Опубликовано Оставить комментарий

Аргон как химический элемент таблицы Менделеева

А Аргон является химическим элементом таблицы Менделеева с атомным номером 18 и условным обозначением Ar. Аргон представляет собой инертный благородный газ без вкуса, цвета и запаха.

Как был открыт аргон

Генри Кавендиш — человек который открыл аргон

История открытия такого химического элемента как аргон началась в 1783 году. В этом году британский ученый Генри Кавендиш исследовал реактивность воздуха и сделал первый шаг к открытию нового благородного газа. Он генерировал электрические заряды в обогащенном кислородом воздухе. В этой реакции азот и кислород реагировали между собой и образованный оксид азота мог быть отделен. В каждом его опыте оставался небольшой остаток плотного непрореагировавшего газа. Кавендиш не предполагал, что этот газ является новым химическим элементом и не исследовал его дальше. Он думал, что оставшийся газ является азотом, который был недавно открыт. После этого события прогресса не было почти 100 лет. Только в 1892 году английский физик Джон Струтт третий барон Рэйли определил плотность азота выделенного из воздуха. Он заметил, что плотность азота выделенного из аммиака была намного меньше, чем выделенного из воздуха.

По поводу этой заметки выдвигали множество предположений. Основным было то, что этот непрореагировавший газ был не двухатомный, а трехатомный азот — озон. Проведя повторные опыты Кавендиша шотландский химик Уильям Рамсей убедился, что остается плотный газ не участвующий в реакции и начал исследовать его. Оставшийся газ он очищал от азота раскаленным магнием. Результатом его опытов стало увеличение плотности газа и 31 января 1895 года Рамсей и Рэлей открыли новый химический элемент. Они дали ему название «Аргон», что с древнегреческого переводится как медленный или вялый. Это название используется и по сей день.

Где и как добывают аргон

Установка для извлечения аргона

Чистый аргон получают исключительно из воздуха с помощью сжижения из так называемого «процесса Линде». Этот процесс заключается в плавном сжижении воздуха до температуры 77 — 100К. В ходе уменьшения температуры газы поочередно переходят в жидкое состояние(в зависимости от температуры плавления) и подлежат сбору. Для отделения аргона в промышленных масштабах используются так называемые «ректификационные колонны». Они позволяют получить так называемый «сырой аргон», который содержит примеси кислорода в объеме 3 — 5% и азота в объеме до 1%.

Сырой аргон затем очищается на последующих стадиях. Газовую смесь сначала нагревают до комнатной температуры и сжимают до 4 — 6 бар. Чтобы удалить оставшийся кислород вводят водород, который реагирует с кислородом с образованием воды на катализаторах из драгоценных металлов. После того, как это было сделано, аргон, который накапливается в нижнем конце колонки, отделяется от оставшегося азота. На выходе может быть получен благородный газ с чистотой 99,9999%. Другие методы получения аргона заключаются в его сборе при производстве других химических веществ. Например, при производстве аммиака аргон является побочным продуктом химической реакции.

Распространенность аргона

Аргон в колбе

Аргон является одним из самых распространенных элементов во Вселенной. Частота его встречаемости сопоставима с частотой серы или алюминия. По распространенности во Вселенной среди благородных газов аргон занимает третье место после гелия и неона. Что же касается нашей планеты, то он занимает лидирующую позицию среди благородных газов. Его процентное содержание в атмосфере  Земли составляет 0,934% от общего объема химических элементов по массе. Так же аргон занимает третью позицию после азота и кислорода в атмосфере Земли.

Стоит отметить то, что аргон образуется в результате распада калия. Поэтому его достаточно часто можно встретить в составе минералов и горных пород земной коры. Когда минералы в мантии начинают расплавляться аргон и гелий переходят в газообразное состояние. Эти свойства позволяют ему накапливаться в базальтах океанической воды. Так же его можно встретить в грунтовых и родниковых водах. Чем глубже источник родниковой воды, тем большее содержание аргона в его составе.

Применение аргона

Аргон в лампе

Применение такого химического элемента как аргон не очень широкое, но очень распространенное. Стоит заметить, что аргон является самым доступным и широкораспространенным инертным газом. Как следствие вышесказанного он получается еще и самым дешевым. Его ежегодное мировое производство составляет около 2 миллиардов кубических метров. Он применяется каждый раз тогда, когда невозможно применение более дешевого азота. В первую очередь это процессы сварки металлов, которые реагируют с азотом при высоких температурах. Такими металлами являются титан, тантал, вольфрам и другие. Кроме сварки аргон находит широкое применение в металлургии в качестве защитного вещества. Именно при производства кремния высокой частоты, титана, а так же для дегазации металлических сплавов.

Так же широкое применение аргон находит в пищевой промышленности в качестве защитного газа при упаковке пищевых продуктов и  при изготовлении вина. Его нуменклатура на упаковках Е938. Еще одним довольно широким применением аргона является пожаротушение. Особенно распространено это в высоковольтных электрических системах. Для этих целей используется либо чистый газ, либо смесь с азотом.  Его суть заключается в вытеснении кислорода. Довольно часто смесь аргона и азота используется в качестве газового заполнителя лампы накаливания. Все дело в том, что этот наполнитель уменьшает сублимацию нити накала.

Интересные факты

Интересных фактов связанных с аргоном достаточно много. Стоит начать с того, что аргон с 2014 года запрещен к применению международной антидопинговой компанией. Недостаток кислорода при вдыхании, вероятно, активирует образование собственного эритропоэтина организма(ЭПО). Так же стоит отметить, что аргон под давлением около 24 бар может оказывать обезбаливающее действие. Интересным моментом является то, что запасы аргона в атмосфере пополняются на Земле за счет солнечных лучей, а в земной коре за счет подземных ядерных взрывов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *