Некоторые газы называются инертными и не реагируют на воздействие иных химических веществ. Из них нельзя синтезировать какое-то химическое соединение. Тем не менее, такие газы используют в промышленности, где актуальны их физические свойства. Один из инертных газов — аргон. В этой статье мы расскажем о характеристиках газа аргона, областях применения. Поясним, что это такое — газ аргон в химии и физике. Расскажем, какое давление в баллоне аргона поддерживается. Эта информация поможет вам лучше понять, в каких целях, каким образом с какими ограничениями вы можете использовать этот технический газ на вашем предприятии или в быту.
История аргона началась с разницы в числах — 1, 2507 и 1, 2565. Разница очень ничтожная: какие-то тысячные доли, третья цифра после запятой. <...> Открытие аргона в конце XIX века — это была победа точности, победа третьей цифры после запятой.
Матвей БронштейнСодержание статьи
- История открытия aргона
- Способы получения аргона
- Физические свойства
- Химические свойства
- Виды аргона
- Применение аргона
- Применение аргона в сварке
- Вредность и опасность аргона
- Давление аргона в баллоне
- Зависимость давления аргона в баллоне от температуры воздуха
- Меры предосторожности при эксплуатации
- Хранение и транспортировка аргона
Ключевые свойства:
- Плотность: 1,784 кг/м3.
- Температура закипания: −185,8 ˚С.
- Доля в воздушной массе: 0,9% объёма.
- Тройная точка: −189,8 ˚С.
В воде это вещество почти не растворяется, не поддерживает горение. Аргон не ядовит, например, при сварке средства защиты от этого газа не нужны.
История открытия aргона
Первооткрыватели — Джон Стретт и Вильям Рамзай. Они обнаружили включение аргона, исследуя азот. Его они прежде получили из воздуха в ходе химических реакций. При разных способах извлечения азот приобретал различную плотность. Поэтому ученые заподозрили присутствие инертного газа. Его они выделили в 1894 году. Значение слова argon — «ленивый», что отражает неактивность вещества в отношении других элементов.
Способы получения аргона
В значительном объеме газ содержится в воздухе. Поэтому его выделяют из воздушной массы с помощью низкотемпературных ректификационных установок. Этот процесс протекает в несколько этапов:
- Воздух очищают от пылевых частиц, сжимают до получения жидкости.
- В жидком виде воздух из азота, кислорода, аргона ректифицируют.
- Отделив азот, смесь кислорода и аргона подвергают очистке, используя электролитический водород.
В ректификационной установке инертный газ кипит при −185,3˚С, кислород — на три градуса выше, азот — на тринадцать ниже.
Аргон также получают в процессах производства как побочный продукт. Его извлекают, производя аммиак. В данном случае Ar смешан с азотом и не представляет ценности, стоит намного дешевле криогенного аргона.
Физические свойства
Благородный газ весит больше воздуха, он плотнее. Его плотность 1,78 кг/м3 при 0 °С и нормальном давлении. Газ кипит при −185,85 °C. Температура жидкого аргона −190 °C.
Химические свойства
Аргон занимает 18-ю позицию в Периодической системе химических элементов. Масса его атома 39,948. Относительно объема воздуха доля газа — 0,9325% об., иначе 1,2862% вес. У аргона невысокий потенциал ионизации, равный 15,7 В. Химические соединения газ образовывает с несколькими гидридами. При нормальных условиях аргон не имеет цвета, вкуса и запаха, не горит.
Виды аргона
Обнаружены изотопы аргона с атомной массой от 29 до 54. В воздухе 3 вида изотопов Ar:
- 40 (коэффициент распространения 99,600 %);
- 36 (коэффициент распространения 0,337 %);
- 38 (коэффициент распространения 0,063 %).
Агрегатных состояний три:
- жидкость — хранится в специальных емкостях и в дальнейшем газифицируется;
- газ;
- твердое тело.
Применение аргона
Где используется аргон? В промышленности много сфер его применения. Например, в химических реакциях для вытеснения из вещества кислорода. Эксплуатация аргона обходится дешевле в сравнении с иными инертными газами. Он формирует защитную среду при сварке метизов, вытесняет воду и кислород в резервуарах для хранения продуктов.
Аргоном наполняют колбы осветительных приборов — ламп накаливания. С ним приборы дольше и ярче светят. Применяют аргон и при изготовлении люминесцентных ламп. С ним легче зажигается электродуга, дольше служат электроды.
Аргоном заполняют стеклопакеты для окон, чтобы повысить их звуко- и теплоизоляцию. Газ прозрачен и позволяет оконным компаниям выпускать многослойные стеклопакеты с аргоном без ущерба для их светопрозрачности.
Применяют инертный газ и при плазменной резке металлоизделий. С ним дуга возникает при небольшом напряжении, можно использовать конструктивно простые аппараты. Когда с применением аргона генерируется плазма, получают минимум вредных летучих соединений при обработке металла. Вот почему для ручных аппаратов аргон — лучший компаньон.
Аргон применяют и в медицине. С его помощью выполняют аргоновую коагуляцию, удаляют новообразования, останавливают кровотечения.
В химической промышленности с использованием аргона получают сверхчистые вещества, анализируют их. В металлургии с помощью Ar перемешивают расплавленные вещества, обрабатывают тантал, титан, цирконий, бериллий и иные металлы. Инертный газ помогает сокращать окисление хрома при выпуске покрытой хромом стали.
Рекомендуем к прочтению:
Применение аргона в сварке
Сваривая металлы, аргон используют для поддержания защитной среды. В случае работы с черными металлами, аргон смешивают с кислородом, двуокисью углерода, гелием, водородом.
Поскольку инертный газ тяжелее воздуха, он эффективнее защищает металлоизделия при сварочных работах. Распространяясь по поверхности метиза, аргон долго и надежно защищает обширный участок расплавленного и подогретого металла. В сварочных работах благодаря использованию аргона получают безупречный шов и повышают производительность. Шов хорошо проплавляется при одной проходке. С Ar можно применять более дешевые сварочные проволоки.
Сваривая алюминий в листах, аргон смешивают с гелием для оптимальной температуры обработки. При TIG сварке газ защищает сварочную ванну и оконечник электрода.
Вредность и опасность аргона
Для экологии аргон безопасен, но он принадлежит к группе удушающих газов. Он может скапливаться возле пола в плохо проветриваемых комнатах. По мере его накопления, кислорода в воздухе становится меньше, что может спровоцировать удушье. То есть в больших объемах инертный газ вредит человеку, животным.
Как жидкость аргон кипит при низкой температуре. Чистый Ar может спровоцировать обморожение, повредить слизистую глаз.
Давление аргона в баллоне
Наименование | Объем баллона, л | Масса газа в баллоне, кг | Объем газа (м3) при Т=15°С, Р=0,1 МПа |
Ar | 40 | 10,85 | 6,5 |
Зависимость давления аргона в баллоне от температуры воздуха
Температура окружающей среды | Давление в баллоне, МПа |
-40 | 10,5 |
-30 | 11,3 |
-20 | 12,2 |
-10 | 12,9 |
0 | 13,7 |
+10 | 14,6 |
+20 | 15,3 |
+30 | 16,0 |
Меры предосторожности при эксплуатации
- Следует регулярно проветривать помещение, чтобы концентрация аргона в воздухе не достигала критических значений.
- Нужно защищать тело от воздействия жидкого аргона.
- Необходимо строго соблюдать требования техники безопасности при перевозке и хранении инертного газа.
Хотите получить консультацию?
Позвоните нам по телефону!Хранение и транспортировка аргона
Аргон в форме газа или жидкости поставляют, соблюдая ГОСТ 10157. Вещество хранят и перевозят в газообразной форме в емкостях согласно ГОСТ 949, при этом баллоны находятся под давлением 15 МПа. Требования к баллонам с аргоном — соответствие ГОСТ 949, серая краска снаружи, отметка полоской и меткой «АРГОН ЧИСТЫЙ» — зеленого цвета. Также на таре указывают дату изготовления и аттестации, вес, объём. Перевозят аргон и в виде жидкости в емкостях Дьюара, в дальнейшем ее газифицируют.
Очень важно соблюдать требования к баллонам, чтобы те не утратили функциональность, не возникло утечки технического газа. В закрытом пространстве она чревата удушьем. Аргоновые баллоны — в виде цилиндра, различаются объемом:
- Небольшие: 0,4 — 12 л.
- Средние: 20 — 50 л.
- Крупные: более 50 л.
Нормальное давление в емкости 150 атм. Однако, при хранении инертного газа в резервуарах по 40 л допускается давление до 200 атм.
Вверху аргонового баллона есть вентиль — его поворачивают для перекрывания подачи газа. Запорный механизм защищает от повреждений специальный колпак.
При транспортировке Ar нужно:
- Крепко зафиксировать тару.
- Располагать баллоны горизонтально.
- Для расположения емкостей использовать особые приспособления. Они обеспечивают более устойчивое положение тары.
- Перевозить заполненные емкости, убедившись в том, что нет утечек.
Теперь вы знаете больше о свойствах газа аргона, техническом составе вещества, где применяется аргон, температуру его замерзания и плавления, при каком давлении аргон хранят и перевозят, чтобы создать правильные условия для эксплуатации этого газа.
Если вашему предприятию нужен аргон чистый или смешанный с другими техническими газами, вы можете заказать его в баллонах в ООО «ТАНТАЛ-Д». Мы оперативно поставим нужные объемы, строго соблюдая технику безопасности. Вы можете выбрать и купить в нашей компании разнообразные криогенные газы для производственных, медицинских, бытовых нужд.
Источники:
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Аргон
- Производство аргона и криптона на металлургическом заводе. Н.И. Давыдов
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Его выделяют из воздуха на низкотемпературных ректификационных установках.
-190°C.
В твердом, газообразном и жидком.
Он относится к удушающим веществам, поэтому при работе с ним важно контролировать доступ свежего воздуха в помещение.