Он выполняет защитную функцию, так как создает изоляционный слой для сварочной ванны. Когда используется сварочная проволока, то на ней зачастую не бывает обмазки. Чтобы кислород и другие элементы из атмосферы не влияли на сваривающийся металл, следует оградить их от всех негативных факторов. Свойства аргона обеспечивают лучшую защиту, на которую не способен ни один другой газ из этой области. Несмотря на относительно высокую стоимость, которой обладает материал, его применение оказывается вполне оправданным.

Молярная масса аргона составляет 40 грамм на 1 моль вещества. Это может пригодиться для вычисления количества закачки газа в пустой баллон. Ведь практически все емкости могут использоваться многократно. Чтобы узнать количество заправленного вещества, сначала взвешивают пустую емкость, а затем взвешивают ее уже после заполнения.

Область применения

Применение аргона в сварочной сфере за последние годы существенно расширилось. В основном, его используют для сложных и ответственных работ. Если для стандартных процедур соединения с обыкновенными металлами подходят и другие, менее дорогостоящие газы, то для сложно свариваемых изделий необходим только аргон. С его помощью можно сваривать алюминий, нержавеющую сталь различных марок, никель и прочие цветные металлы.

В строительной сфере, где нужно получить соединение максимально высокого качества, аргонная сварка является основной. Свою популярность газ получил благодаря минимальному количеству брака, который получается во время сваривания. Тонкие трубопроводы, химическая и пищевая промышленность, машиностроение и прочие места, в которых находит применение сварка аргоном. В частной сфере используется все достаточно редко, так как себестоимость процесса оказывается довольно высокой и зачастую неоправданно. Если в быту возникает необходимость в применении аргона, то чаще всего люди обращаются за услугами специалистов.

Виды аргона

Существует три основные разновидности этого вещества, которые можно найти на современном рынке. В основном они отличаются по чистоте. Среди них выделяют следующие разновидности:

  • Высший сорт. В данной разновидности содержание чистого газа составляет 99,99%. Он пригоден для сварки металлов, обладающих высокой химической активностью, к примеру, титановых сплавов, нержавейки. Им сваривают несущие конструкции на стройках.
  • Первый сорт от высшего по чистоте имеет небольшое отклонение на 0,01%. Газом 99,98% можно сваривать алюминиевые сплавы с различными металлами. Это распространенный вариант для промышленности. Им можно работать со многими цветными металлами.
  • Второй сорт. Этот газ содержит 99,95% чистого аргона. Основная сфера применения – сварка жаропрочных сталей, алюминия и других металлов. Чистый аргон здесь редко применяется, так как это может привести к образованию пор. Чтобы этого не допустить, применяются дополнительные газы, такие как углекислый и кислород. Дополнительные элементы делают защиту более активной. В чистом виде аргон не дает полной защиты от влаги, включений и других загрязнений. Добавки вступают в реакции со всеми примесями и выжигают их или выталкивают на поверхность сварочной ванны.

Физические и химические свойства

Физические свойства аргона определяют его как одноатомный газ. Температура кипения составляет -185,9 градусов Цельсия при нормальном давлении. Она выше, чем у азота, но ниже, чем у кислорода. В 100 мл воды может раствориться до 3,3 мл газа. Плотность аргона при нормальных условиях 1,78 кг/м3. Молярная теплоемкость аргона составляет 20,79 Дж/(К*моль).

На данный момент известно только два химических соединения, в которых участвует газ. Первым является CU(Ar)O, а вторым –  гидрофторид аргона. Оба варианта существуют только при низких температурах. Помимо этого, аргон способен образовывать эксимерные молекулы. У них неустойчивы нормальные состояния и устойчивые возбуждение состояния. Ученые считают, что очень нестойкое соединение с этим элементом Hg – Ar, которое получается в результате электрического разряда, это и есть валентное соединение. Предполагается, что можно получить также валентные соединения с кислородом и фтором. Они также будут отличаться неустойчивостью.

Электроотрицательность составляет 4,3 пункта по шкале Полинга. Степень окисления равняется нулю, также, как и электродный потенциал. Радиус иона достигает 154 пм, а ковалентный радиус – 106 пм. Энергия ионизации – 1519 кДж/моль

Обозначение

Формула аргона –  Ar. В промышленности применяется аргон по ГОСТ 10157-79. Данный стандарт предназначается для жидкого и газообразного аргона, который получается из остаточных газов на аммиачных производствах и воздуха. Используется он в качестве защитной среды вовремя разки, сварки, плавке и прочих процедур с металлами. Стандарт выдвигает требования по изготовлению аргона для данной сферы. В итоге, полученное вещество должно соответствовать физико-химическим характеристикам, приведенным в самом ГОСТе.

Техника безопасности при работе с аргоном

Как и любой другой газ, аргон может оказаться очень опасным для здоровья человека, если не применять соответствующие меры безопасности. Чтобы минимизировать вероятность появления несчастных случаев, следует придерживаться следующих пунктов:

  • Во время работы с самим аргоном, следует применять шланговые противогазы или специальные изолирующие кислородные приборы, такие как баллоны;

Аргон в баллонах разной емкости

  • Контакт с аргоном в жидком состоянии может привести к обморожению слизистых оболочек и кожи, так что для личной безопасности нужно применять спецодежду и защитные приспособления.

«Важно!

Во время работы с газом он может замещать кислород из атмосферы, что приводит к удушью, поэтому, нужно контролировать содержание кислорода дистанционными методами и не допускать его падение ниже 19%.»

Заключение

Несмотря на все преимущества использования газа, на практике он оказывается достаточно сложным в использовании. Основная проблема заключается в его вредности для здоровья человека. При постоянном контакте с ним возникают различные профессиональные болезни, которые проявляются более остро и активно, чем с другими газами. Таким образом, к проблемам безопасности связанными с хранением, добавляются еще и те, которые связаны с использованием.

Вторая сложность заключается в наличии соответствующей техники и умения работать. Ведь в каждом отдельном случае нужны свои навыки. Тем не менее, аргон остается наиболее востребованным веществом для обеспечения защиты во время соединения сложно свариваемых металлов и их сплавов.

Моль. Количество вещества.

Тип задачи: Нахождение количества вещества по числу частиц вещества и определение числа частиц вещества по известному количеству вещества.

Какое количество вещества содержится

 

                 Задача 2

Сколько  частиц  (атомов или молекул) содержит:

а

а

в

  1.  

12 · 1023молекул

44,5  ·  1023атомов

О,5 моль железа

2 моль серы

  1.  

6· 1023молекул

0,9·1023атомов

2 моль алюминия

4 моль кислорода

  1.  

12·1023молекул

0,15·1023атомов

3 моль натрия

0,5 моль азота

  1.  

18·1023молекул

0,21·1023атомов

1,5 моль углерода

3 моль натрия

  1.  

24·1023молекул

0,27·1023атомов

2 моль углерода

5 моль азота

  1.  

30·1023моллекул

0,33·1023атомов

10 моль азота

0,1 моль цинка

  1.  

39·1023молекул

36·1023атомов

5 моль хлора

4 моль алюминия

  1.  

36·1023молекул

0,45·1023атомов

3 моль кислорода

2 моль цинка

  1.  

42·1023молекул

0,51·1023атомов

4 моль азота

1,.5 моль меди

  1.  

48·1023молекул

0,57·1023атомов

2 моль кальция

6 моль брома

  1.  

0,.6·1023молекул

9·1023атомов

12 моль брома

2 моль серебра

  1.  

0,12·1023молекул

15·1023атомов

10 моль хлора

1,5 моль меди

  1.  

0,18·1023молекул

21·1023атомов

5 моль водорода

3 моль железа

  1.  

0,24·1023молекул

27·1023атомов

3 моль водорода

2 моль воды

  1.  

0,3·1023молекул

33·1023атомов

4 моль серебра

3 моль хлора

  1.  

0,36·1023молекул

39·1023атомов

2 моль воды

0,5 моль железа

  1.  

0,42·1023молекул

45·1023атомов

4 моль  серебра

2 моль кислорода

  1.  

0,48·1023молекул

51·1023атомов

0.,5 моль азота

3 моль серебра

  1.  

0,54·1023молекул

0,6·1023атомов

3 моль серы

1,5 моль цинка

  1.  

9·1023молекул

42·1023атомов

5 моль натрия

2 моль углерода

  1.  

15·1023молекул

0,12·1023атомов

0,1 моль хлора

10 моль меди

  1.  

21·1023молекул

0,18·1023атомов

4 моль меди

5 моль хлора

  1.  

27·1023молекул

0,24·1023атомов

2 моль кислорода

3 моль цинка

  1.  

33·1023молекул

0,3·1023атомов

1,5 моль азота

4 моль ртути

  1.  

39·1023молекул

0,36·1023атомов

6 моль магния

2 моль водорода

  1.  

45·1023молекул

0,42·1023атомов

2 моль брома

12 моль меди

  1.  

51·1023молекул

0,48·1023атомов

1.5 моль хлора

10 моль натрия

  1.  

0,6·1023молекул

54··1023атомов

3 моль водорода

5 моль калия

  1.  

24·1023молекул

9·1023атомов

3 моль цинка

2 моль воды

  1.  

3·1023молекул

3· 1023атомов

4 моль фтора

6 моль кальция

 

Газ аргон: технические характеристики и применение

Инертные газы практически не вступают в реакцию с другими веществами, поэтому их нельзя использовать, например, для отопления жилища или производства химических соединений. Несмотря на свой «асоциальный характер» такие элементы получили очень большое распространение в промышленности, благодаря наличию очень интересных физических свойств. Газ аргон относится именно к таким элементам.

Об основных качествах аргона, а также о сферах его применения будет подробно рассказано в этой статье.

Аргон: технические характеристики

Аргон представляет собой бесцветный газ, который не оказывает никакого действия на органы вкуса и обоняния. Этот одноатомный элемент является одним из самых распространённых инертных газообразных веществ на земле.

Аргон был открыт в конце XIX века британским учёным Джоном Стреттом. Исследователь проводил опыты по выделению азота из воздуха. В результате экспериментов было выяснено, что азот полученный таким образом имеет немного большую плотность, чем в случае, когда для получения этого газа использовались органические вещества. Учёный предположил, что азот из атмосферы содержит примесь неизвестного на тот момент газообразного вещества. Впоследствии, эти догадки были подтверждены, и аргон был получен в чистом виде и тщательно исследован.

Учёных, которые пытались произвести различные опыты с аргоном, ошеломил тот факт, что этот газ не вступал в реакцию с другими химическими элементами. Таким образом удалось впервые получить благородный газ с подобными характеристиками.

Несмотря на отсутствие соединений аргон, как и другие вещества, обладает физическими свойствами. К наиболее важным характеристикам газа относятся:

  • Плотность: 1,784 кг/м3.
  • Температура кипения: -185,8 ˚С.
  • Тройная точка: -189,8˚С.
  • Содержание в воздухе: 0,9% объёма.

Аргон практически не растворяется в воде, а также абсолютно безопасен в плане пожарной активности. Этот газ не ядовит, поэтому при работе с ним не требуется использовать каких-либо средств защиты.

Где применяется аргон

Аргон получил большое распространение в промышленности. Инертные свойства этого газа особенно востребованы в различных производственных процессах, где необходимо вытеснить один из самых активных элементов – кислород. Использование аргона очень дёшево, в сравнении с другими инертными летучими веществами, поэтому газ незаменим в том случае, когда требуется защитная среда при сваривании металлов, а также вытеснение влаги и кислорода в ёмкостях, где хранятся пищевые продукты.

Наполнение колб ламп  накаливания инертным газом, позволяет значительно увеличить ресурс работы осветительного прибора. Кроме повышенного срока использования такие элементы обладают большей яркостью. Используется инертный газ и при производстве люминесцентных ламп. Применение аргона позволяет облегчить запуск разряда электрической дуги, а также значительно увеличить ресурс электродов.

При изготовлении стеклопакетов, инертным газом заполняются полости между стёклами, что позволяет значительно улучшить теплоизоляционные свойства. Учитывая тот факт, что аргон является абсолютно прозрачным, использование его никак не ограниченно даже при изготовлении многослойных конструкций.

Инертный газ аргон используется также в установках плазменной резки металлов. Преимущество использования этого газа заключается в том, что для возникновения дуги не требуется слишком высокого напряжения, поэтому такие установки могут иметь очень простую конструкцию. При генерации плазмы с использованием аргона образуется минимальное количество вредных газообразных веществ во время выполнения резки, поэтому этот метод идеально подходит для ручных приборов.

Благодаря возможности образовывать плазму при относительно невысоком напряжении, этот благородный газ используется в медицине для проведения аргоновой коагуляции. Такой метод успешно используется для удаления новообразований, а также для остановки кровотечений.

Аргон применяется и в химической промышленности. Благодаря отсутствию взаимодействия с другими элементами этот газ используется для получения сверхчистых веществ, а также для их анализа. В металлургической промышленности благородный газ позволяет обрабатывать такие металлы, как: титан, тантал, ниобий, бериллий, цирконий и др. Кроме этого, газ используется для перемешивания расплавленных веществ и снижения окисления хрома при производстве хромированной стали.

Способы получения  аргона

Аргон является третьим по распространённости газом в земной атмосфере, поэтому наиболее логичным способом является добывание его из воздуха. Для этой цели используются специальные низкотемпературные ректификационные аппараты.

Процесс отделения инертного вещества осуществляется в такой последовательности:

  • Воздух очищается от пыли и подвергается сжатию до жидкого состояния.
  • Жидкий воздух, состоящий преимущественно из кислорода, азота и аргона подвергается ректификации.
  • После отделения азота, из получившейся при сжатии жидкости, осуществляется доочистка кислородно-аргоновой смеси.

Температура кипения аргона в ректификационной установке составляет минус 185,3˚С. При этом, кислород кипит при температуре на 3 градуса выше, а азот – на 13˚С ниже этого показателя. По причине небольшого отличия в переходе из одного агрегатного состояния в другое, на первом этапе отделения аргона смесь содержит большое количество жидкого кислорода. На заключительной стадии получения аргона производится отделение благородного газа из кислородно-аргоновой смеси. Процесс доочистки, как правило, осуществляется с помощью электролитического водорода. В результате реакции в контактном аппарате с кислородом образуется водяной пар, который затем утилизируется через влагоотделитель.

Аргон может быть получен не только из атмосферного воздуха. При некоторых производственных процессах этот газ может являться сопутствующим продуктом. Например, при производстве аммиака, аргон является примесью азота и является совершенно ненужным элементом, поэтому полученный таким образом газ имеет очень низкую себестоимость, в сравнении с криогенным аргоном.

Правила хранения и транспортировки

Хранение и перевозка газа осуществляется в специальных металлических баллонах. Несмотря на то, что аргон является инертным газом, к ёмкостям всё равно предъявляются определённые технические требования, нарушение которых приведёт к невозможности использовать сосуд в дальнейшем. Кроме этого, утечка благородного газа в закрытом помещении может вызвать тошноту и потерю сознания у людей, ведь этот газ тяжелее воздуха и способен вытеснить необходимый для дыхания кислород.

Баллоны, используемые для хранения и транспортировки аргона, представляют собой цилиндрические ёмкости, которые могут быть разделены на следующие категории:

  • Малого объёма: 0,4 – 12 л.
  • Среднего объёма: 20 – 50 л.
  • Большого объёма: более 50 л.

Стандартное давление в аргоновом баллоне составляет 150 атм, но в ёмкостях объёмом 40 литров разрешается хранить газ давлением до 200 атм. На ёмкости для хранения аргона наносится информация о дате изготовления и аттестации, а также такие параметры, как вес и объём.

Аргоновые баллоны имеют в верхней части горловины вентиль, с помощью которого можно надёжно перекрыть подачу газа, а также колпак, который защищает запорное устройство от механических повреждений.
Все баллоны, вне зависимости от объёма, окрашиваются в серый цвет и маркируются надписью «Аргон» зелёного цвета.

Транспортировка аргона должна осуществляться по правилам. Автомобили должны маркироваться специальным знаком, которые указывает на перевозку нетоксичных и невзрывоопасных веществ. Все документы оформляются в строгом соответствии с правилами ДОПОГ.

Кроме этого, при перевозке аргона необходимо:

  • Надёжно закрепить баллоны.
  • Размещение ёмкостей осуществляется в горизонтальной плоскости.
  • Возможно вертикальное размещение только при наличии специальных приспособлений, повышающих устойчивость баллонов.
  • Заправленные аргоном баллоны разрешается перевозить только при отсутствии утечек из ёмкости.

При перевозке аргона в количестве до 18 баллонов (объём 40 л) груз не является опасным, поэтому специальное разрешение не требуется. Тем не менее, даже при перемещении небольших партий следует придерживаться вышеописанных правил транспортировки ёмкостей с этим газом.

Похожие статьи

ICSC 0154 - АРГОН

ICSC 0154 - АРГОН
АРГОНICSC: 0154 (Август 2003)
CAS #: 7440-37-1
UN #: 1951
EINECS #: 231-147-0

  ОСОБЫЕ ОПАСНОСТИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ТУШЕНИЕ ПОЖАРА
ПОЖАР И ВЗРЫВ Не горючее. Нагревание приводит к повышению давления с риском взрыва.        В случае возникновения пожара в рабочей зоне, использовать надлежащие средства пожаротушения.    

   
  СИМПТОМЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание Головокружение. Вялость. Головная боль. Удушье.  Применять вентиляцию.  Свежий воздух, покой. Может потребоваться искусственное дыхание. Обратиться за медицинской помощью. 
Кожа ПРИ КОНТАКТЕ С ЖИДКОСТЬЮ: ОБМОРОЖЕНИЕ.  Перчатки для защиты от холода. Защитная одежда.  ПРИ ОБМОРОЖЕНИИ: промыть большим количеством воды, НЕ удалять одежду. обратиться за медицинской помощью . 
Глаза ПРИ КОНТАКТЕ С ЖИДКОСТЬЮ: ОБМОРОЖЕНИЕ.  Использовать защитные очки или маску для лица.  Прежде всего промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (снять контактные линзы, если это возможно сделать без затруднений), затем обратится за медицинской помощью.  
Проглатывание      

ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Индивидуальная защита: автономный дыхательный аппарат. Вентилировать. НИКОГДА не направлять струю воды на жидкость. 

Согласно критериям СГС ООН

 

Транспортировка
Классификация ООН
Класс опасности по ООН: 2.2 

ХРАНЕНИЕ
При хранении в здании - огнеупорные помещения. Хранить в хорошо проветриваемом помещении. 
УПАКОВКА
 

Исходная информация на английском языке подготовлена группой международных экспертов, работающих от имени МОТ и ВОЗ при финансовой поддержке Европейского Союза.
© МОТ и ВОЗ 2018

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Агрегатное Состояние; Внешний Вид
НЕ ИМЕЮЩИЙ ЗАПАХА БЕСЦВЕТНЫЙ СЖИЖЕННЫЙ ГАЗ. 

Физические опасности
Газ тяжелее воздуха и может накапливаться в пространствах, расположенных внизу, вызывая недостаток кислорода. 

Химические опасности
 

Формула: Ar
Атомная масса: 39.95
Температура кипения: -185.9°C
Температура плавления: -189.2°C
Растворимость в воде, мл/л при 20°C: 3.4
Удельная плотность паров (воздух = 1): 1.66
Коэффициент распределения октанол-вода (Log Pow): 0.94  


ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ И ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Пути воздействия
Вещество может проникать в организм при вдыхании. 

Эффекты от кратковременного воздействия
Удушье. Жидкость может вызвать обморожение. 

Риск вдыхания
При потери герметичности это вещество может вызвать удушье, понижая содержание кислорода в воздухе в замкнутом пространстве. 

Эффекты от длительного или повторяющегося воздействия
 


Предельно-допустимые концентрации
 

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
 

ПРИМЕЧАНИЯ
Other UN number: 1006 Argon, compressed.
Высокие концентрации в воздухе вызывают дефицит кислорода с риском потери сознания или смерти.
Проверьте содержание кислорода перед тем, как войти. 

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
  Классификация ЕС
 

(ru)Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейский Союз не несут ответственности за качество и точность перевода или за возможное использование данной информации.
© Версия на русском языке, 2018

Ученые реконструируют историю геологических пород

Как сообщает издание «Наука в Сибири», сотрудники лаборатории изотопно-аналитической геохимии Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН с помощью комплекса для аргон-аргонового датирования узнают возраст и реконструируют историю различных геологических пород — от древнейших до самых новых.

В лаборатории изотопно-аналитической

геохимии ИГМ СО РАН

«В мире подобных лабораторий существует всего около десятка, а в России и странах бывшего СССР наша — единственная, активно работающая в этом направлении», — рассказывает заведующий лабораторией изотопно-аналитической геохимии ИГМ СО РАН доктор геолого-минералогических наук Алексей Валентинович Травин. С новосибирской лабораторией сотрудничают практически все геологические институты России.

Известный калий-аргоновый метод основан на спонтанном распадеВ лаборатории изотопно-аналитической геохимии ИГМ СО РАНВ лаборатории изотопно-аналитической геохимии ИГМ СО РАН в аргон одного из изотопов калия. Если взять геологический минерал, измерить в нем содержание калия и аргона, то можно рассчитать, сколько миллионов лет он пролежал в земле. Однако, когда ученые начали работать с дефицитными материалами (например, привезенными с Луны), возникла необходимость использовать для измерения наименьшее количество вещества. Тогда образцы придумали помещать в атомный реактор, в котором калий превращается в аргон после реакции на нейтронах. Этот метод гораздо более чувствительный. Кроме того, он позволяет не просто измерять возраст, но, постепенно нагревая минерал, реконструировать историю — самого минерала, а также породы, в которой он находится. А если в ней содержится несколько таких минералов, то, изучив их все, можно получить более детальную картину жизни этой породы.

«Такие измерения нужны для самого широкого круга геологических исследований. Это рудные, магматические, литоморфологические направления, у нас в работе постоянно находятся десятки самых разных задач, — отмечает Алексей Травин. — Например, наши измерения стали одной из составляющих заявки, поданной Россией в комиссию ООН для обоснования возраста (и принадлежности Российской Федерации — прим. ред.) шельфа Сибирской платформы. Нам было доверено определить возраст вулканических пород, поднятых с подводных хребтов Ломоносова и Менделеева. Мы получили очень древний возраст, который убедительно показал, что эти породы являются не чем иным, как продолжением шельфа Сибирской платформы».

Другой пример — месторождения, связанные с гранитами. Ученые изучают их с помощью аргон-аргонового метода, чтобы, во-первых, реконструировать их историю, а во-вторых, определять перспективность этих месторождений.

Аргон-аргоновый метод охватывает очень широкие временные рамки. С помощью него узнают возраст метеоритов, сопоставимый с возрастом Земли, — 4,6 миллиарда лет. А самая маленькая дата, полученная с применением этого метода, — возраст извержения Везувия, которое привело к гибели Помпей. Он совпал с возрастом извержения, записанным Плинием Младшим.

 

Фото Юлии Поздняковой

Страница не найдена |

Страница не найдена |

404. Страница не найдена

Архив за месяц

ПнВтСрЧтПтСбВс

13141516171819

20212223242526

27282930   

       

       

       

     12

       

     12

       

      1

3031     

     12

       

15161718192021

       

25262728293031

       

    123

45678910

       

     12

17181920212223

31      

2728293031  

       

      1

       

   1234

567891011

       

     12

       

891011121314

       

11121314151617

       

28293031   

       

   1234

       

     12

       

  12345

6789101112

       

567891011

12131415161718

19202122232425

       

3456789

17181920212223

24252627282930

       

  12345

13141516171819

20212223242526

2728293031  

       

15161718192021

22232425262728

2930     

       

Архивы

Метки

Настройки
для слабовидящих

Аргон

Продажа Производство Доставка

Газообразный

Жидкий

Аргон – газ, который был открыт двумя учеными Рамзаем и Релеем в 1894 году. После нескольких экспериментов ученые смогли выделить из азота газ аргон. Свое название аргон получил благодаря своей инертности. Аргон плохо взаимодействует и вступает в реакции с другими газами, за что и получил свое название (в переводе с греческого аргон – неактивный, медленный). Аргон представляет собой простой, бесцветный одноатомный газ без запаха и вкуса, который присутствует в воздухе в малых количествах.

 

Химические и физические свойства газа аргона

Так как воздух является неисчерпаемым источником получения таких газов как кислород, азот и аргон, то в промышленности газ аргон получают именно из воздуха. В большинстве случаев большое количество аргона получают при проведении реакций для получения промышленного кислорода и азота. В результате химических реакций, связанных с нагреванием и дистилляцией выделают кислород, азот и как побочный продукт получают аргон газ. Различают три степени чистоты аргона для промышленных нужд. В первой степени чистота содержания аргона составляет 99,99%, во второй - 99,98% и в третьей - 99,95%. В качестве примесей в аргоне могут выступать азот или кислород. Хранить этот газ следует в специальных баллонах под давлением. Жидкий аргон хранят в специальных цистернах Дьюара с двойными стенками заполненных вакуумом. В этих же емкостях рекомендуется перевозить аргон, соблюдая все правила и технику безопасности.

Применение аргон нашел во многих областях. Он успешно применяется в пищевой промышленности как упаковочный газ, в качестве вещества для тушения пожаров, в медицине для очистки воздуха и наркоза и в аргоновых лазерах. Однако, наибольшее и наилучшее применение этот газ получил в сварочных работах. При помощи аргоновой сварки можно работать с такими твердыми металлами как цирконий, титан, молибден и другие. Очень часто при сварочных работах используют специальную смесь аргона с кислородом или углекислым газом.

Аргон (Ar) - химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду


Аргон

Генри Кавендиш подозревал, что аргон присутствует в воздухе в 1785 году, но не был обнаружен до 1894 года лордом Рэли и сэром Уильямом Рамзи.

Аргон - третий благородный газ в период 8, он составляет около 1% атмосферы Земли.

Растворимость аргона примерно такая же, как у кислорода, и он в 2,5 раза растворим в воде, чем азот. Этот химически инертный элемент не имеет цвета и запаха как в жидкой, так и в газообразной форме.Не встречается ни в каких соединениях.

Этот газ выделяется путем фракционирования жидкого воздуха, так как в атмосфере содержится только 0,94% аргона. Марсианская атмосфера, напротив, содержит 1,6% Ar-40 и 5 ppm Ar-36. Мировое производство превышает 750 000 тонн в год, запасы практически неисчерпаемы.

Приложения

Аргон не вступает в реакцию с нитью накала в лампочке даже при высоких температурах, поэтому используется в освещении и в других случаях, когда двухатомный азот является непригодным (полу) инертным газом.
Аргон особенно важен для металлургической промышленности, поскольку он используется в качестве защиты от инертного газа при дуговой сварке и резке. Другие области применения включают нереактивный бланкет при производстве титана и других реактивных элементов, а также в качестве защитной атмосферы для выращивания кристаллов кремния и германия. Аргон-39 использовался для ряда применений, в первую очередь для добычи керна льда. Он также использовался для датирования грунтовых вод. Аргон также используется в техническом подводном плавании с аквалангом для надувания сухого костюма из-за его нереактивного теплоизолирующего эффекта.
Аргон в качестве зазора между стеклами обеспечивает лучшую изоляцию, поскольку он хуже проводит тепло, чем обычный воздух. Наиболее экзотично аргон используется в шинах роскошных автомобилей.

Аргон в окружающей среде

В земной атмосфере Ar-39 образуется под действием космических лучей, в основном с Ar-40. В подповерхностной среде он также образуется за счет захвата нейтронов К-39 или альфа-излучения кальцием. Аргон-37 образуется при распаде кальция-40 в результате подземных ядерных взрывов.Период полувыведения составляет 35 дней.

Аргон присутствует в некоторых минералах калия из-за радиационного распада изотопа калия-40

Пути воздействия: Вещество может всасываться в организм при вдыхании.

Риск при вдыхании: При потере герметичности эта жидкость испаряется очень быстро, вызывая перенасыщение воздуха с серьезным риском удушья в закрытых помещениях.

Последствия воздействия: Вдыхание: Головокружение.Тупость. Головная боль. Удушье. Кожа: При контакте с жидкостью: обморожение. Глаза: При контакте с жидкостью: обморожение.

Вдыхание: Этот газ инертен и классифицируется как простое удушающее средство. Вдыхание чрезмерных концентраций может привести к головокружению, тошноте, рвоте, потере сознания и смерти. Смерть может наступить в результате ошибок в суждениях, замешательства или потери сознания, которые препятствуют самоспасанию. При низких концентрациях кислорода потеря сознания и смерть могут наступить в считанные секунды без предупреждения.

Эффект простых удушающих газов пропорционален степени, в которой они уменьшают количество (парциальное давление) кислорода в вдыхаемом воздухе. Кислород может быть уменьшен до 75% от его нормального процентного содержания в воздухе, прежде чем появятся заметные симптомы. Это, в свою очередь, требует наличия простого удушающего агента в концентрации 33% в смеси воздуха и газа. Когда простое удушающее средство достигает концентрации 50%, могут появиться выраженные симптомы. Концентрация 75% смертельна за считанные минуты.

Симптомы: Первыми симптомами, вызываемыми простым удушающим средством, являются учащенное дыхание и недостаток воздуха. Снижена умственная активность и нарушена мышечная координация. Позднее суждение становится ошибочным, и все ощущения подавляются. Часто возникает эмоциональная нестабильность и быстрое утомление. По мере прогрессирования асфиксии могут возникать тошнота и рвота, прострация и потеря сознания и, наконец, судороги, глубокая кома и смерть.

Нет данных об экологическом ущербе от аргона.

Неблагоприятных последствий для окружающей среды не ожидается. Газообразный аргон естественным образом присутствует в окружающей среде. Газ будет быстро рассеиваться в хорошо вентилируемых помещениях.

Влияние аргона на растения и животных в настоящее время неизвестно. Ожидается, что это не нанесет вреда водным организмам.

Аргон не содержит озоноразрушающих химикатов и не внесен в список загрязнителей морской среды DOT (Министерство транспорта США).

А теперь загляните на нашу страницу об аргоне в воде

Вернуться к диаграмме периодических элементов

Что в воздухе? | UCAR Center for Science Education

Три четверти всего воздуха находится в тропосфере, самом нижнем слое атмосферы Земли.Воздух - это смесь газов, большинство из которых встречаются в природе. Воздух также содержит значительное количество антропогенных загрязнителей воздуха, в том числе некоторые из них небезопасны для дыхания, а некоторые согревают климат нашей планеты. Тропосфера также содержит воду во всех трех фазах (жидкой, твердой и газовой), а также твердые частицы, называемые аэрозолями.

Сухой состав атмосферы состоит в основном из азота и кислорода. Он также содержит фракционные количества аргона и углекислого газа и следовые количества других газов, таких как гелий, неон, метан, криптон и водород (НАСА).
Кредит: UCAR

Газы

Самым распространенным природным газом является азот (N 2 ), который составляет около 78% воздуха. Кислород (O 2 ) является вторым по распространенности газом с концентрацией около 21%. Инертный газ аргон (Ar) является третьим по распространенности газом (0,93%). Также присутствуют следовые количества диоксида углерода (CO 2 ), неона (Ne), гелия (He), метана (CH 4 ), криптона (Kr), водорода (H 2 ), закиси азота (NO ), ксенон (Xe), озон (O 3 ), йод (I 2 ), оксид углерода (CO) и аммиак (NH 3 ) в атмосфере.

Водяной пар

Из-за круговорота воды количество воды в воздухе постоянно меняется. Нижняя тропосфера может содержать до 4% водяного пара (H 2 O) в областях вблизи тропиков, в то время как полюса содержат лишь следовые количества водяного пара. Концентрация водяного пара резко уменьшается с высотой. В верхней тропосфере водяного пара значительно меньше, чем в воздухе у поверхности, в стратосфере и мезосфере почти нет водяного пара, а в термосфере его вообще нет.

Аэрозоли

Воздух также содержит крошечные твердые частицы, называемые аэрозолями, такие как пыль, морская соль и пепел от извержения вулканов или лесных пожаров. Многие из этих частиц настолько малы, что становятся микроскопическими. Остальные достаточно большие, чтобы их было видно. Аэрозоли влияют на климат, помогая формированию облаков и затеняя планету, рассеивая или поглощая солнечный свет. В прошлом веке производство и широкое использование двигателей внутреннего сгорания увеличило количество аэрозолей в атмосфере, поскольку твердые частицы выбрасываются из дымовых труб и выхлопных труб.Горящая древесина и другие материалы также добавляют частицы в воздух.

Химия атмосферы

Как и все на Земле, воздух состоит из химикатов. Химические вещества в воздухе часто соединяются друг с другом или с другими химическими веществами с поверхности Земли в результате химических реакций. Многие из этих химических реакций помогают поддерживать здоровую окружающую среду и жизненно важны для растений и животных. Газообразный азот в атмосфере почти ничего не делает, но азот в других местах на Земле необходим для жизни.Через азотный цикл азот проникает в почву и воду, связывается с другими элементами и может использоваться живыми существами. Кислород из атмосферы вызывает реакции окисления, которые помогают расщеплять материю и высвобождать питательные вещества в почву, и используется людьми и животными в клеточном дыхании.

На химический состав атмосферы в тропосфере также влияют химические вещества, созданные человеком, которые могут отрицательно влиять на здоровье человека и окружающую среду. Например:

  • Выхлопные газы автомобилей содержат диоксид азота, а также другие загрязняющие химические вещества, такие как оксид углерода и диоксид серы.Двуокись азота реагирует с атмосферным кислородом с образованием тропосферного озона, опасного для клеток растений и животных.
  • Смог, который в основном состоит из озона и твердых частиц углерода (сажи), выделяемых угольными электростанциями, наносит вред легким людей и животных.
  • Заводы, сжигающие ископаемое топливо, также выделяют диоксиды серы и азота, которые в сочетании с водой в атмосфере вызывают кислотные дожди. Кислотный дождь наносит ущерб природной и антропогенной окружающей среде.

Химия воздуха

В таблице ниже перечислены основные компоненты газа и их роль в атмосфере. Нажмите на название каждой молекулы, чтобы узнать о них больше.

Газ Химическая и молекулярная структура
Структура
Роль в атмосфере

Азот

78% воздуха в атмосфере составляет азот.Азот передается растениям, животным и окружающей среде через азотный цикл.

Оксиды азота

Оксиды азота - это загрязнители воздуха, способствующие образованию озона. Они также создают азотную кислоту, которая является частью кислотных дождей, когда они смешиваются с каплями воды в воздухе.

Кислород

Кислород составляет 21% атмосферы.Он обладает высокой реакционной способностью и образует соединения с множеством других химических веществ и необходим для дыхания живых существ.

Озон

Озон в тропосфере - это антропогенный загрязнитель. Озон в стратосфере образует озоновый слой, который имеет решающее значение для выживания жизни на поверхности Земли.

Аргон

Аргон составляет около 1% атмосферы и образуется в основном в результате распада калия в земной коре.Это инертный газ, что означает, что он не вступает в реакцию с другими химическими веществами.

Водяной пар

Вода циркулирует во всех системах Земли в каждой из трех фаз: твердой, жидкой или газовой. Водяной пар в атмосфере является парниковым газом из-за его способности удерживать тепло.

Двуокись углерода

Двуокись углерода в естественном составе составляет около.03% атмосферы, но количество увеличивается из-за сжигания ископаемого топлива. Растения и эубактерии используют углекислый газ во время фотосинтеза. Люди, другие животные и растения добавляют его в воздух через дыхание. Двуокись углерода является удерживающим тепло парниковым газом.

Окись углерода

Окись углерода в воздухе образуется при сжигании топлива в транспортных средствах, вулканах и лесных пожарах.Это ядовитый газ.

Метан

Метан выбрасывается в воздух со свалок, домашнего скота и их навоза, а также из нефтяных и газовых скважин. Он также создается при разложении органического материала. Это удерживающий тепло парниковый газ.

Оксиды серы

Оксиды серы образуются при сжигании угля и нефти.Он также выпущен из вулканов. Оксиды серы смешиваются с каплями воды в атмосфере с образованием серной кислоты, которая является компонентом кислотных дождей.

Факты об аргоне (атомный номер 18 или Ar)

Аргон - благородный газ с символом элемента Ar и атомным номером 18. Он наиболее известен как инертный газ и для создания плазменных шаров.

Быстрые факты: аргон

  • Имя элемента : Аргон
  • Обозначение элемента : Ar
  • Атомный номер : 18
  • Атомный вес : 39.948
  • Внешний вид : Бесцветный инертный газ
  • Группа : Группа 18 (благородный газ)
  • Период : Период 3
  • Discovery : лорд Рэлей и Уильям Рамзи (1894)

Дискавери

Аргон был открыт сэром Уильямом Рамзи и лордом Рэли в 1894 году (Шотландия). До открытия Генри Кавендиш (1785) подозревал, что в воздухе присутствует какой-то инертный газ. Рамзи и Рэлей выделили аргон, удалив азот, кислород, воду и углекислый газ.Они обнаружили, что оставшийся газ на 0,5% легче азота. Спектр излучения газа не соответствовал спектру излучения какого-либо известного элемента.

Электронная конфигурация

[Ne] 3s 2 3p 6

Происхождение слова

Слово аргон происходит от греческого слова argos , что означает бездействующий или ленивый. Это относится к чрезвычайно низкой химической активности аргона.

Изотопы

Известно 22 изотопа аргона от Ar-31 до Ar-51 и Ar-53.Природный аргон представляет собой смесь трех стабильных изотопов: Ar-36 (0,34%), Ar-38 (0,06%), Ar-40 (99,6%). Ar-39 (период полураспада = 269 лет) предназначен для определения возраста ледяных кернов, грунтовых вод и вулканических пород.

Внешний вид

В обычных условиях аргон представляет собой газ без цвета, запаха и вкуса. Жидкая и твердая формы прозрачны, напоминают воду или азот. В электрическом поле ионизированный аргон дает характерное свечение от сиреневого до фиолетового.

Недвижимость

Аргон имеет точку замерзания -189.2 ° C, температура кипения -185,7 ° C, плотность 1,7837 г / л. Аргон считается благородным или инертным газом и не образует настоящих химических соединений, хотя он действительно образует гидрат с давлением диссоциации 105 атм при 0 ° C. Наблюдались ионные молекулы аргона, в том числе (ArKr) + , (ArXe) + и (NeAr) + . Аргон образует клатрат с b-гидрохиноном, который стабилен, но не имеет настоящих химических связей. Аргон в два с половиной раза более растворим в воде, чем азот, примерно с такой же растворимостью, как и кислород.Спектр излучения аргона включает характерный набор красных линий.

использует

Аргон используется в электрическом освещении и люминесцентных лампах, фотолампах, светящихся трубках и в лазерах. Аргон используется в качестве инертного газа при сварке и резке, покрывая реактивные элементы, а также в качестве защитной (инертной) атмосферы для выращивания кристаллов кремния и германия.

Источники

Газообразный аргон получают путем фракционирования жидкого воздуха.Атмосфера Земли содержит 0,94% аргона. Атмосфера Марса содержит 1,6% аргона-40 и 5 частей на миллион аргона-36.

Токсичность

Поскольку аргон инертен, он считается нетоксичным. Это нормальный компонент воздуха, которым мы дышим каждый день. Аргон используется в синем аргоновом лазере для восстановления глазных дефектов и уничтожения опухолей. Газ аргон может заменить азот в смесях для подводного дыхания (Argox), чтобы снизить частоту возникновения декомпрессионной болезни. Хотя аргон нетоксичен, он значительно плотнее воздуха.В замкнутом пространстве он может представлять опасность удушья, особенно вблизи земли.

Классификация элементов

Инертный газ

Плотность (г / куб. См)

1,40 (при -186 ° C)

Точка плавления (K)

83,8

Точка кипения (K)

87,3

Внешний вид

Бесцветный, безвкусный, без запаха благородный газ

Атомный радиус (пм): 2-

Атомный объем (куб.см / моль): 24.2

Ковалентный радиус (пм): 98

Удельная теплоемкость (при 20 ° C Дж / г моль): 0,138

Теплота испарения (кДж / моль): 6,52

Температура Дебая (K): 85.00

Номер отрицания Полинга: 0,0

Первая ионизирующая энергия (кДж / моль): 1519,6

Структура решетки: Гранецентрированная кубическая

Константа решетки (Å): 5.260

Регистрационный номер CAS: 7440–37–1

Аргон: мелочи

  • Первым обнаруженным благородным газом был аргон.
  • Аргон светится фиолетовым светом в газоразрядной трубке. Это газ, содержащийся в плазменных шарах.
  • Уильям Рамзи, помимо аргона, открыл все благородные газы, кроме радона. Это принесло ему Нобелевскую премию 1904 года по химии.
  • Первоначальный атомный символ аргона был A . В 1957 году IUPAC изменил обозначение на нынешний Ar .
  • Аргон - 3 rd наиболее распространенный газ в атмосфере Земли.
  • Аргон промышленно получают путем фракционной перегонки воздуха.
  • Вещества хранятся в газообразном аргоне для предотвращения взаимодействия с атмосферой.

Источники

  • Brown, T. L .; Bursten, B.E .; ЛеМэй, Х. Э. (2006). Дж. Чаллис; Н. Фолчетти, ред. Химия: Центральная наука (10-е изд.). Pearson Education. С. 276 и 289. ISBN 978-0-13-109686-8.
  • Haynes, William M., ed. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 4.121. ISBN 1439855110.
  • Шуэн-Чен Хван, Роберт Д. Лейн, Дэниел А. Морган (2005). "Благородные газы". Энциклопедия химической технологии Кирка Отмера . Вайли. С. 343–383.
  • Вист, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство Chemical Rubber Company.стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.

Пять основных применений аргона

Обновлено 27 ноября 2018 г.

Кевин Бек

Если кто-то попросит вас назвать три самых распространенных газа в атмосфере Земли, вы можете выбрать в некотором порядке кислород, углекислый газ и азот. Если так, то в большинстве случаев вы были бы правы. Малоизвестный факт, что после азота (N 2 ) и кислорода (O 2 ) на третьем месте по количеству находится благородный газ аргон, составляющий чуть менее 1 процента невидимого состава атмосферы.

Шесть благородных газов получили свое название от того факта, что с точки зрения химии эти элементы отчуждены и даже высокомерны: они не вступают в реакцию с другими элементами, поэтому они не связываются с другими атомами, образуя более сложные элементы. соединения. Однако вместо того, чтобы делать их бесполезными в промышленности, эта тенденция заниматься собственным атомным бизнесом - вот что делает некоторые из этих газов удобными для конкретных целей. Например, пять основных применений аргона включают его размещение в неоновом свете, его способность определять возраст очень старых веществ, его использование в качестве изолятора при производстве металлов, его роль в качестве сварочного газа и его использование в трехмерном пространстве. печать.

Основные сведения о благородных газах

Шесть благородных газов - гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон - занимают крайний правый столбец в периодической таблице элементов. (Любое исследование химического элемента должно сопровождаться периодической таблицей; интерактивный пример см. В разделе «Ресурсы».) Реальные последствия этого заключаются в том, что благородные газы не имеют общих электронов. Аргон и его пять кузенов не похожи на коробку-головоломку, содержащую точно нужное количество частей, не испытывая недостатка в субатомных элементах, которые необходимо исправить за счет пожертвований от других элементов, и у него нет никаких дополнительных предметов, которые можно было бы пожертвовать по очереди.Формальный термин для обозначения этой инертности благородных газов - «инертный».

Как законченная головоломка, благородный газ очень стабилен химически. Это означает, что по сравнению с другими элементами трудно выбить самые удаленные электроны из благородных газов с помощью луча энергии. Это означает, что эти элементы - единственные элементы, которые существуют в виде газов при комнатной температуре, а все остальные являются жидкостями или твердыми телами - обладают так называемой высокой энергией ионизации.

Гелий, состоящий из одного протона и одного нейтрона, является вторым по распространенности элементом во Вселенной после водорода, который содержит только протон.Гигантская продолжающаяся реакция ядерного синтеза, которая ответственна за то, что звезды стали сверхъяркими объектами, которыми они и являются, представляет собой не более чем бесчисленные атомы водорода, сталкивающиеся с образованием атомов гелия в течение миллиардов лет.

Когда электрическая энергия проходит через благородный газ, излучается свет. Это основа для неоновых вывесок, которые являются общим термином для любого такого дисплея, созданного с использованием благородного газа.

Свойства аргона

Аргон, сокращенно Ar, является элементом номер 18 в периодической таблице, что делает его третьим по легкости из шести благородных газов после гелия (атомный номер 2) и неона (номер 10).Как и положено элементу, который летает под химическим и физическим радаром, если его не спровоцировать, он не имеет цвета, запаха и вкуса. Он имеет молекулярную массу 39,7 грамма на моль (также известный как дальтон) в наиболее стабильной конфигурации. Вы можете вспомнить из другого чтения, что большинство элементов поступают в виде изотопов, которые являются версиями одного и того же элемента с разным количеством нейтронов и, следовательно, разными массами (количество протонов не меняется, иначе идентичность самого элемента должна была бы измениться. ).Это имеет решающее значение для одного из основных применений аргона.

Использование аргона

Неоновые огни: Как описано, благородные газы удобны для создания неонового света. Для этого используется аргон, наряду с неоном и криптоном. Когда электричество проходит через газообразный аргон, оно временно возбуждает наиболее удаленные вращающиеся электроны и заставляет их на короткое время перескакивать на более высокую «оболочку» или энергетический уровень. Когда электрон затем возвращается к своему обычному уровню энергии, он излучает фотон - безмассовый пакет света.

Датирование по радиоизотопу: Аргон можно использовать вместе с калием или K, который является элементом номер 19 в периодической таблице, для датирования объектов возрастом до ошеломляющих 4 миллиардов лет. Процесс работает следующим образом:

Калий обычно имеет 19 протонов и 21 нейтрон, что дает ему примерно такую ​​же атомную массу, что и аргон (чуть меньше 40), но с другим составом протонов и нейтронов. Когда радиоактивная частица, известная как бета-частица, сталкивается с калием, она может преобразовать один из протонов в ядре калия в нейтрон, превращая сам атом в аргон (18 протонов, 22 нейтрона).Это происходит с предсказуемой и фиксированной скоростью с течением времени и очень медленно. Итак, если ученые исследуют образец, скажем, вулканической породы, они могут сравнить соотношение аргона и калия в образце (которое постепенно увеличивается с течением времени) с соотношением, которое будет существовать в «совершенно новом» образце, и определить, как старый рок.

Обратите внимание, что это отличается от «углеродного датирования», термина, который часто ошибочно используется для общего обозначения использования методов радиоактивного распада для определения возраста старых объектов. Углеродное датирование, которое представляет собой просто особый тип радиоизотопного датирования, полезно только для объектов, которым, как известно, порядка тысяч лет.

Защитный газ при сварке: Аргон используется при сварке специальных сплавов, а также при сварке автомобильных рам, глушителей и других автомобильных деталей. Он называется защитным газом, потому что он не вступает в реакцию с любыми газами и металлами, находящимися поблизости от свариваемых металлов; он просто занимает место и предотвращает возникновение других нежелательных реакций поблизости из-за активных газов, таких как азот и кислород.

Термическая обработка: В качестве инертного газа можно использовать аргон, чтобы обеспечить бескислородную и азотную настройку для процессов термообработки.

3-D печать: Аргон находит применение в быстро развивающейся области трехмерной печати. Во время быстрого нагрева и охлаждения печатного материала газ предотвратит окисление металла и другие реакции и может ограничить воздействие напряжения. Аргон также можно смешивать с другими газами для создания специальных смесей по мере необходимости.

Производство металлов: Подобно его роли в сварке, аргон может использоваться в синтезе металлов с помощью других процессов, поскольку он предотвращает окисление (ржавление) и вытесняет нежелательные газы, такие как окись углерода.

Опасности аргона

То, что аргон химически инертен, к сожалению, не означает, что он не представляет потенциальной опасности для здоровья. Газ аргон может раздражать кожу и глаза при контакте, а в жидкой форме он может вызвать обморожение (аргоновое масло используется относительно немного, а «аргановое масло», распространенный ингредиент в косметике, даже отдаленно не то же самое, что и аргон). Высокий уровень газообразного аргона в воздухе в закрытой среде может вытеснять кислород и приводить к респираторным проблемам от легких до тяжелых, в зависимости от количества аргона.Это приводит к симптомам удушья, включая головную боль, головокружение, спутанность сознания, слабость и тремор в более легкой форме, а в самых крайних случаях - кому и даже смерть.

В случае известного воздействия на кожу или глаза предпочтительным лечением является промывание и промывание теплой водой. При вдыхании аргона может потребоваться стандартная респираторная поддержка, включая оксигенацию с помощью маски, для восстановления нормального уровня кислорода в крови; Конечно, необходимо также вывести пострадавшего из среды, богатой аргоном.

Должен ли я использовать для моего приложения аргон или азот?

Аргон и азот очень похожи по инертности, но сильно различаются по стоимости, как с экономической, так и с экологической точки зрения.

Аргон благородный газ

Аргон - самый распространенный газ в атмосфере, помимо азота и кислорода. Аргон - благородный газ (как гелий), что означает, что он полностью инертен. Аргон не вступает в реакцию с другими веществами. Вспоминая свои уроки химии, вы вспомните, что благородные газы не реагируют, потому что они имеют полную внешнюю оболочку из электронов.Эти электроны прочно удерживаются и не используются другими соединениями. Это делает аргон хорошим выбором для покрытия таких предметов, как вино и чувствительные химические вещества, но за высокую цену.

Хотя аргон является третьим по распространенности газом, он составляет всего около 0,9% атмосферы. Коммерчески он доступен как побочный продукт промышленного разделения воздуха. Это единственный коммерческий источник аргона. Поскольку это такой небольшой процент в атмосфере, аргон во много раз дороже азота.

Азот инертный газ

С другой стороны, азот не является благородным газом. Два атома азота составляют молекулу азота (N 2 ), поэтому она не имеет свободных электронов, таких как аргон, и, следовательно, обладает теми же свойствами, что и благородный газ, практически во всех случаях использования. Действительно, азот, который составляет 79,1% нашей атмосферы, очень инертен. Таким образом, относительно обычный азот проявляет те же свойства аргона, но при гораздо меньшей стоимости. Азота в 88 раз больше, чем аргона.Это означает, что энергия для производства фунта азота в 88 раз меньше энергии для производства фунта аргона. Производство и распространение аргона создает большой углеродный след.

Для большинства пользователей газообразного азота разделение воздуха на месте с использованием адсорбции с переменным давлением или половолоконных мембран снижает стоимость азота даже в большей степени, чем использование завода по разделению воздуха. Производство газа на месте также сводит к минимуму выбросы CO 2 за счет исключения доставки дизельным грузовиком баллонного или жидкого азота.

Аргон против азота

Одним из преимуществ аргона является его большой вес. Плотность аргона составляет 0,1 фунт / фут 3 , а плотность азота 0,07 фунт / фут 3 или примерно на 40% тяжелее на кубический фут, чем азот. Следовательно, аргон будет располагаться наверху столба жидкости и не будет легко диффундировать с воздухом. Для приложений , покрывающих одеяло, определение того, как долго слой аргона будет оставаться на месте, является нетривиальной задачей, поскольку это зависит от температуры и движения воздуха над одеялом.Кроме того, аргон невидим, поэтому пользователь не может легко определить, когда пополнять одеяло. Поэтому используется азот, потому что его низкая стоимость позволяет проводить непрерывную продувку, что было бы неэкономично для аргона.

Есть два случая, когда аргон превосходит азот. Дуговая сварка, , где азот становится реактивным в присутствии электрической дуги, и в оконная изоляция , где аргон имеет гораздо более низкую теплопроводность, чем азот. Практически во всех других случаях использования газов азот является лучшим выбором.

Для получения дополнительной информации посетите наш веб-сайт.

Этот пост предоставлен отделом технологий производства газа компании Parker Industrial Gas Filtration and Generation.

Статьи по теме в этом блоге:

Как укрыть резервуар для химикатов с помощью генератора азота

Почему азот лучше аргона для производства вина

Как выбрать генератор азота на объекте

Генераторы азота экономят время и деньги виноделов

Как предотвратить загрязнение и коррозию в резервуарах для хранения деминерализованной воды

Снижение затрат на лазерную резку за счет производства азота на месте

Упаковка в модифицированной атмосфере с генератором азота

Аргон из воздуха

Markku Räsänen вспоминает создание нейтрального соединения, содержащего аргон, и размышляет о реакционной способности этого инертного элемента.

Открытие благородных газов показывает, насколько новаторскими были исследователи, когда дело дошло до отделения и идентификации незначительных количеств компонентов из смесей с использованием относительно простых инструментов.

Первые признаки инертного компонента в воздухе появились в 1785 году в ходе экспериментальных исследований Генри Кавендиша, когда он обнаружил около 1% инертного компонента. Однако он не смог идентифицировать инертные частицы, которые оказались аргоном, и имена, связанные с его открытием, - лорд Рэлей и сэр Уильям Рамзи (на фото).В 1892 году исключительно искусные эвдиометрические измерения Рэлея и Рамзи после химического разделения компонентов показали, что плотность азота, полученного путем удаления кислорода, углекислого газа и воды из воздуха нагретой медью, отличается от плотности азота, полученного из аммиака.

Понимание того, что это означает присутствие другого элемента, X, и его идентификация с помощью спектроскопии - недоступной во время исследований Кавендиша - пришло два года спустя.Рамзи предложил лорду Рэли 1 : «Видя, что X очень неактивен, что вы думаете об аргоне αργον (простаивает) в качестве имени?» Они работали отдельно, но над очень похожими исследованиями, и сделали совместное объявление. Их открытия по благородным газам были отмечены в 1904 году Нобелевской премией по физике для Рэлея и по химии для Рамзи.

Предоставлено: © THE PRINT COLLECTOR / ALAMY

Аргон не вписывался в известную в то время таблицу Менделеева, и именно Рамзи предложил включить дополнительный столбец, группу 18.Гелий и другие открытые впоследствии элементы должны были найти свое место в «инертных газах». Это название несколько вводит в заблуждение, поскольку аргон является третьим по распространенности веществом в атмосфере после азота и кислорода (он составляет около 0,94% нашей атмосферы). Предпочтительный термин для группы 18 - «благородные газы» в связи с их сопротивлением химическому связыванию. Этот бездействующий аргон находит множество химических и промышленных применений, например, в качестве химически инертной атмосферы, при сварке, хранении пищевых продуктов и изоляции окон.Изотопы аргона также используются для определения геологического возраста, и в лазерной технологии широко используется аргон в форме катионов Ar + в газовых лазерах и возбужденный ArF в эксиплексных лазерах.

Из-за той же инертности было трудно заставить аргон образовывать нейтральные соединения. В 1995 году были обнаружены гидриды благородных газов (Ng), которые имеют общую структуру HNgY, где Ng представляет собой Kr или Xe, а Y - электроотрицательный атом или фрагмент. Эти молекулы состоят в основном из ковалентной связи между H и Ng и ионной связи между Ng и Y.

Возможно, удивительно, что еще в 1995 году низкоуровневые квантово-химические расчеты показали существование химического соединения, содержащего атом Ar 2 : фторид аргона, HArF, который, как было предсказано, может быть получен в криогенных условиях. Был попытаться синтез HArF из H, Ar и F в твердом аргоне, аналогично тому, как это сделал HXeI из H + Xe + I, но несколько попыток в моей группе потерпели неудачу. Тем не менее, в течение следующих нескольких лет все более обширные компьютерные исследования укрепляли уверенность в том, что HArF может существовать.После изучения причин неудачных экспериментов, в основном из-за неправильного обращения с реактивным предшественником HF, первые сигналы этого нового вида были получены в моей группе 21 декабря 1999 года - время года, благоприятное для экспериментов, без помех ученикам. присутствует в лаборатории. Окончательные экспериментальные результаты были получены из колебательных спектральных эффектов H / D и 36 Ar / 40 Ar изотопных замещений 3 . Нейтральная молекула, содержащая аргон - лучшего рождественского подарка я и не мечтал.

Ряд стабильных соединений аргона был предсказан расчетным путем и ожидает экспериментальной проверки. Недавние расширения этой химии включают, например, получение и определение характеристик ArBeS (ссылка 4) и ArAuF (ссылка 5). Наше химическое понимание элементов группы 18 меняется по мере того, как прогресс в химии благородных газов начал постепенно входить в школьные учебники, начиная с ксенона, который показывает обширное образование связей.

Будущее покажет, в какой степени существуют гидриды благородных газов и родственные им частицы.В настоящее время количество экспериментально охарактеризованных гидридов благородных газов составляет около 30, и легко сконструировать большее количество таких метастабильных молекул. Химики хотят исследовать границы химии для получения базовых знаний, и исследование новых связей между благородными газами и другими элементами представляет собой сложную область для этого. Превосходные вычислительные инструменты, постоянно разрабатываемые с экспериментальной работой, предлагают очень хорошие возможности для достижения успеха.

Список литературы

  1. 1

    Кляйн, М.L. & Venables, J. A. (eds) Rare Gas Solids Vol. 1 , стр. 19 (Academic Press, 1976).

    Google ученый

  2. 2

    Pettersson, M., Lundell, J. & Räsänen, M. J. Chem. Phys. 102 , 6423–6431 (1995).

    CAS Статья Google ученый

  3. 3

    Хряхчев, Л., Петтерссон, М., Рунеберг, Н., Лунделл, Дж. И Рэсянен, М. Nature 406 , 874–876 (2000).

    CAS Статья Google ученый

  4. 4

    Wang, Q. & Wang, X. J. Phys. Chem. А 117 , 1508–1513 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  5. 5

    Wang, X., Andrews, L., Brosi, F. & Riedel, S. Chem. Евро. J. 19 , 1397–1409 (2013).

    CAS Статья Google ученый

Скачать ссылки

Информация об авторе

Принадлежности

  1. Маркку Рясянен работает на химическом факультете Хельсинкского университета, а / я 55 (A.I.Virtasen aukio 1), FIN-00014 Университет Хельсинки, Финляндия

    Markku Räsänen

Автор, ответственный за переписку

Маркку Рясянен.

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Рясянен, М. Аргон из воздуха. Nature Chem 6, 82 (2014). https://doi.org/10.1038/nchem.1825

Ссылка для скачивания

Сравнение продувки аргоном и азотом для инертизации атмосферы

Инертные газы - это газообразные вещества, которые химически не реагируют с другими веществами при стандартных условиях температуры и давления.Нереактивное свойство инертных газов делает их пригодными для множества промышленных процессов, поскольку они предотвращают взрывы, коррозию и другие неблагоприятные явления.

Аргон и азот - два наиболее широко используемых в промышленности инертных газа. Иногда даже используют газовую смесь аргон / азот. Давайте подробнее рассмотрим физические и химические свойства обоих газов, а также их общие применения и сравнения.

Аргон

Аргон - один из шести благородных элементов таблицы Менделеева.Это химически инертный газ, не имеющий запаха, цвета и нетоксичный в широком диапазоне температур и давлений. Чистый газообразный аргон можно отделить от атмосферного воздуха путем фракционной перегонки сжиженного вещества при криогенных температурах.

Свойства аргона

Аргон встречается в природе и составляет небольшую часть (0,934% по объему) атмосферного воздуха наряду с другими благородными газами и основными компонентами воздуха, такими как кислород (20,95% по объему) и азот (78.09% к объему).

При температуре -185,86 ° C (-302,55 ° F) аргон претерпевает фазовый переход из газа в жидкость. Аргон плотнее воздуха и может вытеснять кислород в замкнутом пространстве.

Для чего вы используете аргон?

Аргон имеет несколько важных промышленных и коммерческих применений, в том числе:

  • Неоновое освещение (в сочетании с неоном и криптоном)
  • Предотвращает ржавление / коррозию во время изготовления металла (смягчает процесс окисления)
  • Радиоактивное датирование (через аргонно-калиевую смесь)
  • Используется в качестве инертного защитного газа при сварке (покрытие аргоном)
Является ли аргон едким веществом?

Аргон обеспечивает достаточную инертность для нескольких промышленных процессов и не вызывает коррозии в широком диапазоне температур и давлений.Например, его можно использовать для инертного производства чугуна и стали, чувствительных к влаге.

Азот

Газообразный азот - это неметаллический газ, не имеющий запаха, цвета и вкуса при нормальной температуре и давлении.

Для чего вы используете азот?

Азот широко используется в следующих промышленных применениях:

  • Производство удобрений
  • Производство взрывчатых веществ
  • Стерилизация тары на предприятиях пищевой промышленности
  • Инертизация газообразным азотом в нефтегазовых объектах и ​​емкостях-хранилищах химических заводов (азотная подушка)

Как образуется газообразный азот?

Как и аргон, азот высокой чистоты можно получить из атмосферного воздуха путем фракционной перегонки сжиженного вещества при криогенных температурах.Производство газообразного азота также может быть достигнуто с помощью адсорбции с переменным давлением или разделения половолоконной мембраной. Газообразный азот может быть произведен по запросу на промышленной площадке с использованием местного генератора азота .

Свойства азота

Азот - это самый крупный по объему и массе компонент атмосферного воздуха. Газообразный азот встречается в природе и является четвертым по распространенности элементом земли после углерода, кислорода и водорода.

Является ли азот едким?

Газообразный азот - это химически неактивное вещество, предотвращающее возгорание и коррозию во время нескольких промышленных процессов.Это также нетоксичный газ. Однако угроза безопасности связана с его способностью вытеснять кислород (удушье) в замкнутом пространстве.

Каковы промышленные применения аргона и азота?

Аргон используется для предотвращения возгорания в некоторых типах дуговой сварки, таких как газовая сварка вольфрамом и металлическая дуговая сварка. Азот является важным газом в химической промышленности для инертизации и продувки. В нефтегазовой отрасли инертные газы помогают предотвратить возгорание в скважине, например, во время бурения, завершения работ и капитального ремонта (восстановления скважин).

Сравнение аргона и инертной атмосферы азота

Инертное покрытие - это процесс продувки объема, содержащего жидкость или химически активный газ, инертным газом, таким как азот или аргон, для минимизации воздействия кислорода. Это предотвращает нежелательные химические реакции, которые могут вызвать коррозию или взрыв. Покрытие из аргона или азота действует как своего рода инертный экран для предотвращения окисления.

Почему аргон - хороший газ для продувки?

Благодаря своей крайне инертной природе, аргон подходит для инертизации высокотемпературных промышленных процессов, в которых другие вещества могут реагировать, вызывая возгорание или коррозионное воздействие.Аргон - самый экономичный газ для использования, когда газообразный азот не обеспечивает достаточной инертизации.

Стоимость производства аргона

Аргон получают из сжиженного воздуха путем фракционной перегонки в сепарационной установке. При температуре 87,3 К из смеси выкипает аргон. Тот же процесс используется для отделения жидкого азота, который перегоняется при температуре 77,3 К.

Почему азот - хороший газ для продувки?

Газообразный азот менее инертен, чем аргон.Тем не менее, он отлично подходит для продувки, экранирования или инертизации нескольких промышленных процессов. Поскольку сырьем является обычный воздух и его можно производить с использованием селективных мембран, производство азота обходится дешево.

Стоимость производства азота

Газообразный азот можно генерировать с минимальными затратами, используя системы генерации азота, такие как адсорбция при переменном давлении (PSA) и мембранные генераторы. Как работает азотный генератор в каждом конкретном случае?

В генераторах азота

PSA используются две стадии разделения, выполняемые с короткими интервалами: стадия адсорбции (содержащая адсорбирующий материал, например цеолит) для извлечения азота и стадия регенерации для десорбции газа.Системы PSA могут генерировать газообразный азот чистотой до 99,999%.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *