Аргон в сварке

Общие сведения

Аргон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Третий по распространённости элемент в земной атмосфере (после азота и кислорода) — 0,93 % по объёму и 1,29 % по массе. Аргон — самый распространённый инертный газ в земной атмосфере, в 1 м³ воздуха содержится 9,34 л аргона (для сравнения: в том же объеме воздуха содержится 18,2 см³ неона, 5,2 см³ гелия, 1,1 см³ криптона, 0,09 см³ ксенона). Есть аргон и в воде, до 0,3 см³ в литре морской и до 0,55 см³ в литре пресной воды. Его среднее содержание в земной коре (кларк) — 0,04 г на тонну, что в 14 раз больше, чем гелия, и в 57 — чем неона. Получается, что на Земле аргона намного больше, чем всех прочих элементов его группы, вместе взятых.

Содержание аргона в мировой материи оценивается приблизительно в 0,02 % по массе. Аргон (вместе с неоном) наблюдается на некоторых звездах и в планетарных туманностях. В целом его в космосе больше, чем кальция, фосфора, хлора, в то время как на Земле существуют обратные отношения.

Физические свойства

Аргон — одноатомный газ с температурой кипения (при нормальном давлении) -185,9 °C (немного ниже, чем у кислорода, но немного выше, чем у азота). Температура плавления -189,4°С. В 100 мл воды при 20 °C растворяется 3,3 мл аргона, в некоторых органических растворителях аргон растворяется значительно лучше, чем в воде.

Химические свойства

Название «аргон» (от греч.  — ленивый, медленный, неактивный) — подчеркивает важнейшее свойство элемента — его химическую неактивность.

Пока известны только 2 химических соединения аргона — гидрофторид аргона и CU(Ar)O, которые существуют при очень низких температурах. Кроме того, аргон образует эксимерные молекулы, то есть молекулы, у которых устойчивы возбужденные электронные состояния и неустойчиво основное состояние. Также со многими веществами, между молекулами которых действуют водородные связи (водой, фенолом, гидрохиноном и другими), образует соединения включения (клатраты), где атом аргона, как своего рода «гость», находится в полости, образованной в кристаллической решётке молекулами вещества-хозяина.

Получение

Получают аргон как побочный продукт при разделении воздуха на кислород и азот. Обычно используют воздухоразделительные аппараты двукратной ректификации, состоящие из нижней колонны высокого давления (предварительное разделение), верхней колонны низкого давления и промежуточного конденсатора-испарителя. В конечном счете азот отводится сверху, а кислород – из пространства над конденсатором. Летучесть аргона больше, чем кислорода, но меньше, чем азота. Поэтому аргонную фракцию отбирают в точке, находящейся примерно на трети высоты верхней колонны, и отводят в специальную колонну. Дальше следует очистка «сырого» аргона от кислорода (химическим путем или адсорбцией) и от азота (ректификацией).

Классификация аргона по сортам

Аргон обеспечивает хорошую защиту сварочной ванны. В зависимости от назначения и содержания этот газ делится на три сорта. Высший сорт аргона (99,99% Ar) используется для сварки, химически активных металлов, циркония, титановых сплавов, молибдена, сплавов на их основе, ответственных конструкций из нержавеющих сталей. Первый сорт аргона (99,98% Ar) применяется для сварки неплавящимся электродом, магния, алюминия, магниевых и алюминиевых сплавов, менее чувствительных к примесям кислорода и азота. Второй сорт аргона (99,95% Ar) используется для сварки нержавеющих сталей, жаропрочных сплавов и чистого алюминия. Для сварки могут также использоваться смеси аргона с другими газами (кислородом, углекислым газом).

Хранение и транспортировка аргона

Хранится и транспортируется аргон в газообразном виде в стальных баллонах под давлением 150 ат, то есть в баллоне находится 6,2 м³ газообразного аргона в пересчете на темературу 20˚С и давление 760 мм рт. ст. Возможна также транспортировка аргона в жидком виде в специальных цистернах или сосудах Дьюара с последующей его газификацией. Эксплуатация баллонов должна проводиться в соответствии с правилами безопасной эксплуатации сосудов, которые работают под давлением.

Влияние аргона на человека

При содержании аргона в воздухе свыше 70% на человека будет действовать эффект наркоза. Он тяжелее воздуха и может накапливаться в плохо проветриваемых местах снижая при этом концентрацию кислорода, что может вызвать кислородную недостаточность. При выполнении работ в среде аргона необходимо пользоваться изолирующими приборами и противогазами.

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

• Как правильно ездить с газобаллонным оборудованием
• Оборотная газовая тара: разбор понятия и основные требования
• Баллоны для кислорода: области применения и правила эксплуатации

Argon – написанная экспертом, удобная для пользователя информация об элементе

Data Zone | Открытие | Факты | Внешний вид и характеристики | Использование | Изобилие и изотопы | Каталожные номера

18

Ar

39,95

Химический элемент аргон классифицируется как благородный газ и неметалл. Он был открыт в 1895 году Уильямом Рамзи и лордом Рэлеем.

Зона данных

Соединения, радиусы, проводимости»>Показать больше, в том числе: Теплота, Энергия, Окисление, Реакции,
Соединения, Радиусы, Проводимости

Атомный объем:	22,4 см 3 /моль
Структура:	fcc: гранецентрированная кубическая форма в твердом состоянии
Удельная теплоемкость	0,520 Дж г -1 К -1
Теплота плавления	1,188 кДж моль -1
Теплота распыления	0 кДж моль -1
Теплота парообразования	6,447 кДж моль -1
1 ст энергия ионизации	1520,5 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации	2665,8 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации	3930,8 кДж моль -1
Сродство к электрону	–
Минимальная степень окисления	0
Мин. общее окисление нет.	0
Максимальная степень окисления	0
Макс. общее окисление нет.	0
Электроотрицательность (шкала Полинга)	–
Объем поляризуемости	1,586 Å 3
Реакция с воздухом	нет
Реакция с 15 M HNO 3	нет
Реакция с 6 М HCl	нет
Реакция с 6 М раствором NaOH	нет
Оксид(ы)	нет
Гидрид(ы)	нет
Хлорид(ы)	нет
Атомный радиус	71 пм (измерено)
Ионный радиус (1+ ион)	–
Ионный радиус (2+ ион)	–
Ионный радиус (3+ ион)	–
Ионный радиус (1-ион)	–
Ионный радиус (2-ионный)	–
Ионный радиус (3-ионный)	–
Теплопроводность	1,77 x 10 -2 Ш м -1 К -1
Электропроводность	0 мСм см -1
Температура замерзания/плавления:	-189,3 o С, 83,85 К

Твердый аргон при температуре плавления -189,3 ^o C. Image Ref ⁽⁸⁾ .

Фиолетовое свечение ионизированного газа аргона в газоразрядной трубке. Изображение: Джанфуффо.

Процентное содержание каждого газа в сухой атмосфере Земли. На практике также присутствует водяной пар. Изображение: Мисид.

Слабая линия аргона видна в спектре обреченной звезды Эта Киля. Эта Киля имеет массу более 100 земных солнц. Уильям Рамсей открыл аргон, когда впервые увидел его спектр и понял, что он не соответствует ни одному другому. Изображение: НАСА, ЕКА и команда Hubble SM4 ERO.

Открытие аргона

Доктор Дуг Стюарт

Аргон был первым обнаруженным благородным газом.

Первый намек на его существование дал английский ученый сэр Генри Кавендиш еще в 1785 году. Кавендиш был недоволен тем, что о воздухе так мало известно. Он был особенно недоволен отсутствием информации о той части воздуха (большинство), которая не была кислородом. ⁽¹⁾

Он знал, что азот в воздухе может реагировать с кислородом с образованием азотистой кислоты. Он стремился выяснить, может ли ВЕСЬ воздух, который не был кислородом или углекислым газом, быть преобразован в азотистую кислоту. Если бы это было возможно, он бы знал, что воздух полностью состоит из кислорода, углекислого газа и азота.

Кавендиш использовал электрическую искру в воздухе для реакции кислорода и азота с образованием оксидов азота. Затем он добавил дополнительный кислород, пока весь азот не прореагировал.

Оксиды азота кислые. Кавендиш использовал водный раствор гидроксида натрия для их удаления из аппарата. [Это также, конечно, удалило бы весь присутствующий углекислый газ.] Он удалил оставшийся кислород, используя полисульфиды калия.

Остался небольшой пузырек газа [в основном аргон]. Кавендиш писал, что этот пузырь «составлял не более ста двадцатых от массы флостигированного воздуха [азота]». ⁽¹⁾ Итак, Кавендиш утверждает, что воздух состоит как минимум на 99,3% из азота/кислорода/двуокиси углерода и максимум на 0,7% из чего-то еще. Теперь мы знаем, что «что-то еще», аргон, очень нереакционноспособен; это позволило Кавендишу найти его, но также помешало ему узнать о нем больше. (Гигантские достижения в области спектроскопии, достигнутые Густавом Кирхгофом и Робертом Бунзеном, отложатся на 85 лет вперед.)

Оглядываясь назад, мы можем сказать, что Кавендиш немного недооценил ту часть воздуха, которая не состоит из кислорода, азота или углекислого газа. Несмотря на это, он опередил свое время. После его эксперимента прошло более 100 лет, пока ученые снова не начали думать, что с воздухом что-то не совсем складывается.

В 1892 году английский физик Джон Уильям Стратт (более известный как лорд Рэлей) объявил, что независимо от того, как он был получен, кислород всегда в 15,882 раза плотнее водорода. Эта очень точная работа заняла десять лет.

Продолжая работать с большим вниманием к деталям, он обнаружил, что «азот» в воздухе всегда был примерно на 0,5 процента плотнее, чем азот, полученный из соединений азота. ^{(2), (3)} Как это объяснить? В 1893 году он написал в Nature, объявив об этой проблеме всему миру. Любой ученый, ответивший на этот вызов, действительно имел шанс открыть новый элемент. Ни один не сделал!

В апреле 1894 года Рэлей написал научную статью о проблеме азота. Как ни странно, Рэлей рассматривал чистый азот, не содержащий аргона, как «аномально легкий азот». Он хранил его в течение восьми месяцев и повторно проверил, чтобы увидеть, увеличится ли его плотность. ⁽⁴⁾

Статья Рэлея вызвала серьезный интерес у шотландского химика Уильяма Рамзи, который уже знал об этой проблеме.

Рэлей и Рамзи проводили дальнейшие эксперименты, поддерживая связь друг с другом по поводу их прогресса.

В августе 1894 года Рамзи взял воздух и удалил из него компоненты – кислород, углекислый газ и азот. Он удалил азот, прореагировав его с магнием. После удаления из воздуха всех известных газов он обнаружил оставшийся газ, занимающий одну восьмидесятую часть первоначального объема. Его спектр не соответствовал ни одному известному газу.

В 1895 году Рэлей и Рамзи написали совместную статью, в которой уведомили мир об их открытии. Новый газ ни с чем не реагировал, поэтому его назвали аргоном, от греческого «argos», что означает «неактивный» или «ленивый». ⁽⁵⁾

В своем обращении к лауреату Нобелевской премии Рэйли сказал: «Аргон нельзя считать редким. Большой зал легко может вместить больший вес, чем может унести человек». ⁽⁶⁾ Уильям Рамсей открыл или открыл большинство других благородных газов: гелий, неон, криптон и ксенон.

Он отвечал за добавление целой новой группы в периодическую таблицу. Радон был единственным благородным газом, который он не открыл.

Интересные факты об аргоне

904:16 Лорд Рэлей сказал: «Аргон нельзя считать редким. Большой зал легко может вместить больший вес, чем может унести человек». В планетарном масштабе мы можем подсчитать, что атмосфера Земли содержит 65 триллионов метрических тонн аргона. Это более 9 метрических тонн аргона на человека на Земле.
• До 1957 года химическим символом аргона была буква А. В 1957 году ИЮПАК согласился изменить этот символ на Ar. Аргон был не единственным элементом, символ которого изменился в 1957 г. ИЮПАК также изменил менделевий с Mv на Md.9.0417
• Большинство людей знакомы с углеродным датированием, которое использует распад радиоактивного изотопа углерода-14 для определения возраста вещей, которые когда-то были живыми. Период полураспада углерода-14 составляет около 5730 лет, и этот метод бесполезен для материала возрастом более 60 тысяч лет. Калий-аргоновое и аргон-аргоновое датирование позволяют нам датировать породы, которые намного старше этого. Калий-40 распадается на аргон-40 и кальций-40 с периодом полураспада 1,25 миллиарда лет. Соотношение калия-40 и аргона-40, захваченных в породе, можно использовать для определения того, сколько времени прошло с момента затвердевания породы. Совсем недавно отношение аргона-39к аргону-40 использовался для точного датирования.
• Подавляющее большинство аргона на Земле образуется в результате радиоактивного распада калия-40 с образованием стабильного аргона-40. Более 99% аргона Земли составляет аргон-40.
• Вдали от Земли аргон-36 является наиболее распространенным изотопом, синтезируемым в фазе горения кремния звезд с массой около 11 или более земных солнц. Во время горения кремния альфа-частица добавляется к ядру кремния-32, образуя серу-36, которая может добавить другую альфа-частицу, чтобы стать аргоном-36, некоторые из которых могут стать кальцием-40 и т. д.

Изображение семейства Homo erectus на Яве. Калиево-аргоновое, а затем аргонно-аргоновое датирование подтвердило присутствие Homo erectus на Яве 1,8 миллиона лет назад, что опровергло представления ряда археологов. Анализ вулканической пемзы внутри черепа позволил определить возраст черепа. ⁽⁷⁾ Изображение Гунавана Картапранаты.

Инфракрасное изображение светящегося аргона, созданного сверхновой Кассиопеей А, находящейся на расстоянии 10 000 световых лет в нашей собственной галактике. Изображение НАСА.

Аргоновый лазер (синий), формирующий изображения.

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Аргон считается нетоксичным.

Характеристики:

Аргон — благородный газ. Он бесцветен, не имеет запаха и крайне неактивен.

Однако он не является полностью инертным — фотолиз фтористого водорода в твердой аргоновой матрице при 7,5 К дает фторгидрид аргона, HArF.

Аргон не образует стабильных соединений при комнатной температуре.

Использование аргона

Из-за своей инертности аргон используется в лампочках для защиты нити накала и создания инертной атмосферы вблизи места сварки.

Он также используется в полупроводниковой промышленности для создания инертной атмосферы для выращивания кристаллов кремния и германия.

Аргон используется в медицинских лазерах, в офтальмологии, например, для исправления дефектов глаз, таких как просачивание кровеносных сосудов, отслоение сетчатки, глаукома и дегенерация желтого пятна.

Аргон имеет низкую теплопроводность и используется в качестве газа между стеклами в высокоэффективных двойных и тройных стеклопакетах.

Изобилие и изотопы

Изобилие в земной коре: 3,5 части на миллион по массе, 1,8 части на миллион по молям

Изобилие в солнечной системе: 0,01 процента по массе, 3,3 части на миллион по молям

Стоимость, навалом: $ за 100 г

Источник: Аргон образуется, когда ⁴⁰ К, естественным образом присутствующий в земной коре, подвергается радиоактивному распаду до ⁴⁰ Ар. Аргон уходит в атмосферу. Аргон производится в промышленных масштабах путем фракционной перегонки сжиженного воздуха с (для аргона высокой чистоты) каталитическим сжиганием оставшихся следов кислорода.

Изотопы: 18, период полураспада которых известен, массовые числа от 30 до 47. Из них три стабильны. Они встречаются в природе в указанных процентах: ³⁶ Ar (0,337%), ³⁸ Ar (0,063%) и ⁴⁰ Ar (99,600%).

Каталожные номера

1. Encyclopaedia Perthensis, или Универсальный словарь искусств, наук, литературы и т. Д., 1816 г., том 1, стр. 231–232, Джон Браун.
2. Джон Х. Вольфенден, Благородные газы и периодическая таблица: рассказывая все как есть, J. Chem. образования, 1969, 46 (9), стр. 569.
3. Мэри Эльвира Уикс, Открытие элементов. XVIII. The Inert Gases., J. Chem. образования, 1932, 9 (12), с.2065.
4. Лорд Рэлей, Об аномалии, обнаруженной при определении плотности газообразного азота, Proc. Рой. соц. Лондон, 1894, 55, стр. 340.
5. Виви Рингнес, Происхождение названий химических элементов, J. Chem. образования, 1989, 66 (9), с.731.
6. Лорд Рэлей, Плотность газов в воздухе и открытие аргона, Нобелевская лекция, 12 декабря 1904 г. (скачать в формате pdf)
7. Роберт Л. Келли, Дэвид Херст Томас, Археология., Шестое издание, 2012 г., Уодсворт, стр. 137.
8. Изображение Deglr6328.

Процитировать эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

  chemicool.com/elements/argon.html">аргон
 

или

 факты об элементе аргона
 

Для цитирования этой страницы в академическом документе используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:

 «Аргон». Химическая периодическая таблица. Chemicool.com. 15 октября 2012 г. Интернет.
. 

Аргон (Ar) – химические свойства, влияние на здоровье человека и окружающую среду

Аргон

Генри Кавендиш подозревал присутствие аргона в воздухе в 1785 году, но не был обнаружен до 1894 года лордом Рэлеем и сэром Уильямом Рамзи.

Аргон является третьим благородным газом в периоде 8 и составляет около 1% атмосферы Земли.

Аргон имеет примерно такую ​​же растворимость, как кислород, и в 2,5 раза растворимость в воде больше, чем азот. Этот химически инертный элемент не имеет цвета и запаха как в жидкой, так и в газообразной форме. Он не содержится ни в каких соединениях.

Этот газ выделяют с помощью жидкостного фракционирования воздуха, так как атмосфера содержит всего 0,94% аргона. Марсианская атмосфера, напротив, содержит 1,6% Ar-40 и 5 частей на миллион Ar-36. Мировое производство превышает 750 000 тонн в год, запасы практически неисчерпаемы.

Применение

Аргон не вступает в реакцию с нитью накаливания 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, так как используется в качестве защиты от инертного газа при дуговой сварке и резке. Другие области применения включают нереактивное покрытие 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 бурения 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 виде зазора между стеклами обеспечивает лучшую изоляцию, поскольку он хуже проводит тепло, чем обычный воздух. Самое экзотическое применение аргона — в шинах роскошных автомобилей.

Аргон в окружающей среде

В земной атмосфере Ar-39 образуется под действием космических лучей, в первую очередь Ar-40. В подземной среде он также образуется в результате захвата нейтронов К-39 или альфа-излучения кальция. 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 радиоактивного распада изотопа калия-40

Пути воздействия: Вещество может попадать в организм при вдыхании.

Риск при вдыхании: При разгерметизации эта жидкость очень быстро испаряется, 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, спутанности сознания или потери сознания, которые препятствуют самоспасению. При низкой концентрации кислорода потеря сознания и смерть могут наступить в считанные секунды без предупреждения.

Действие простых удушающих газов пропорционально степени, в которой они уменьшают количество (парциальное давление) кислорода во вдыхаемом воздухе. Содержание кислорода в воздухе может снизиться до 75% от его нормального процентного содержания до того, как разовьются заметные симптомы. Это в свою очередь требует наличия простого удушающего средства в концентрации 33% в смеси воздуха и газа. Когда простой удушающий агент достигает концентрации 50%, могут появиться выраженные симптомы. Концентрация 75% смертельна за считанные минуты.

Симптомы: Первыми симптомами простого удушья являются учащенное дыхание и недостаток воздуха. Умственная активность снижена, мышечная координация нарушена. Позднее суждение становится ошибочным, и все ощущения притупляются. Часто возникает эмоциональная нестабильность и быстро наступает утомление. По мере прогрессирования асфиксии возможны тошнота и рвота, прострация и потеря сознания и, наконец, судороги, глубокая кома и смерть.

Экологический ущерб, причиняемый аргоном, не известен.

Неблагоприятных последствий для окружающей среды не ожидается. Газ аргон встречается в природе в окружающей среде. В хорошо проветриваемых помещениях газ быстро рассеивается.

Воздействие аргона на растения и животных в настоящее время неизвестно. Ожидается, что это не нанесет вред водной флоре и фауне.

Аргон не содержит химических веществ, разрушающих озоновый слой, и не внесен в список DOT (Министерство транспорта США) как загрязнитель морской среды.