Что такое аргон?

Что такое газ аргон?

Элементный номер газа аргон — 18, его символ — Ar. Этимология слова означает «ленивый» на греческом языке и относится к его нереактивным характеристикам.

Аргон используется для создания инертной атмосферы и используется таким образом для производства титана и других реактивных элементов. Он также используется сварщиками для защиты сварных швов и в лампах накаливания для предотвращения коррозии нитей кислородом.

Поскольку аргон является самым распространенным из благородных газов (0,93% об./об. в воздухе), его сосуществование с кислородом проблематично.

Свойства газа аргона

Аргон — это бесцветный газ без запаха, благородный газ, принадлежащий к группе 18 периодической таблицы элементов. Элементы группы 18 включают гелий, неон, криптон, ксенон и радон в дополнение к аргону. Все эти элементы существуют в атмосфере в газообразной форме.

Наиболее важной характеристикой благородных газов является то, что они являются инертными газами с очень низкой реакционной способностью из-за их очень стабильной электронной конфигурации (однако даже благородные газы можно заставить реагировать при определенных условиях). Инертные газы используются для предотвращения химических реакций, которые ускоряют деградацию, происходящую при реакциях окисления и гидролиза между образцом и кислородом или влагой в воздухе.

В частности, очищенные газы аргон и азот являются наиболее часто используемыми инертными газами из-за их естественного распространения (78,3% N2 и 1% Ar в воздухе) и низкой стоимости. В частности, хотя аргон дороже азота, его инертность ниже, чем у азота, что делает аргон пригодным для материалов и сред, где он будет реагировать с азотом. Аргон имеет примерно такую ​​же растворимость, как кислород, и в 2,5 раза более растворим в воде, чем азот.

Аргон имеет более низкую теплопроводность, чем воздух, поэтому лучшую теплоизоляцию можно достичь, добавив аргон в зазоры между стеклами.

Применение газа аргона

Как инертный газ с очень низкой реакционной способностью, аргон обеспечивает инертную атмосферу, которая не позволяет ему реагировать с кислородом в полупроводниках и стали. Газ аргон используется в дуговой сварке для предотвращения реакций с расплавленным металлом.

Аргон также используется в люминесцентных лампах и энергосберегающих лампочках. Люминесцентные лампы содержат следовые количества ртути и аргона, а аргон способствует разряду нити накаливания. Низкая реакционная способность аргона используется для продления срока службы нити накаливания.

В пищевых продуктах аргон также используется в качестве инкапсулирующего газа для вина. Это делается не только для предотвращения окисления, но и потому, что аргон, который тяжелее воздуха, эффективно вымывает кислород из винных бутылок.

Аргон также имеет более низкую теплопроводность, чем воздух или азот. По этой причине в стеклопакетах аргон используется для заполнения промежутков между стеклами.

Таким образом, аргон используется в различных промышленных областях, особенно из-за его низкой реакционной способности и потому, что он является самым распространенным благородным газом.

Опасности аргонового газа

Аргоновый газ является неопасным веществом при обычном использовании. Аргон присутствует в воздухе в концентрации около 1%, и мы вдыхаем его вместе с кислородом и азотом, когда дышим. Сам по себе аргон нетоксичен, и вдыхание низких концентраций не оказывает никакого эффекта. Аргон также является инертным газом (негорючим), поэтому он не будет реагировать с другими веществами или вызывать пожары в обычных условиях.

С другой стороны, вдыхание высоких концентраций может вызвать удушье, поэтому следует избегать сред с высокими концентрациями.

Поскольку его часто используют в баллонах, существует риск того, что концентрация газа в помещении может стать высокой из-за утечки из баллонов. Это можно исправить, немедленно остановив источник утечки и обеспечив достаточную вентиляцию в помещении. При работе со сжиженным аргоном сам баллон становится очень холодным из-за тепла парообразования при испарении аргона, поэтому существует опасность обморожения, если вы прикоснетесь к нему голыми руками. В таких случаях можно использовать средства индивидуальной защиты для обеспечения безопасного обращения.

Метод очистки газа аргона

Высокочистый аргон для баллонного газа производится путем отделения аргона от воздуха. В этом случае используется «метод разделения воздуха с глубоким охлаждением». В этом методе вода и углекислый газ сначала удаляются из воздуха путем предварительной обработки, а затем очищенный воздух охлаждается до очень низкой температуры от -170 до -190 ℃ для разделения газов в воздухе с использованием разницы в давлении паров (т. е. разницы в точках кипения).

Кстати, температура кипения азота составляет -195,8 °C, кислорода — -183,0 °C, а аргона — -185,7 °C. Используя этот метод, кислород, азот и аргон отделяются и очищаются от воздуха соответственно.

Баллоны с аргоновым газом

Газ аргон обычно продается в баллонах. Типы баллонов включают обычные контейнеры и криогенные контейнеры. В то время как для производства и продажи газа аргона требуется квалификация, связанная с газом высокого давления, для использования газовых баллонов не требуется никакой специальной квалификации.

В обычных контейнерах аргон заполняется под высоким давлением 14,7 МПа в газообразном состоянии. Баллоны доступны в размерах 7000 л, 1500 л и 500 л, в зависимости от количества заполненного аргона. Баллон объемом 7000 л весит приблизительно 60 кг, поэтому необходимо соблюдать осторожность при его переноске и транспортировке.

Кроме того, в зависимости от предполагаемого использования может потребоваться газ аргон очень высокой чистоты, но газ аргон продается в баллонах с газом с чистотой до 99,9999% (шесть девяток).

В криогенных контейнерах аргон заполняется в жидком состоянии. Поскольку количество заполненного аргона больше, чем у обычных контейнеров, они подходят для потребления больших объемов. Это также снижает частоту замены баллонов, что помогает снизить расходы. Баллоны доступны в размерах 127 000 л или 36 000 л. Поскольку они довольно тяжелые, для их переноски и транспортировки требуется дистрибьютор или специализированный подрядчик.