Инновациялар Сапа Тәжірибе
  • Басып шығару
  • сайт картасы
  • Ағылшын нұсқа
+7 (495) 777-77-34
жасыру

Аргон

Аргон

Атмосфереда 0,9% шамасында аргон бар. Аргон, азот секілді бейтарапты түссіз газ, табиғатта тек атмосфералық ауа құрамында ғана кездеседі. Ол өмірді қолдау үшін жарамсыз, алайда химиялық инерттілігінің жоғары-деңгейі және алудың салыстырмалы қарапайымдылығы арқасында кейбір технологиялық үрдістерде орны толмайды.

Құрылғыға сұрау салу Құрылғыға сұрау салу Құрылғыға сұрау салу
Аргон

Ашылу тарихы

Қарапайым заттың сыртқы түрі

Түүсіз, дәмсіз және иіссіз инертті газ
Атом қасиеттері
Аты, белгісі, нөмірі Аргон / Argon (Ar), 18
Атом массасы (моляр массасы) 39,948 а. е. м. (г/моль)
Электронды конфигурациясы [Ne] 3s2 3p6
Атом радиусы 71пм
Химиялық қасиеттері
Ковалентті радиусі 106 пм
Ион радиусы 154 пм
Электр терістігі 4,3 (Полинг бағаны)
Электрод потенциалы 0
Тотығу деңгейі 0
Ионизация қуаты (бірінші электрон) 1519,6(15,75) кДж/моль (эВ)
Қарапайым зат термодинамикалық қасиеттері
Тығыздығы (н. у.) (при 186 °C) 1,40 г/см3
Еру температурасы 83,8 K
Қайнау температурасы 87,3 K
Булану жылынуы 6,52 кДж/моль
Моляр жылу сыйымдылығы 20,79 Дж/(K·моль)
Моляр көлемі 24,2 см3/моль
Қарапайым зат кристалл торы
Тор құрылымы Кубтық гранеорталықтанған
Тор шамалары 5,260 A
Дебай температурасы 85 K
Өзге сипаттамары
Жылу өткізгіштігі (300 K) 0,0177 Вт/(м·К)

Аргонның ашылу тарихы 1785 жылы, ағылшын физик әрі химигі Генри Кавендиг ауа құрамын зерттей отырпы азоттың барлығы ауады тотықтандырады ма сауалына анықтама алу кезінде басталды.

Көптеген апталар бойы ол U-түріндегі түтіктерде оттегісі бар ауа қоспасын электр разрядына ұшыратты, нәтижесінде онда азоттың құба тотықтарының жаңа үлестері көбейіп пайда бола берді, оларды зерттеуші сілтіде мерзімді түрде ерітіп отырды. Біраз уақыт өткеннен кейін тотықтардың пайда болуы тоқтатылды, алайда қалған оттегіні байланыстырғаннан кейін оттегі қатысуымен электр разряды ұзақ әсерінде көлемі кішіреймеген газ көбігі қалды. Кавендиш қалған газ көбігінің көлемін ауаның бастапқы көлемінен 1/120 бағалады. Көбік құпиясын Кавендиш аша алмады, сондықтан өз зерттеулерін тоқтатты, және тіпті оның нәтижелерін-де басып шығармады. Тек көптеген жылдар өткеннен кейін, ағылшын физигі Джеймс Максвелл ғана Кавендиш баспаланбаған қолтаңбалары мен лабораториялық жазбаларын жинап және басып шығарды.

Аргон ашылуының осыдан кейін тарихы газ, әсересе азот тығыздығы зерттеуіне өмірінің бірталай жылдарын сарп еткен Рэлей есімімен байланысты. Ауадан алынған азоттың бір литрі 1,6 мг (біріншісінің салмағы 1,2521, екіншісінің салмағы 1,2505 г. тең) (мысалы, азот қышқылы, азот тотығы, амииак, несепнәр немесе селитра қандай да бір азот жалғасуының төселу жолымен алынған) «химиялық" азоттың бір литрінен артық салмақ болып шықты. Бұл айырма оны тәжірибе қатесіне жіберу үшін аз мөлшер емес. Осыған қоса ол үнемі химиялық азотты алу қайнарына қарамастан қайталанып отырды.

Құпияның шешуін таба алмаған Рэлей 1892 жылдың күзінде «Nature» журналында азот бөлу тәсіліне тәуелді тығыздықтың әртүрлі көлемдерін алатындығына түсіндірме берулерін өтініп ғалымдарға хат жазды. Хатты көптеген ғалымдар оқыды, алайда ондағы қойылған сұрақтың байыпты жауабын ешкім бере алмады.

Сол уақыттағы танымал, ағылшын химигі Уильям Рамзайдың да жауабы болмады, алайда ол Рэлейге өз серіктестігін ұсынды. Рамзай ішкі түйсігі ауа азоты белгісіз және барынша ауыр газ қоспасына ие екендігін айтуға итермеледі, ал Дьюар болса Рэлей назарын Кавендиш ескі тәжірибелеріне аударды (олар сол уақытта жарияланған болатын).

Ауадан жасырын құрама бөлікті бөліп алуға тырысқа әрбір ғалым өз жолдарымен кетті. Рэлей барынша жоғары техникалық деңгейде ұлғайтылған көлемде Кавендиш тәжірибесін қайталады. 6000 вольт кернеудегі трансформатор азотқа толтырылған 50-литр қоңырауды іске қосты. Арнайы турбина қоңырауда азот тотығы мен көмірқышқыл қоспасын жұтатын сілті ерітіндісі шашыратты. Қалған газды Рэлей оттегінің кідірген қалдықтары, мыс қалдықтарымен жылытылған фарфор түтігі арқылы өткізді және кептірді. Тәжрибе бірнеше күнге созылды.

Рамзай олар ашқан қатты магний нитридін жасайтын азот жұтатын металл магния тәсілін қолданды. Оларда жиналған аспап арқылы азоттың бірнеше литрін бірнеше рет өткізді. 10 күннен кейін газ көлемі кішіреюін тоқтатты, сәйкесінше, бар азот байланысты күйінде қалды. Біруақытта азотқа қоспа ретінде қатысушы оттегі мысы бар жалғасулар жолымен алынып тасталынды. Бұл тәсілмен Рамзай бірінші тәжірибесінің өзінде-ақ жаңа газдың 100 см³ шамасында бөліп алуға мүмкіндік туды.

Сонымен, жаңа элемент ашылды. Оның азоттан бір жарым есеге артық екендігін және ауа көлемінің 1/80 бөлігін құрайтындығы белгілі болды. Рамзай акустикалық өлшеу көмегімен бір атомнан тұратын жаң газдың молекуласы — осыған дейін тұрақты күйде ұқсас газдарда кездеспегендігі анықталды. Осыдан өте маңызды қорытынды шығарылды — егер молекула бір атомды болса, онда жаңа газ күрделі химиялық қосылыс емес, қарапайым зат болғандығы.

Рамзай мен Рэлей көп уақытын көптеген химиялық белсенді заттарға қатынасы бойынша оның реакциялық қабілетін зерттеуге жұмсады. Алайда, күткендегідей олар мынадай қорытындыға келді: олардың газы тіптен қабілетті емес. Бұл бәрін естен тандырды -осыған дейін бірде-бір мұндай инертті зат кездеспеген еді.

Жаңа газды зерттеудегі үлкен орынды спектральды талдау алды. Төмендегінің қызғылт сары, көк және жасыл сызықтары бар ауадан бөлінген газ спектрі танымал газдар спектрінен айрықшаланатын еді. Уильям Крукс сол уақыттың танымал спект­рос­ко­пист­тердің бірі оның спектрінде 200 сызыққа дейін анықтады. Спектрлік талдау дамуының деңгейі сол уақытта бір немесе бірнеше элементтерге бақыланатын спектр анықтау мүмкіндігін бере алмайтын. Бірнеше жыл өткеннен кейін ғана Рамзай мен Рэлей өз қолдарында бір емес, бірнеше инертті газдардың тұтас қатарын ұстағандықтары анықталды.

1894 жылдың 7 тамызында Оксфордта Физиктер, химиктер және жаратылыс сынаушылардың Британ ассоциациясы жиналысында аргон деп аталған жаңа элементтің ашылуы туралы хабарлама жасалынған болатын. Өз баяндаамсында Рэлей ауаның әрбір куб метрінде ашық гадың 15 г шамасында (1,288 салм. %) болатындығын нақтылаған болатын. Адам сенгісіз жайт бұл жерде ғалымдардың бірнеше буындары ауаның құрама бөлігін байқамағандығы, тіпті тұтас пайыз көлемін байқамағандығы болып табылады! Санаулы күндер ішінде әртүрлі елдерден келген жаратылыс сынаушылардың ондығы Рамзай және Рэлей тәжірибелерін тексерді. Күдік қалмады: ауада аргон бар.

10 жылдан кейін 1904 жылы Рэлей көп таралған газдардың тығыздығы және аргонды ашқандығы үшін физика бойынша Нобель сыйлығын, ал Рамзай атмосферадағы инертті газдарды ашқандығы үшін химия бойынша Нобель сыйлығын алады.

Негізгі қолданылуы

Тағам саласы

Бақыланатын ортада аргон көптеген үрдістерде азот үшін ауыстыру ретінде қолданылады. Жоғары ерігіштік (азот ерітілуінің екі есе асып түсетін) және анықталған молекулярлық сипаттамалары көкөністерді сақтау кезінде оның қасиеттерін қамтамасыз етеді. Анықталған шарттарда ол метаболикалық реакцияларды кідіртуге және газ алмасуын барынша қысқартуға ықпал етеді.

Әйнек, цемент және әктас өндірісі

Қос глазурленуі бар қоршауларды толтыруда аргонды қолдануда керемет жылу оқшаулауын қамтамасыз етеді.

Металлургия

Аргон ерітілген металл және қоршаған атмосфера арасындағы бірізді өзара әрекеттестік және байланысты ескерту үшін қолданылады.

Аргонның қолданылуы ерітілген заттарды араластыру, болат қайталама тотығының алдын-алу үшін реактор поддонын үрдеу және вакуумдық-оттегі көміртексіздендіру, тотықтандырғыш-қалыпқа келтіру үрдістері және ашық жағу үрдістерін қосқанда вакуум дегазаторында болат өңдеудің тар қолданылуында пайдаланылады. Алайда танымалдығының үлкен еемс бөлігін аргон хром тотығуын азайтуға мүмкіндік бере отырып рафинацияланбаған жоғары хромдық болат аргон-оттегі көміртексіздендіруінде игерді.

Лабораториялық зерттеулер мен талдаулар

Таза күйінде және өзге газдармен жалғасуында аргон бақылау сапасы аясында өнеркәсіптік және медициналық талдауды жүргізу үшін қолданылады.

Атап айтқанда аргон индуктивті-байланысты плазма эмиссиялық спект­ро­мет­ри­ясын­да (ICP), графитті пештердегі атом-абсорбциялықтағы газ жастықшасы (GFAAS) және әртүрлі газ ана­лиза­тор­ла­рын қолдана отырып газ хро­матог­ра­фи­ясын­дағы газ-тасымалдағыштарда газ плазмасы қызметін орындайды.

Метанмен жалғасуында аргон сөндіруші газ қызметін орындайтын рентген флуоресценттік талдау детекторында (XRF) және Гейгер есептегіштерінде қолданылады.

Дәнекерлеу, кесу және жабынды жағу

Аргон доға дәнекерлеуі үрдістерінде, қорғаныс газы үрлеуінде және плазмалық кесуде қорғаныс ортасы ретінде қолданылады.

Аргон дәнекерлеу тігістерінің тотығын ескертеді және дәнекерлеу үрдісінде босатылатын түтін көлемін қысқартуға мүмкіндік береді.

Электроника

Өте таза аргон химиялық белсенді молекулалар үшін газ-тасымалдаушы ретінде, өзге қоспалардағ жартылай өткізгіштерді қорғау үшін инертті газ ретінде қызмет етеді (мысалы, аргон силикон және германий кристалдарын өсіру үшін қажетті ортаны аргон қамтамасыз етеді).

Ионды күйінде аргон тозаңдандыру ме­тал­ли­заци­ялау үрдісінде, ионды имплантация, материалдардың жоғары тиімді өндірісі және жартылай өткізгіштер өндірісінде қалыптандыру және өңдеулерде қолданылады.

Автокөлік және көлік саласы

Салынған саңыла­усыз­данды­рылған аргон автокөліктегі қауіпсіздік жастықшасын толтыру үшін қызмет етеді.

Қоғамдық оферта емес
Яндекс.Метрика