Доклад: Аргон инертный газ. Газ аргон это

Аргон инертный газ

TYPE=RANDOM FORMAT=PAGE>8

Общие сведения об открытиях благородных газов

К благородным газам относятся гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. По своим свойствам они не похожи ни на какие другие элементы и в периодической системе располагаются между типичными металлами и неметаллами.

История открытия инертных газов представляет большой интерес: во-первых, как триумф введённых Ломоносовым количественных методов химии(открытие аргона), а во-вторых, как триумф теоретического предвидения (открытие остальных инертных газов), опирающегося на величайшее обобщение химии – периодический закон Менделеева.

Открытие физиком Рэлеем и химиком Рамзаем первого благородного газа – аргона – произошло в то время, когда построение периодической системы казалось завершённым и в ней оставалось лишь несколько пустых клеток.

Ещё 1785 году английский химик и физик Г. Кавендиш обнаружил в воздухе какой-то новый газ, необыкновенно устойчивый химически. На долю этого газа приходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Но что это за газ, Кавендишу выяснить не удалось.

Об этом опыте вспомнили 107 лет спустя, когда Джон Уильям Стратт (лорд Рэлей) натолкнулся на ту же примесь, заметив, что азот воздуха тяжелее, чем азот, выделенный из соединений. Не найдя достоверного объяснения аномалии, Рэлей через журнал «Nature» обратился к коллегам-естествоиспытателям с предложением вместе подумать и поработать над разгадкой ее причин...

Спустя два года Рэлей и У. Рамзай установили, что в азоте воздуха действительно есть примесь неизвестного газа, более тяжелого, чем азот, и крайне инертного химически. “Воздух при помощи раскалённой меди был лишён своего кислорода и затем нагрет с кусочками магния в трубочке. После того как значительное количество азота было поглощено магнием, была определена плотность остатка. Плотность оказалась в 15 раз больше плотности водорода, тогда как плотность азота только в 14 раз больше её. Эта плотность возрастала ещё по мере дальнейшего поглощения азота, пока не достигла 18. Этим было доказано, что воздух содержит газ, плотность которого больше плотности азота… Я получил 100 см3 этого вещества и нашёл его плотность равной 19,9. Оно оказалось одноатомным газом.” Когда они выступили с публичным сообщением о своем открытии, это произвело ошеломляющее впечатление. Многим казалось невероятным, чтобы несколько поколений ученых, выполнивших тысячи анализов воздуха, проглядели его составную часть, да еще такую заметную - почти процент! Кстати, именно в этот день и час, 13 августа 1894 года, аргон и получил свое имя, которое в переводе с греческого значит «недеятельный».

Гелий впервые был идентифицирован как химический элемент в 1868 П.Жансеном при изучении солнечного затмения в Индии. При спектральном анализе солнечной хромосферы была обнаружена ярко-желтая линия, первоначально отнесенная к спектру натрия, однако в 1871 Дж.Локьер и П.Жансен доказали, что эта линия не относится ни к одному из известных на земле элементов. Локьер и Э.Франкленд назвали новый элемент гелием от греч. «гелиос», что означает солнце. В то время не знали, что гелий – инертный газ, и предполагали, что это металл. И только спустя почти четверть века гелий был обнаружен на земле. В 1895, через несколько месяцев после открытия аргона, У.Рамзай и почти одновременно шведские химики П.Клеве и Н.Ленгле установили, что гелий выделяется при нагревании минерала клевеита. Год спустя Г.Кейзер обнаружил примесь гелия в атмосфере, а в 1906 гелий был обнаружен в составе природного газа нефтяных скважин Канзаса. В том же году Э.Резерфорд и Т.Ройдс установили, что -частицы, испускаемые радиоактивными элементами, представляют собой ядра гелия.

После этого открытия Рамзай пришёл к выводу, что существует целая группа химических элементов, которая располагается в периодической системе между щелочными металлами и галогенами. Пользуясь периодическим законом и методом Менделеева, было определено количество неизвестных благородных газов и их свойства, в частности их атомные массы. Это позволило осуществить и целенаправленные поиски благородных газов.

Вначале Рамзай и его сотрудники занялись минералами, природными водами, даже метеоритами. Результаты анализов неизменно оказывались отрицательными. Между тем—теперь мы это знаем—новый газ в них был. Но методами, существовавшими в конце прошлого века, эти «микроследы» не улавливались. Затем исследователи обратились к воздуху.

Всего за четыре последующих года было открыто четыре новых элемента, при этом неон, криптон и ксенон были выделены из воздуха.

Воздух, очищенный предварительно от углекислоты и влаги, сжижали, а затем начинали медленно испарять. Сначала «летят» более легкие газы. После испарения основной массы воздуха рассортировывают оставшиеся тяжелые инертные газы. Затем, полученные фракции исследовали. Одним из методов поиска был спектральный анализ: газ помещали в разрядную трубку, подключали ток и по линиям спектра определяли «кто есть кто».

Когда в разрядную трубку поместили первую, самую легкую и низкокипящую фракцию воздуха, то в спектре наряду с известными линиями азота, гелия и аргона были обнаружены новые линии, из них особенно яркими были красные и оранжевые. Они придавали свету в трубке огненную окраску. В момент, когда Рамзай наблюдал спектр только что полученного газа, в лабораторию вошел его двенадцатилетний сын, успевший стать «болельщиком» отцовых работ. Увидев необычное свечение, он воскликнул: «new one!» Так возникло название газа «неон», по-древнегречески значит «новый».

После того как были открыты гелий, неон и аргон, завершающие три первых периода таблицы Менделеева, уже не вызывало сомнений, что четвёртый, пятый и шестой периоды тоже должны оканчиваться инертным газом. Но найти их удалось не сразу. Это и неудивительно: в 1 м3 воздуха 9, 3 л аргона и всего лишь 0, 08 мл ксенона. Но к тому времени стараниями ученых, прежде всего англичанина Траверса, появилась возможность получать значительные количества жидкого воздуха. Стал доступен даже жидкий водород. Благодаря этому Рамзай совместно с Траверсом смог заняться исследованием наиболее труднолетучей фракции воздуха, получающейся после отгонки гелия, водорода, неона, кислорода, азота и аргона. Остаток содержал сырой (то есть неочищенный) криптон (“скрытый”). Однако после откачки его в сосуде неизменно оставался пузырек газа. Этот газ голубовато светился в электрическом разряде и давал своеобразный спектр с линиями в областях от оранжевой до фиолетовой. Характерные спектральные линии — визитная карточка элемента. У Рамзая и Траверса были все основания считать, что открыт новый инертный газ. Его назвали ксеноном, что в переводе с греческого значит «чужой»: в криптоновой фракции воздуха он действительно выглядел чужаком. В поисках нового элемента и для изучения его свойств Рамзай и Траверс переработали около ста тонн жидкого воздуха; индивидуальность ксенона как нового химического элемента они установили, оперируя всего 0,2 см3 этого газа. Необычайная для того времени тонкость эксперимента! Хотя содержание ксенона в атмосфере крайне мало, именно воздух — практически единственный и неисчерпаемый источник ксенона. Неисчерпаемый — потому, что почти весь ксенон возвращается в атмосферу.

Заслуга открытия высшего представителя инертных газов принадлежит тому же Рамзаю. При помощи весьма тонких технических приёмов он доказал, что радиоактивное истечение из радия – эманация радия – представляет собой газ, подчиняющийся всем законам обычных газов, химически инертный и обладающий характерным спектром. Его молекулярный вес – около 220 – был Рамзаем измерен по скорости диффузии. Если предположить, что ядро атома эманации радия – это остаток ядра радия после выбрасывания из него ядра атома гелия - -частицы, то заряд его должен быть равен 88-2=86, т.е. новый элемент должен действительно быть инертным газом с атомным весом 226-4=222.

Таким образом, после блестящих экспериментов 16 марта 1900 г. в Лондоне произошла встреча Менделеева и Рамзая, на которой было официально решено включить в периодическую систему новую группу химических элементов.

Аргон

История открытия Аргона

В 1785 г. английский химик и физик Г. Кавендиш обнаружил в воздухе какой-то новый газ, необыкновенно устойчивый химически. На долю этого газа приходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Но что это за газ, Кавендишу выяснить не удалось.

Об этом опыте вспомнили 107 лет спустя, когда Джон Уильям Стратт (лорд Рэлей) натолкнулся на ту же примесь, заметив, что азот воздуха тяжелее, чем азот, выделенный из соединений. Не найдя достоверного объяснения аномалии, Рэлей через журнал «Nature» обратился к коллегам-естествоиспытателям с предложением вместе подумать и поработать над разгадкой ее причин...

Спустя два года Рэлей и У. Рамзай установили, что в азоте воздуха действительно есть примесь неизвестного газа, более тяжелого, чем азот, и крайне инертного химически.

Когда они выступили с публичным сообщением о своем открытии, это произвело ошеломляющее впечатление. Многим казалось невероятным, чтобы несколько поколений ученых, выполнивших тысячи анализов воздуха, проглядели его составную часть, да еще такую заметную – почти процент!

Кстати, именно в этот день и час, 13 августа 1894 г., аргон и получил свое имя, которое в переводе с греческого значит «недеятельный». Его предложил председательствовавший на собрании доктор Медан.

Между тем нет ничего удивительного в том, что аргон так долго ускользал от ученых. Ведь в природе он себя решительно ничем не проявлял! Напрашивается параллель с ядерной энергией: говоря о трудностях ее выявления, А. Эйнштейн заметил, что нелегко распознать богача, если он не тратит своих денег...

Скепсис ученых был быстро развеян экспериментальной проверкой и установлением физических констант аргона. Но не обошлось без моральных издержек: расстроенный нападками коллег (главным образом химиков) Рэлей оставил изучение аргона и химию вообще и сосредоточил свои интересы на физических проблемах. Большой ученый, он и в физике достиг выдающихся результатов, за что в 1904 г. был удостоен Нобелевской премии. Тогда в Стокгольме он вновь встретился с Рамзаем, который в тот же день получал Нобелевскую премию за открытие и исследование благородных газов, в том числе и аргона.

Обобщение истории открытия

Аргон был открыт как инертный газ в атмосфере в 1894 Дж.Рэлеем, который обнаружил, что атмосферный азот на 0,5% тяжелее, чем полученный химическим путем. Разница объяснялась присутствием ничтожного количества более тяжелых инертных газов, преимущественно аргона. Этот элемент был первым из инертных газов, обнаруженных в природе на нашей планете. Содержание аргона в атмосфере составляет 0,93%(об.), причем его несколько больше над поверхностью больших водоемов, чем над сушей, так как азот и кислород более растворимы в воде. В электротехнической промышленности ежемесячно расходуется несколько тысяч кубических метров аргона для создания инертной среды в лампах накаливания: аргоновая среда позволяет снизить скорость испарения вольфрамовой нити и предотвращает ее окисление.

Строение Аргона

Аргон это газ с завершенным последним электронным уровнем

Ar 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6

10 электронов

18 протонов

22 нейтрона

Физические свойства

Общие свойства инертных газов

Все благородные газы– бесцветные одноатомные газ без цвета и запаха

обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другими газами и при прохождении через них тока ярко светятсяНасыщенный характер атомных молекул инертных газов сказывается и в том, что инертные газы имеют более низкие точки сжижения и замерзания, чем другие газы с тем же молекулярным весом.

Из подгруппы тяжелых инертных газов аргон самый легкий. Он тяжелее воздуха в 1,38 раза. Жидкостью становится при – 185,9°C, затвердевает при – 189,4°C (в условиях нормального давления). В отличие от гелия и неона, он довольно хорошо адсорбируется на поверхностях твердых тел и растворяется в воде (3,29 см3 в 100 г воды при 20°C). Еще лучше растворяется аргон во многих органических жидкостях. Зато он практически нерастворим в металлах и не диффундирует сквозь них.

Как все инертные газы, аргон диамагнитен. Это значит, что его магнитная восприимчивость отрицательна, он оказывает большее противодействие магнитным силовым линиям, чем пустота. Это свойство аргона (как и многие другие) объясняется «замкнутостью» электронных оболочек его атомов.

Под действием электрического тока аргон ярко светится, сине-голубое свечение аргона широко используется в светотехнике.

Теперь о влиянии аргона на живой организм. При вдыхании смеси из 69% Ar, 11% азота и 20% кислорода под давлением 4 атм возникают явления наркоза, которые выражены гораздо сильнее, чем при вдыхании воздуха под тем же давлением. Наркоз мгновенно исчезает после прекращения подачи аргона. Причина – в неполярности молекул аргона, повышенное же давление усиливает растворимость аргона в нервных тканях.

Биологи нашли, что аргон благоприятствует росту растений. Даже в атмосфере чистого аргона семена риса, кукурузы, огурцов и ржи выкинули ростки. Лук, морковь и салат хорошо прорастают в атмосфере, состоящей из 98% аргона и только 2% кислорода.

Химические свойства

Химическая инертность аргона (как и других газов этой группы) и одноатомность его молекул объясняются прежде всего предельной насыщенностью электронных оболочек. Тем не менее разговор о химии аргона сегодня не беспредметен.

Есть основания считать, что исключительно нестойкое соединение Hg – Ar, образующееся в электрическом разряде, – это подлинно химическое (валентное) соединение. Не исключено, что будут получены валентные соединения аргона с фтором и кислородом, которые, скорее всего, будут неустойчивыми, Как нестойки и даже взрывоопасны окислы ксенона – газа, более тяжелого и явно более склонного к химическим реакциям, чем аргон.

Еще в конце прошлого века француз Вийяр, сжимая аргон под водой при 0°C, получил кристаллогидрат состава Аr · 6Н>2>О, а в 20...30-х годах XX столетия Б.А. Никитиным, Р.А. Франкраном и другими исследователями при повышенных давлениях и низких температурах были получены кристаллические клатратные соединения аргона с H>2>S, SO>2>, галогеноводородами, фенолами и некоторыми другими веществами. В 1976 г. появилось сообщение о синтезе гидрида аргона, но пока еще трудно сказать, является ли этот гидрид истинно химическим, валентным соединением.

Вот пока и все успехи химии...

Аргон на Земле и во Вселенной

На Земле аргона намного больше, чем всех прочих элементов его группы, вместе взятых. Его среднее содержание в земной коре (кларк) в 14 раз больше, чем гелия, и в 57 раз больше, чем неона. Есть аргон и в воде, до 0,3 см3 в литре морской и до 0,55 см3 в литре пресной воды. Любопытно, что в воздухе плавательного пузыря рыб аргона находят больше, чем в атмосферном воздухе. Это потому, что в воде аргон растворим лучше, чем азот...

Главное «хранилище» земного аргона – атмосфера. Его в ней (по весу) 1,286%, причем 99,6% атмосферного аргона – это самый тяжелый изотоп – аргон-40. Еще больше доля этого изотопа в аргоне земной коры. Между тем у подавляющего большинства легких элементов картина обратная – преобладают легкие изотопы.

Причина этой аномалии обнаружена в 1943 г. В земной коре находится мощный источник аргона-40 – радиоактивный изотоп калия 40К. Этого изотопа на первый взгляд в недрах немного – всего 0,0119% от общего содержания калия. Однако абсолютное количество калия-40 велико, поскольку калий – один из самых распространенных на нашей планете элементов. В каждой тонне изверженных пород 3,1 г калия-40.

Радиоактивный распад атомных ядер калия-40 идет одновременно двумя путями. Примерно 88% калия-40 подвергается бета распаду и превращается в кальций-40. Но в 12 случаях из 100 (в среднем) ядра калия-40 не излучают, а, наоборот, захватывают по одному электрону с ближайшей к ядру К-орбиты («К-захват»). Захваченный электрон соединяется с протоном – образуется новый нейтрон в ядре и излучается нейтрино. Атомный номер элемента уменьшается на единицу, а масса ядра остается практически неизменной. Так калий превращается в аргон.

Период полураспада 40К достаточно велик – 1,3 млрд лет. Поэтому процесс образования 40Аr в недрах Земли будет продолжаться еще долго, очень долго. Поэтому, хотя и чрезвычайно медленно, но неуклонно будет возрастать содержание аргона в земной коре и атмосфере, куда аргон «выдыхается» литосферой в результате вулканических процессов, выветривания и перекристаллизации горных пород, а также водными источниками.

Правда, за время существования Земли запас радиоактивного калия основательно истощился – он стал в 10 раз меньше (если возраст Земли считать равным 4,5 млрд лет.).

Соотношение изотопов 40Аr: 40К и 40Ar: 36Аr в горных породах легло в основу аргонного метода определения абсолютного возраста минералов. Очевидно, чем больше эти отношения, тем древнее порода. Аргонный метод считается наиболее надежным для определения возраста изверженных пород и большинства калийных минералов. За разработку этого метода профессор Э.К. Герлинг в 1963 году удостоен Ленинской премии.

Итак, весь или почти весь аргон-40 произошел на Земле от калия-40. Поэтому тяжелый изотоп и доминирует в земном аргоне.

Этим фактором объясняется, кстати, одна из аномалий периодической системы. Вопреки первоначальному принципу ее построения – принципу атомных весов – аргон поставлен в таблице впереди калия. Если бы в аргоне, как и в соседних элементах, преобладали легкие изотопы (как это, по-видимому, имеет место в космосе), то атомный вес аргона был бы на две-три единицы меньше...

Теперь о легких изотопах.

Откуда берутся 36Аr и 38Аr? Не исключено, что какая-то часть этих атомов реликтового происхождения, т.е. часть легкого аргона пришла в земную атмосферу из космоса при формировании нашей планеты и ее атмосферы. Но большая часть легких изотопов аргона родилась на Земле в результате ядерных процессов.

Вероятно, еще не все такие процессы обнаружены. Скорее всего некоторые из них давно прекратились, так как исчерпались короткоживущие атомы-«родители», но есть и поныне протекающие ядерные процессы, в которых рождаются аргон-36 и аргон-38. Это бета-распад хлора-36, обстрел альфа-частицами (в урановых минералах) серы-33 и хлора-35:

36>17>Cl β–→ 36>18>Ar + 0>–1>e + ν.

33>16>S + 4>2>He → 36>18>Ar + 1>0>n.

35>17>Cl + 4>2>He → 38>18>Ar + 1>0>n + 0>+1>e.

В материи Вселенной аргон представлен еще обильнее, чем на нашей планете. Особенно много его в веществе горячих звезд и планетарных туманностей. Подсчитано, что аргона в космосе больше, чем хлора, фосфора, кальция, калия – элементов, весьма распространенных на Земле.

В космическом аргоне главенствуют изотопы 36Аr и 38Аr, аргона-40 во Вселенной очень мало. На это указывает масс-спектральный анализ аргона из метеоритов. В том же убеждают подсчеты распространенности калия. Оказывается, в космосе калия примерно в 50 тыс. раз меньше, чем аргона, в то время как на Земле их соотношение явно в пользу калия – 660 : 1. А раз мало калия, то откуда же взяться аргону-40?!

Применение

Все шире применяется дуговая электросварка в среде аргона. В аргонной струе можно сваривать тонкостенные изделия и металлы, которые прежде считались трудносвариваемыми. Не будет преувеличением сказать, что электрическая дуга в аргонной атмосфере внесла переворот в технику резки металлов. Процесс намного ускорился, появилась возможность резать толстые листы самых тугоплавких металлов. Продуваемый вдоль столба дуги аргон (в смеси с водородом) предохраняет кромки разреза и вольфрамовый электрод от образования окисных, нитридных и иных пленок. Одновременно он сжимает и концентрирует дугу на малой поверхности, отчего температура в зоне резки достигает 4000—6000° С. К тому же эта газовая струя выдувает продукты резки. При сварке в аргонной струе нет надобности во флюсах и электродных покрытиях, а стало быть, и в зачистке шва от шлака и остатков флюса

Как добывают аргон

Земная атмосфера содержит 66 · 1013 т аргона. Этот источник аргона неисчерпаем, тем более что практически весь аргон рано или поздно возвращается в атмосферу, поскольку при использовании он не претерпевает никаких физических или химических изменений. Исключение составляют весьма незначительные количества изотопов аргона, расходуемые на получение в ядерных реакциях новых элементов и изотопов.

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. Состав аргонной фракции: 10...12% аргона, до 0,5% азота, остальное – кислород. В «аргонной» колонне, присоединенной к основному аппарату, получают аргон с примесью 3...10% кислорода и 3...5% азота. Дальше следует очистка «сырого» аргона от кислорода (химическим путем или адсорбцией) и от азота (ректификацией). В промышленных масштабах ныне получают аргон до 99,99%-ной чистоты. Аргон извлекают также из отходов аммиачного производства – из азота, оставшегося после того, как большую его часть связали водородом.

Аргон хранят и транспортируют в баллонах емкостью 40 л, окрашенных в серый цвет с зеленой полосой и зеленой надписью. Давление в них 150 атм. Более экономична перевозка сжиженного аргона, для чего используют сосуды Дюара и специальные цистерны.

Искусственные радиоизотопы аргона получены при облучении некоторых стабильных и радиоактивных изотопов (37Cl, 36Аr, 40Аr, 40Са) протонами и дейтонами, а также при облучении нейтронами продуктов, образовавшихся в ядерных реакторах при распаде урана. Изотопы 37Аr и 41Аr используются как радиоактивные индикаторы: первый – в медицине и фармакологии, второй – при исследовании газовых потоков, эффективности спетом вентиляции и в разнообразных научных исследованиях. Но, конечно, не эти применения аргона самые важные.



vuz-24.ru

Доклад - Аргон инертный газ

Общие сведения оботкрытиях благородных газов

 К благородным газам относятся гелий, неон,аргон, криптон, ксенон и радон. По своим свойствам они не похожи ни на какиедругие элементы и в периодической системе располагаются между типичнымиметаллами и неметаллами.

История открытияинертных газов представляет большой интерес: во-первых, как триумф введённыхЛомоносовым количественных методов химии(открытие аргона), а во-вторых, кактриумф теоретического предвидения (открытие остальных инертных газов), опирающегосяна величайшее обобщение химии – периодический закон Менделеева.

Открытиефизиком Рэлеем и химиком Рамзаем первого благородного газа – аргона – произошлов то время, когда построение периодической системы казалось завершённым и в нейоставалось лишь несколько пустых клеток.

Ещё 1785 годуанглийский химик и физик Г. Кавендиш обнаружил в воздухе какой-то новый газ,необыкновенно устойчивый химически. На долю этого газа приходилась примерноодна сто двадцатая часть объема воздуха. Но что это за газ, Кавендишу выяснитьне удалось.

Об этом опытевспомнили 107 лет спустя, когда Джон Уильям Стратт (лорд Рэлей) натолкнулся нату же примесь, заметив, что азот воздуха тяжелее, чем азот, выделенный изсоединений. Не найдя достоверного объяснения аномалии, Рэлей через журнал«Nature» обратился к коллегам-естествоиспытателям с предложением вместеподумать и поработать над разгадкой ее причин...

Спустя двагода Рэлей и У. Рамзай установили, что в азоте воздуха действительно естьпримесь неизвестного газа, более тяжелого, чем азот, и крайне инертногохимически. “Воздух при помощи раскалённой меди был лишён своего кислорода изатем нагрет с кусочками магния в трубочке. После того как значительноеколичество азота было поглощено магнием, была определена плотность остатка.Плотность оказалась в 15 раз больше плотности водорода, тогда как плотностьазота только в 14 раз больше её. Эта плотность возрастала ещё по мередальнейшего поглощения азота, пока не достигла 18. Этим было доказано, чтовоздух содержит газ, плотность которого больше плотности азота… Я получил 100см3 этого вещества и нашёл его плотность равной 19,9. Оно оказалосьодноатомным газом.” Когда они выступили с публичным сообщением о своемоткрытии, это произвело ошеломляющее впечатление. Многим казалось невероятным,чтобы несколько поколений ученых, выполнивших тысячи анализов воздуха,проглядели его составную часть, да еще такую заметную — почти процент! Кстати,именно в этот день и час, 13 августа 1894 года, аргон и получил свое имя,которое в переводе с греческого значит «недеятельный».

Гелий впервые был идентифицирован как химический элемент в1868 П.Жансеном при изучении солнечного затмения в Индии. При спектральноманализе солнечной хромосферы была обнаружена ярко-желтая линия, первоначальноотнесенная к спектру натрия, однако в 1871 Дж.Локьер и П.Жансен доказали, чтоэта линия не относится ни к одному из известных на земле элементов. Локьер иЭ.Франкленд назвали новый элемент гелием от греч. «гелиос», что означаетсолнце. В то время не знали, что гелий – инертный газ, и предполагали, что этометалл. И только спустя почти четверть века гелий был обнаружен на земле. В1895, через несколько месяцев после открытия аргона, У.Рамзай и почтиодновременно шведские химики П.Клеве и Н.Ленгле установили, что гелий выделяетсяпри нагревании минерала клевеита. Год спустя Г.Кейзер обнаружил примесь гелия ватмосфере, а в 1906 гелий был обнаружен в составе природного газа нефтяныхскважин Канзаса. В том же году Э.Резерфорд и Т.Ройдс установили, что a-частицы,испускаемые радиоактивными элементами, представляют собой ядра гелия.

После этого открытия Рамзай пришёл к выводу, что существуетцелая группа химических элементов, которая располагается в периодическойсистеме между щелочными металлами и галогенами. Пользуясь периодическим законом и методом Менделеева, былоопределено количество неизвестных благородных газов и их свойства, в частностиих атомные массы. Это позволило осуществить и целенаправленные поискиблагородных газов.

Вначале Рамзай и егосотрудники занялись минералами, природными водами, даже метеоритами. Результатыанализов неизменно оказывались отрицательными. Между тем—теперь мы этознаем—новый газ в них был. Но методами, существовавшими в конце прошлого века,эти «микроследы» не улавливались. Затем исследователи обратились к воздуху.

Всего за четыре последующих года было открыто четыре новыхэлемента, при этом  неон, криптон и ксенон были выделены из воздуха.

Воздух,очищенный предварительно от углекислоты и влаги, сжижали, а затем начиналимедленно испарять. Сначала «летят» более легкие газы. После испарения основноймассы воздуха рассортировывают оставшиеся тяжелые инертные газы. Затем,полученные фракции исследовали. Одним из методов поиска был спектральныйанализ: газ помещали в разрядную трубку, подключали ток и по линиям спектраопределяли «кто есть кто».

Когда вразрядную трубку поместили первую, самую легкую и низкокипящую фракцию воздуха,то в спектре наряду с известными линиями азота, гелия и аргона были обнаруженыновые линии, из них особенно яркими были красные и оранжевые. Они придавалисвету в трубке огненную окраску. В момент, когда Рамзай наблюдал спектр толькочто полученного газа, в лабораторию вошел его двенадцатилетний сын, успевшийстать «болельщиком» отцовых работ. Увидев необычное свечение, он воскликнул:«new one!» Так возникло название газа «неон», по-древнегречески значит «новый».

После того какбыли открыты гелий, неон и аргон, завершающие три первых периода таблицыМенделеева, уже не вызывало сомнений, что четвёртый, пятый и шестой периодытоже должны оканчиваться инертным газом. Но найти их удалось не сразу. Это инеудивительно: в 1 м3 воздуха 9, 3 л аргона и всего лишь 0, 08 млксенона. Но к тому времени стараниями ученых, прежде всего англичанинаТраверса, появилась возможность получать значительные количества жидкоговоздуха. Стал доступен даже жидкий водород. Благодаря этому Рамзай совместно сТраверсом смог заняться исследованием наиболее труднолетучей фракции воздуха,получающейся после отгонки гелия, водорода, неона, кислорода, азота и аргона.Остаток содержал сырой (то есть неочищенный) криптон (“скрытый”). Однако послеоткачки его в сосуде неизменно оставался пузырек газа. Этот газ голубоватосветился в электрическом разряде и давал своеобразный спектр с линиями вобластях от оранжевой до фиолетовой. Характерные спектральные линии — визитнаякарточка элемента. У Рамзая и Траверса были все основания считать, что открыт новыйинертный газ. Его назвали ксеноном, что в переводе с греческого значит «чужой»:в криптоновой фракции воздуха он действительно выглядел чужаком. В поискахнового элемента и для изучения его свойств Рамзай и Траверс переработали околоста тонн жидкого воздуха; индивидуальность ксенона как нового химическогоэлемента они установили, оперируя всего 0,2 см3 этого газа.Необычайная для того времени тонкость эксперимента! Хотя содержание ксенона ватмосфере крайне мало, именно воздух — практически единственный и неисчерпаемыйисточник ксенона. Неисчерпаемый — потому, что почти весь ксенон возвращается ватмосферу.  

Заслугаоткрытия высшего представителя инертных газов принадлежит тому же Рамзаю. Припомощи весьма тонких технических приёмов он доказал, что радиоактивноеистечение из радия – эманация радия – представляет собой газ, подчиняющийсявсем законам обычных газов, химически инертный и обладающий характернымспектром. Его молекулярный вес – около 220 – был Рамзаем измерен по скоростидиффузии. Если предположить, что ядро атома эманации радия – это остаток ядрарадия после выбрасывания из него ядра атома гелия — a-частицы, то заряд его должен быть равен 88-2=86, т.е. новыйэлемент должен действительно быть  инертным газом с атомным весом 226-4=222.

/>Таким образом, после блестящих экспериментов 16 марта 1900 г. в Лондонепроизошла встреча Менделеева и Рамзая, на которой было официально решеновключить в периодическую систему новую группу химических элементов.

 

Аргон

Аргон Ar 18 39,948

 

История открытия Аргона

В 1785 г. английский химик и физик Г. Кавендиш обнаружил в воздухекакой-то новый газ, необыкновенно устойчивый химически. На долю этого газаприходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Но что это загаз, Кавендишу выяснить не удалось.

Об этом опыте вспомнили 107 лет спустя, когда Джон Уильям Стратт (лордРэлей) натолкнулся на ту же примесь, заметив, что азот воздуха тяжелее, чемазот, выделенный из соединений. Не найдя достоверного объяснения аномалии,Рэлей через журнал «Nature» обратился к коллегам-естествоиспытателям спредложением вместе подумать и поработать над разгадкой ее причин...

Спустя два года Рэлей и У. Рамзай установили, что в азоте воздухадействительно есть примесь неизвестного газа, более тяжелого, чем азот, икрайне инертного химически.

Когда они выступили с публичным сообщением о своем открытии, это произвелоошеломляющее впечатление. Многим казалось невероятным, чтобы несколькопоколений ученых, выполнивших тысячи анализов воздуха, проглядели его составнуючасть, да еще такую заметную – почти процент!

Кстати, именно в этот день и час, 13 августа 1894 г., аргон и получилсвое имя, которое в переводе с греческого значит «недеятельный». Его предложилпредседательствовавший на собрании доктор Медан.

Между тем нет ничего удивительного в том, что аргон так долго ускользал отученых. Ведь в природе он себя решительно ничем не проявлял! Напрашиваетсяпараллель с ядерной энергией: говоря о трудностях ее выявления, А. Эйнштейнзаметил, что нелегко распознать богача, если он не тратит своих денег...

Скепсис ученых был быстро развеян экспериментальной проверкой иустановлением физических констант аргона. Но не обошлось без моральныхиздержек: расстроенный нападками коллег (главным образом химиков) Рэлей оставилизучение аргона и химию вообще и сосредоточил свои интересы на физическихпроблемах. Большой ученый, он и в физике достиг выдающихся результатов, за чтов 1904 г. был удостоен Нобелевской премии. Тогда в Стокгольме он вновьвстретился с Рамзаем, который в тот же день получал Нобелевскую премию заоткрытие и исследование благородных газов, в том числе и аргона.

Обобщение истории открытия 

Аргон был открыт как инертный газ в атмосфере в 1894 Дж.Рэлеем, которыйобнаружил, что атмосферный азот на 0,5% тяжелее, чем полученный химическим путем.Разница объяснялась присутствием ничтожного количества более тяжелых инертных газов,преимущественно аргона. Этот элемент был первым из инертных газов, обнаруженныхв природе на нашей планете. Содержание аргона в атмосфере составляет 0,93%(об.),причем его несколько больше над поверхностью больших водоемов, чем над сушей, таккак азот и кислород более растворимы в воде. В электротехнической промышленностиежемесячно расходуется несколько тысяч кубических метров аргона для создания инертнойсреды в лампах накаливания: аргоновая среда позволяет снизить скорость испарениявольфрамовой нити и предотвращает ее окисление.

 

Строение Аргона

Аргон это газ с завершенным последним электронным уровнем

Ar 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6  

10 электронов

18 протонов

22 нейтрона

Физические свойства

Общие свойства инертныхгазов

Всеблагородные газы– бесцветные одноатомные газ безцвета и запаха

обладаютболее высокой электропроводностью по сравнению с другими газами и припрохождении через них тока ярко светятсяНасыщенный характер атомных молекулинертных газов сказывается и в том, что инертные газы имеют более низкие точкисжижения и замерзания, чем другие газы с тем же молекулярным весом.

Из подгруппы тяжелых инертных газов аргон самыйлегкий. Он тяжелее воздуха в 1,38 раза. Жидкостью становится при – 185,9°C,затвердевает при – 189,4°C (в условиях нормального давления). В отличие отгелия и неона, он довольно хорошо адсорбируется на поверхностях твердых тел ирастворяется в воде (3,29 см3в 100 г воды при 20°C). Еще лучше растворяется аргон во многихорганических жидкостях. Зато он практически нерастворим в металлах и недиффундирует сквозь них.

Как все инертные газы, аргон диамагнитен. Это значит, что его магнитнаявосприимчивость отрицательна, он оказывает большее противодействие магнитнымсиловым линиям, чем пустота. Это свойство аргона (как и многие другие)объясняется «замкнутостью» электронных оболочек его атомов.

Под действием электрического тока аргон ярко светится, сине-голубое свечениеаргона широко используется в светотехнике.

Теперь о влиянии аргона на живой организм. При вдыхании смеси из 69% Ar, 11%азота и 20% кислорода под давлением 4 атм возникают явления наркоза, которыевыражены гораздо сильнее, чем при вдыхании воздуха под тем же давлением. Наркозмгновенно исчезает после прекращения подачи аргона. Причина – в неполярностимолекул аргона, повышенное же давление усиливает растворимость аргона в нервныхтканях.

Биологи нашли, что аргон благоприятствует росту растений. Даже в атмосферечистого аргона семена риса, кукурузы, огурцов и ржи выкинули ростки. Лук,морковь и салат хорошо прорастают в атмосфере, состоящей из 98% аргона и только2% кислорода.

Химические свойства

Химическая инертность аргона (как и других газов этой группы) иодноатомность его молекул объясняются прежде всего предельной насыщенностьюэлектронных оболочек. Тем не менее разговор о химии аргона сегодня небеспредметен.

Есть основания считать, что исключительно нестойкое соединениеHg – Ar, образующееся в электрическом разряде, – это подлиннохимическое (валентное) соединение. Не исключено, что будут получены валентныесоединения аргона с фтором и кислородом, которые, скорее всего, будут неустойчивыми,Как нестойки и даже взрывоопасны окислы ксенона – газа, более тяжелого и явноболее склонного к химическим реакциям, чем аргон.

Еще в конце прошлого века француз Вийяр, сжимая аргон под водой при 0°C,получил кристаллогидрат состава Аr · 6Н2О, а в 20...30-х годах XX столетия Б.А. Никитиным,Р.А. Франкраном и другими исследователями при повышенных давлениях инизких температурах были получены кристаллические клатратные соединения аргонас h3S, SO2, галогеноводородами, фенолами инекоторыми другими веществами. В 1976 г. появилось сообщение о синтезегидрида аргона, но пока еще трудно сказать, является ли этот гидрид истиннохимическим, валентным соединением.

Вот пока и все успехи химии...

 Аргон на Земле и во Вселенной

На Земле аргона намного больше, чем всех прочих элементов его группы, вместевзятых. Его среднее содержание в земной коре (кларк) в 14 раз больше, чемгелия, и в 57 раз больше, чем неона. Есть аргон и в воде, до 0,3 см3 в литре морской и до 0,55 см3 в литре пресной воды. Любопытно, что ввоздухе плавательного пузыря рыб аргона находят больше, чем в атмосферномвоздухе. Это потому, что в воде аргон растворим лучше, чем азот...

Главное «хранилище» земного аргона – атмосфера. Его в ней (по весу) 1,286%,причем 99,6% атмосферного аргона – это самый тяжелый изотоп – аргон-40. Ещебольше доля этого изотопа в аргоне земной коры. Между тем у подавляющегобольшинства легких элементов картина обратная – преобладают легкие изотопы.

Причина этой аномалии обнаружена в 1943 г. В земной коре находитсямощный источник аргона-40 – радиоактивный изотоп калия 40К. Этого изотопа на первый взгляд внедрах немного – всего 0,0119% от общего содержания калия. Однако абсолютноеколичество калия-40 велико, поскольку калий – один из самых распространенных нанашей планете элементов. В каждой тонне изверженных пород 3,1 г калия-40.

Радиоактивный распад атомных ядер калия-40 идет одновременно двумя путями.Примерно 88% калия-40 подвергается бета распаду и превращается в кальций-40. Нов 12 случаях из 100 (в среднем) ядра калия-40 не излучают, а, наоборот,захватывают по одному электрону с ближайшей к ядру К-орбиты («К-захват»).Захваченный электрон соединяется с протоном – образуется новый нейтрон в ядре иизлучается нейтрино. Атомный номер элемента уменьшается на единицу, а массаядра остается практически неизменной. Так калий превращается в аргон.

Период полураспада 40Кдостаточно велик – 1,3 млрд лет. Поэтому процесс образования 40Аr в недрах Земли будет продолжаться ещедолго, очень долго. Поэтому, хотя и чрезвычайно медленно, но неуклонно будетвозрастать содержание аргона в земной коре и атмосфере, куда аргон «выдыхается»литосферой в результате вулканических процессов, выветривания иперекристаллизации горных пород, а также водными источниками.

Правда, за время существования Земли запас радиоактивного калия основательноистощился – он стал в 10 раз меньше (если возраст Земли считать равным4,5 млрд лет.).

Соотношение изотопов 40Аr: 40К и 40Ar:36Аr в горных породах легло воснову аргонного метода определения абсолютного возраста минералов. Очевидно,чем больше эти отношения, тем древнее порода. Аргонный метод считается наиболеенадежным для определения возраста изверженных пород и большинства калийныхминералов. За разработку этого метода профессор Э.К. Герлинг в 1963 годуудостоен Ленинской премии.

Итак, весь или почти весь аргон-40 произошел на Земле от калия-40. Поэтомутяжелый изотоп и доминирует в земном аргоне.

Этим фактором объясняется, кстати, одна из аномалий периодической системы.Вопреки первоначальному принципу ее построения – принципу атомных весов – аргонпоставлен в таблице впереди калия. Если бы в аргоне, как и в соседнихэлементах, преобладали легкие изотопы (как это, по-видимому, имеет место вкосмосе), то атомный вес аргона был бы на две-три единицы меньше...

Теперь о легких изотопах.

Откуда берутся 36Аr и 38Аr? Не исключено, что какая-то частьэтих атомов реликтового происхождения, т.е. часть легкого аргона пришла вземную атмосферу из космоса при формировании нашей планеты и ее атмосферы. Нобольшая часть легких изотопов аргона родилась на Земле в результате ядерныхпроцессов.

Вероятно, еще не все такие процессы обнаружены. Скорее всего некоторые изних давно прекратились, так как исчерпались короткоживущие атомы-«родители», ноесть и поныне протекающие ядерные процессы, в которых рождаются аргон-36 иаргон-38. Это бета-распад хлора-36, обстрел альфа-частицами (в урановыхминералах) серы-33 и хлора-35:

3617Cl β–→ 3618Ar + 0–1e + ν.

3316S + 42He → 3618Ar + 10n.

3517Cl + 42He → 3818Ar + 10n + 0+1e.

В материи Вселенной аргон представлен еще обильнее, чем на нашей планете.Особенно много его в веществе горячих звезд и планетарных туманностей.Подсчитано, что аргона в космосе больше, чем хлора, фосфора, кальция, калия –элементов, весьма распространенных на Земле.

В космическом аргоне главенствуют изотопы 36Аrи 38Аr, аргона-40 во Вселеннойочень мало. На это указывает масс-спектральный анализ аргона из метеоритов. Втом же убеждают подсчеты распространенности калия. Оказывается, в космосе калияпримерно в 50 тыс. раз меньше, чем аргона, в то время как на Земле ихсоотношение явно в пользу калия – 660 : 1. А раз мало калия, тооткуда же взяться аргону-40?!

Применение

Все шире применяетсядуговая электросварка в среде аргона. В аргонной струе можно свариватьтонкостенные изделия и металлы, которые прежде считались трудносвариваемыми. Небудет преувеличением сказать, что электрическая дуга в аргонной атмосферевнесла переворот в технику резки металлов. Процесс намного ускорился, появиласьвозможность резать толстые листы самых тугоплавких металлов. Продуваемый вдольстолба дуги аргон (в смеси с водородом) предохраняет кромки разреза ивольфрамовый электрод от образования окисных, нитридных и иных пленок.Одновременно он сжимает и концентрирует дугу на малой поверхности, отчеготемпература в зоне резки достигает 4000—6000° С. К тому же эта газовая струявыдувает продукты резки. При сварке в аргонной струе нет надобности во флюсах иэлектродных покрытиях, а стало быть, и в зачистке шва от шлака и остатков флюса

 

Как добывают аргон

Земная атмосфера содержит 66 · 1013 т аргона. Этот источникаргона неисчерпаем, тем более что практически весь аргон рано или поздновозвращается в атмосферу, поскольку при использовании он не претерпеваетникаких физических или химических изменений. Исключение составляют весьманезначительные количества изотопов аргона, расходуемые на получение в ядерныхреакциях новых элементов и изотопов.

Получают аргон как побочный продукт при разделении воздуха на кислород иазот. Обычно используют воздухоразделительные аппараты двукратной ректификации,состоящие из нижней колонны высокого давления (предварительное разделение),верхней колонны низкого давления и промежуточного конденсатора-испарителя. Вконечном счете азот отводится сверху, а кислород – из пространства надконденсатором.

Летучесть аргона больше, чем кислорода, но меньше, чем азота. Поэтомуаргонную фракцию отбирают в точке, находящейся примерно на трети высоты верхнейколонны, и отводят в специальную колонну. Состав аргонной фракции: 10...12% аргона,до 0,5% азота, остальное – кислород. В «аргонной» колонне, присоединенной косновному аппарату, получают аргон с примесью 3...10% кислорода и 3...5% азота.Дальше следует очистка «сырого» аргона от кислорода (химическим путем илиадсорбцией) и от азота (ректификацией). В промышленных масштабах ныне получаютаргон до 99,99%-ной чистоты. Аргон извлекают также из отходов аммиачногопроизводства – из азота, оставшегося после того, как большую его часть связаливодородом.

Аргон хранят и транспортируют в баллонах емкостью 40 л, окрашенных всерый цвет с зеленой полосой и зеленой надписью. Давление в них 150 атм.Более экономична перевозка сжиженного аргона, для чего используют сосуды Дюараи специальные цистерны.

Искусственные радиоизотопы аргона получены при облучениинекоторых стабильных и радиоактивных изотопов (37Cl, 36Аr,40Аr, 40Са) протонами и дейтонами, а также приоблучении нейтронами продуктов, образовавшихся в ядерных реакторах при распадеурана. Изотопы 37Аr и 41Аr используются как радиоактивные индикаторы:первый – в медицине и фармакологии, второй – при исследовании газовых потоков,эффективности спетом вентиляции и в разнообразных научных исследованиях. Но,конечно, не эти применения аргона самые важные.

 

www.ronl.ru

>Аргон инертный газ

Общие сведения об открытиях благородных газов

К благородным газам относятся гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. По своим свойствам они не похожи ни на какие другие элементы и в периодической системе располагаются между типичными металлами и неметаллами.

История открытия инертных газов представляет большой интерес: во-первых, как триумф введённых Ломоносовым количественных методов химии(открытие аргона), во-вторых, как триумф теоретического предвидения (открытие остальных инертных газов), опирающегося на величайшее обобщение химии - периодический закон Менделеева.

Открытие физиком Рэлеем и химиком Рамзаем первого благородного газа - аргона - произошло в то время, когда построение периодической системы казалось завершённым и в ней оставалось лишь несколько пустых клеток.

Ещё 1785 году английский химик и физик Г. Кавендиш обнаружил в воздухе какой-то новый газ, необыкновенно стойчивый химически. На долю этого газа приходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Но что это за газ, Кавендишу выяснить не далось.

Об этом опыте вспомнили 107 лет спустя, когда Джон ильям Стратт (лорд Рэлей) натолкнулся на ту же примесь, заметив, что азот воздуха тяжелее, чем азот, выделенный из соединений. Не найдя достоверного объяснения аномалии, Рэлей через журнал Nature обратился к коллегам-естествоиспытателям с предложением вместе подумать и поработать над разгадкой ее причин...

Спустя два года Рэлей и У. Рамзай становили, что в азоте воздуха действительно есть примесь неизвестного газа, более тяжелого, чем азот, и крайне инертного химически. Воздух при помощи раскалённой меди был лишён своего кислорода и затем нагрет с кусочками магния в трубочке. После того как значительное количество азот было поглощено магнием, была определена плотность остатка. Плотность оказалась в 15 раз больше плотности водорода, тогда как плотность азот только в 14 раз больше её. Эта плотность возрастала ещё по мере дальнейшего поглощения азота, пока не достигла 18. Этим было доказано, что воздух содержит газ, плотность которого больше плотности азотЕ Я получил 100 см3 этого вещества и нашёл его плотность равной 19,9. Оно оказалось однотомным газом.Ф Когда они выступили с публичным сообщением о своем открытии, это произвело ошеломляющее впечатление. Многим казалось невероятным, чтобы несколько поколений ченых, выполнивших тысячи анализов воздуха, проглядели его составную часть, да еще такую заметную - почти процент! Кстати, именно в этот день и час, 13 августа 1894 года, аргон и получил свое имя, которое в переводе с греческого значит лнедеятельный.

Гелий впервые был идентифицирован как химический элемент в 1868 П.Жансеном при изучении солнечного затмения в Индии. При спектральном анализе солнечной хромосферы была обнаружена ярко-желтая линия, первоначально отнесенная к спектру натрия, однако в 1871 Дж.Локьер и П.Жансен доказали, что эта линия не относится ни к одному из известных на земле элементов. Локьер и Э.Франкленд назвали новый элемент гелием от греч. лгелиос, что означает солнце. В то время не знали, что гелий - инертный газ, и предполагали, что это металл. И только спустя почти четверть века гелий был обнаружен на земле. В 1895, через несколько месяцев после открытия аргона, У.Рамзай и почти одновременно шведские химики П.Клеве и Н.Ленгле становили, что гелий выделяется при нагревании минерала клевеита. Год спустя Г.Кейзер обнаружил примесь гелия в атмосфере, в 1906 гелий был обнаружен в составе природного газа нефтяных скважин Канзаса. В том же году Э.Резерфорд и Т.Ройдс становили, что a-частицы, испускаемые радиоктивными элементами, представляют собой ядра гелия.

После этого открытия Рамзай пришёл к выводу, что существует целая группа химических элементов, которая располагается в периодической системе между щелочными металлами и галогенами. Пользуясь периодическим законом и методом Менделеева, было определено количество неизвестных благородных газов и их свойства, в частности их атомные массы. Это позволило осуществить и целенаправленные поиски благородных газов.

Вначале Рамзай и его сотрудники занялись минералами, природными водами, даже метеоритами. Результаты анализов неизменно оказывались отрицательными. Между темЧтеперь мы это знаемЧновый газ в них был. Но методами, существовавшими в конце прошлого века, эти лмикроследы не лавливались. Затем исследователи обратились к воздуху.

Всего за четыре последующих года было открыто четыре новых элемента, при этома неон, криптон и ксенон были выделены из воздуха.

Воздух, очищенный предварительно от углекислоты и влаги, сжижали, затем начинали медленно испарять. Сначала ллетят более легкие газы. После испарения основной массы воздуха рассортировывают оставшиеся тяжелые инертные газы. Затем, полученные фракции исследовали. Одним из методов поиска был спектральный анализ: газ помещали в разрядную трубку, подключали ток и по линиям спектра определяли лкто есть кто.

Когда в разрядную трубку поместили первую, самую легкую и низкокипящую фракцию воздуха, то в спектре наряду с известными линиями азота, гелия и аргона были обнаружены новые линии, из них особенно яркими были красные и оранжевые. Они придавали свету в трубке огненную окраску. В момент, когда Рамзай наблюдал спектр только что полученного газа, в лабораторию вошел его двенадцатилетний сын, спевший стать лболельщиком отцовых работ. Увидев необычное свечение, он воскликнул: new one! Так возникло название газа лнеон, по-древнегречески значит лновый.

После того как были открыты гелий, неон и аргон, завершающие три первых периода таблицы Менделеева, же не вызывало сомнений, что четвёртый, пятый и шестой периоды тоже должны оканчиваться инертным газом. Но найти их далось не сразу. Это и неудивительно: в 1 м3 воздуха 9, 3 л аргона и всего лишь 0, 08 мл ксенона. Но к тому времени стараниями ченых, прежде всего англичанина Траверса, появилась возможность получать значительные количества жидкого воздуха. Стал доступен даже жидкий водород. Благодаря этому Рамзай совместно с Траверсом смог заняться исследованием наиболее труднолетучей фракции воздуха, получающейся после отгонки гелия, водорода, неона, кислорода, азот и аргона. Остаток содержал сырой (то есть неочищенный) криптон (Ускрытый). Однако после откачки его в сосуде неизменно оставался пузырек газа. Этот газ голубовато светился в электрическом разряде и давал своеобразный спектр с линиями в областях от оранжевой до фиолетовой. Характерные спектральные линии - визитная карточка элемента. У Рамзая и Траверса были все основания считать, что открыт новый инертный газ. Его назвали ксеноном, что в переводе с греческого значит лчужой: в криптоновой фракции воздуха он действительно выглядел чужаком. В поисках нового элемента и для изучения его свойств Рамзай и Траверс переработали около ста тонн жидкого воздуха; индивидуальность ксенона как нового химического элемента они становили, оперируя всего 0,2 см3 этого газа. Необычайная для того времени тонкость эксперимента! Хотя содержание ксенона в атмосфере крайне мало, именно воздух - практически единственный и неисчерпаемый источник ксенона. Неисчерпаемый - потому, что почти весь ксенон возвращается в атмосферу. а

Заслуга открытия высшего представителя инертных газов принадлежит тому же Рамзаю. При помощи весьма тонких технических приёмов он доказал, что радиоктивное истечение из радия - эманация радия - представляет собой газ, подчиняющийся всем законам обычных газов, химически инертный и обладающий характерным спектром. Его молекулярный вес - около 220 - был Рамзаем измерен по скорости диффузии. Если предположить, что ядро атома эманации радия - это остаток ядра радия после выбрасывания из него ядра атома гелия - a-частицы, то заряд его должен быть равен 88-2=86, т.е. новый элемент должен действительно быть инертным газом с атомным весом 226-4=.

Ar 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6

10 электронов

18 протонов

22 нейтрона

Физические свойства

Общие свойства инертных газов

Все благородные газыЦ бесцветные однотомные газ без цвета и запаха

обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другими газами и при прохождении через них тока ярко светятсяНасыщенный характер атомных молекул инертных газов сказывается и в том, что инертные газы имеют более низкие точки сжижения и замерзания, чем другие газы с тем же молекулярным весом.

Из подгруппы тяжелых инертных газов аргон самый легкий. Он тяжелее воздуха в 1,38 раза. Жидкостью становится при - 185,9

Как все инертные газы, аргон диамагнитен. Это значит, что его магнитная восприимчивость отрицательна, он оказывает большее противодействие магнитным силовым линиям, чем пустота. Это свойство аргона (как и многие другие) объясняется лзамкнутостью электронных оболочек его атомов.

Под действием электрического тока аргон ярко светится, сине-голубое свечение аргона широко используется в светотехнике.

Теперь о влиянии аргона на живой организм. При вдыхании смеси из 69% Ar, 11% азот и 20% кислорода под давлением 4 атм возникают явления наркоза, которые выражены гораздо сильнее, чем при вдыхании воздуха под тем же давлением. Наркоз мгновенно исчезает после прекращения подачи аргона. Причина - в неполярности молекул аргона, повышенное же давление силивает растворимость аргона в нервных тканях.

Биологи нашли, что аргон благоприятствует росту растений. Даже в атмосфере чистого аргона семена риса, кукурузы, огурцов и ржи выкинули ростки. Лук, морковь и салат хорошо прорастают в атмосфере, состоящей из 98% аргона и только 2% кислорода.

Химические свойства

Химическая инертность аргона (как и других газов этой группы) и однотомность его молекул объясняются прежде всего предельной насыщенностью электронных оболочек. Тем не менее разговор о химии аргона сегодня не беспредметен.

Есть основания считать, что исключительно нестойкое соединение Hg Ц Ar, образующееся в электрическом разряде, - это подлинно химическое (валентное) соединение. Не исключено, что будут получены валентные соединения аргона с фтором и кислородом, которые, скорее всего, будут неустойчивыми, Как нестойки и даже взрывоопасны окислы ксенона - газа, более тяжелого и явно более склонного к химическим реакциям, чем аргон.

Еще в конце прошлого века француз Вийяр, сжимая аргон под водой при 0

Вот пока и все спехи химии...

ргон на Земле и во Вселенной

На Земле аргона намного больше, чем всех прочих элементов его группы, вместе взятых. Его среднее содержание в земной коре (кларк) в 14 раз больше, чем гелия, и в 57 раз больше, чем неона. Есть аргон и в воде, до 0,3 см3 в литре морской и до 0,55 см3 в литре пресной воды. Любопытно, что в воздухе плавательного пузыря рыб аргона находят больше, чем в атмосферном воздухе. Это потому, что в воде аргон растворим лучше, чем азот...

Главное лхранилище земного аргона - атмосфера. Его в ней (по весу) 1,286%, причем 99,6% атмосферного аргона - это самый тяжелый изотоп - аргон-40. Еще больше доля этого изотопа в аргоне земной коры. Между тем у подавляющего большинства легких элементов картина обратная - преобладают легкие изотопы.

Причина этой аномалии обнаружена в 1943 г. В земной коре находится мощный источник аргона-40 - радиоктивный изотоп калия 40К. Этого изотопа на первый взгляд в недрах немного - всего 0,0119% от общего содержания калия. Однако абсолютное количество калия-40 велико, поскольку калий - один из самых распространенных на нашей планете элементов. В каждой тонне изверженных пород 3,1 г калия-40.

Радиоктивный распад атомных ядер калия-40 идет одновременно двумя путями. Примерно 88% калия-40 подвергается бета распаду и превращается в кальций-40. Но в 12 случаях из 100 (в среднем) ядра калия-40 не излучают, а, наоборот, захватывают по одному электрону с ближайшей к ядру К-орбиты (К-захват). Захваченный электрон соединяется с протоном - образуется новый нейтрон в ядре и излучается нейтрино. Атомный номер элемента меньшается на единицу, масса ядра остается практически неизменной. Так калий превращается в аргон.

Период полураспада 40К достаточно велик - 1,3 млрд лет. Поэтому процесс образования 40Аr в недрах Земли будет продолжаться еще долго, очень долго. Поэтому, хотя и чрезвычайно медленно, но неуклонно будет возрастать содержание аргона в земной коре и атмосфере, куда аргон выдыхается литосферой в результате вулканических процессов, выветривания и перекристаллизации горных пород, также водными источниками.

Правда, за время существования Земли запас радиоктивного калия основательно истощился - он стал в 10 раз меньше (если возраст Земли считать равным 4,5 млрд лет.).

Соотношение изотопов 40Аr: 40К и 40Ar: 36Аr в горных породах легло в основу аргонного метода определения абсолютного возраста минералов. Очевидно, чем больше эти отношения, тем древнее порода. Аргонный метод считается наиболее надежным для определения возраста изверженных пород и большинства калийных минералов. За разработку этого метода профессор Э.К. Герлинг в 1963 году удостоен Ленинской премии.

Итак, весь или почти весь аргон-40 произошел на Земле от калия-40. Поэтому тяжелый изотоп и доминирует в земном аргоне.

Этим фактором объясняется, кстати, одна из аномалий периодической системы. Вопреки первоначальному принципу ее построения - принципу атомных весов - аргон поставлен в таблице впереди калия. Если бы в аргоне, как и в соседних элементах, преобладали легкие изотопы (как это, по-видимому, имеет место в космосе), то атомный вес аргона был бы на две-три единицы меньше...

Теперь о легких изотопах.

Откуда берутся 36Аr и 38Аr? Не исключено, что какая-то часть этих атомов реликтового происхождения, т.е. часть легкого аргона пришла в земную атмосферу из космоса при формировании нашей планеты и ее атмосферы. Но большая часть легких изотопов аргона родилась на Земле в результате ядерных процессов.

Вероятно, еще не все такие процессы обнаружены. Скорее всего некоторые из них давно прекратились, так как исчерпались короткоживущие атомы-лродители, но есть и поныне протекающие ядерные процессы, в которых рождаются аргон-36 и аргон-38. Это бета-распад хлора-36, обстрел альфа-частицами (в рановых минералах) серы-33 и хлора-35:

3617Cl βЦ→ 3618Ar + 0Ц1e + ν.

3316S + 42He → 3618Ar + 10n.

3517Cl + 42He → 3818Ar + 10n + 0+1e.

В материи Вселенной аргон представлен еще обильнее, чем на нашей планете. Особенно много его в веществе горячих звезд и планетарных туманностей. Подсчитано, что аргона в космосе больше, чем хлора, фосфора, кальция, калия - элементов, весьма распространенных на Земле.

В космическом аргоне главенствуют изотопы 36Аr и 38Аr, аргона-40 во Вселенной очень мало. На это казывает масс-спектральный анализ аргона из метеоритов. В том же беждают подсчеты распространенности калия. Оказывается, в космосе калия примерно в 50 тыс. раз меньше, чем аргона, в то время как на Земле их соотношение явно в пользу калия - 660 : 1. А раз мало калия, то откуда же взяться аргону-40?!

Применение

Все шире применяется дуговая электросварка в среде аргона. В аргонной струе можно сваривать тонкостенные изделия и металлы, которые прежде считались трудносвариваемыми. Не будет преувеличением сказать, что электрическая дуга в аргонной атмосфере внесла переворот в технику резки металлов. Процесс намного ускорился, появилась возможность резать толстые листы самых тугоплавких металлов. Продуваемый вдоль столба дуги аргон (в смеси с водородом) предохраняет кромки разреза и вольфрамовый электрод от образования окисных, нитридных и иных пленок. Одновременно он сжимает и концентрирует дугу на малой поверхности, отчего температура в зоне резки достигает Ч6

Как добывают аргон

Земная атмосфера содержит 66  1013 т аргона. Этот источник аргона неисчерпаем, тем более что практически весь аргон рано или поздно возвращается в атмосферу, поскольку при использовании он не претерпевает никаких физических или химических изменений. Исключение составляют весьма незначительные количества изотопов аргона, расходуемые на получение в ядерных реакциях новых элементов и изотопов.

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, 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. Состав аргонной фракции: 10...12% аргона, до 0,5% азота, остальное - кислород. В ларгонной колонне, присоединенной к основному аппарату, получают аргон с примесью 3...10% кислорода и 3...5% азота. Дальше следует очистка лсырого аргона от кислорода (химическим путем или адсорбцией) и от азот (ректификацией). В промышленных масштабах ныне получают аргон до 99,99%-ной чистоты. Аргон извлекают также из отходов аммиачного производства - из азота, оставшегося после того, как большую его часть связали водородом.

ргон хранят и транспортируют в баллонах емкостью 40 л, окрашенных в серый цвет с зеленой полосой и зеленой надписью. Давление в них 150 атм. Более экономична перевозка сжиженного аргона, для чего используют сосуды Дюара и специальные цистерны.

Искусственные радиоизотопы аргона получены при облучении некоторых стабильных и радиоктивных изотопов (37Cl, 36Аr, 40Аr, 40Са) протонами и дейтонами, также при облучении нейтронами продуктов, образовавшихся в ядерных реакторах при распаде урана. Изотопы 37Аr и 41Аr используются как радиоктивные индикаторы: первый - в медицине и фармакологии, второй - при исследовании газовых потоков, эффективности спетом вентиляции и в разнообразных научных исследованиях. Но, конечно, не эти применения аргона самые важные.

geum.ru

Доклад - Аргон инертный газ

Общие сведения об открытиях благородных газов

К благородным газам относятся гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. По своим свойствам они не похожи ни на какие другие элементы и в периодической системе располагаются между типичными металлами и неметаллами.

История открытия инертных газов представляет большой интерес: во-первых, как триумф введённых Ломоносовым количественных методов химии(открытие аргона), а во-вторых, как триумф теоретического предвидения (открытие остальных инертных газов), опирающегося на величайшее обобщение химии – периодический закон Менделеева.

Открытие физиком Рэлеем и химиком Рамзаем первого благородного газа – аргона – произошло в то время, когда построение периодической системы казалось завершённым и в ней оставалось лишь несколько пустых клеток.

Ещё 1785 году английский химик и физик Г. Кавендиш обнаружил в воздухе какой-то новый газ, необыкновенно устойчивый химически. На долю этого газа приходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Но что это за газ, Кавендишу выяснить не удалось.

Об этом опыте вспомнили 107 лет спустя, когда Джон Уильям Стратт (лорд Рэлей) натолкнулся на ту же примесь, заметив, что азот воздуха тяжелее, чем азот, выделенный из соединений. Не найдя достоверного объяснения аномалии, Рэлей через журнал «Nature» обратился к коллегам-естествоиспытателям с предложением вместе подумать и поработать над разгадкой ее причин...

Спустя два года Рэлей и У. Рамзай установили, что в азоте воздуха действительно есть примесь неизвестного газа, более тяжелого, чем азот, и крайне инертного химически. “Воздух при помощи раскалённой меди был лишён своего кислорода и затем нагрет с кусочками магния в трубочке. После того как значительное количество азота было поглощено магнием, была определена плотность остатка. Плотность оказалась в 15 раз больше плотности водорода, тогда как плотность азота только в 14 раз больше её. Эта плотность возрастала ещё по мере дальнейшего поглощения азота, пока не достигла 18. Этим было доказано, что воздух содержит газ, плотность которого больше плотности азота… Я получил 100 см3 этого вещества и нашёл его плотность равной 19,9. Оно оказалось одноатомным газом.” Когда они выступили с публичным сообщением о своем открытии, это произвело ошеломляющее впечатление. Многим казалось невероятным, чтобы несколько поколений ученых, выполнивших тысячи анализов воздуха, проглядели его составную часть, да еще такую заметную — почти процент! Кстати, именно в этот день и час, 13 августа 1894 года, аргон и получил свое имя, которое в переводе с греческого значит «недеятельный».

Гелий впервые был идентифицирован как химический элемент в 1868 П.Жансеном при изучении солнечного затмения в Индии. При спектральном анализе солнечной хромосферы была обнаружена ярко-желтая линия, первоначально отнесенная к спектру натрия, однако в 1871 Дж.Локьер и П.Жансен доказали, что эта линия не относится ни к одному из известных на земле элементов. Локьер и Э.Франкленд назвали новый элемент гелием от греч. «гелиос», что означает солнце. В то время не знали, что гелий – инертный газ, и предполагали, что это металл. И только спустя почти четверть века гелий был обнаружен на земле. В 1895, через несколько месяцев после открытия аргона, У.Рамзай и почти одновременно шведские химики П.Клеве и Н.Ленгле установили, что гелий выделяется при нагревании минерала клевеита. Год спустя Г.Кейзер обнаружил примесь гелия в атмосфере, а в 1906 гелий был обнаружен в составе природного газа нефтяных скважин Канзаса. В том же году Э.Резерфорд и Т.Ройдс установили, что a -частицы, испускаемые радиоактивными элементами, представляют собой ядра гелия.

После этого открытия Рамзай пришёл к выводу, что существует целая группа химических элементов, которая располагается в периодической системе между щелочными металлами и галогенами. Пользуясь периодическим законом и методом Менделеева, было определено количество неизвестных благородных газов и их свойства, в частности их атомные массы. Это позволило осуществить и целенаправленные поиски благородных газов.

Вначале Рамзай и его сотрудники занялись минералами, природными водами, даже метеоритами. Результаты анализов неизменно оказывались отрицательными. Между тем—теперь мы это знаем—новый газ в них был. Но методами, существовавшими в конце прошлого века, эти «микроследы» не улавливались. Затем исследователи обратились к воздуху.

Всего за четыре последующих года было открыто четыре новых элемента, при этом неон, криптон и ксенон были выделены из воздуха.

Воздух, очищенный предварительно от углекислоты и влаги, сжижали, а затем начинали медленно испарять. Сначала «летят» более легкие газы. После испарения основной массы воздуха рассортировывают оставшиеся тяжелые инертные газы. Затем, полученные фракции исследовали. Одним из методов поиска был спектральный анализ: газ помещали в разрядную трубку, подключали ток и по линиям спектра определяли «кто есть кто».

Когда в разрядную трубку поместили первую, самую легкую и низкокипящую фракцию воздуха, то в спектре наряду с известными линиями азота, гелия и аргона были обнаружены новые линии, из них особенно яркими были красные и оранжевые. Они придавали свету в трубке огненную окраску. В момент, когда Рамзай наблюдал спектр только что полученного газа, в лабораторию вошел его двенадцатилетний сын, успевший стать «болельщиком» отцовых работ. Увидев необычное свечение, он воскликнул: «new one!» Так возникло название газа «неон», по-древнегречески значит «новый».

После того как были открыты гелий, неон и аргон, завершающие три первых периода таблицы Менделеева, уже не вызывало сомнений, что четвёртый, пятый и шестой периоды тоже должны оканчиваться инертным газом. Но найти их удалось не сразу. Это и неудивительно: в 1 м3 воздуха 9, 3 л аргона и всего лишь 0, 08 мл ксенона. Но к тому времени стараниями ученых, прежде всего англичанина Траверса, появилась возможность получать значительные количества жидкого воздуха. Стал доступен даже жидкий водород. Благодаря этому Рамзай совместно с Траверсом смог заняться исследованием наиболее труднолетучей фракции воздуха, получающейся после отгонки гелия, водорода, неона, кислорода, азота и аргона. Остаток содержал сырой (то есть неочищенный) криптон (“скрытый”). Однако после откачки его в сосуде неизменно оставался пузырек газа. Этот газ голубовато светился в электрическом разряде и давал своеобразный спектр с линиями в областях от оранжевой до фиолетовой. Характерные спектральные линии — визитная карточка элемента. У Рамзая и Траверса были все основания считать, что открыт новый инертный газ. Его назвали ксеноном, что в переводе с греческого значит «чужой»: в криптоновой фракции воздуха он действительно выглядел чужаком. В поисках нового элемента и для изучения его свойств Рамзай и Траверс переработали около ста тонн жидкого воздуха; индивидуальность ксенона как нового химического элемента они установили, оперируя всего 0,2 см3 этого газа. Необычайная для того времени тонкость эксперимента! Хотя содержание ксенона в атмосфере крайне мало, именно воздух — практически единственный и неисчерпаемый источник ксенона. Неисчерпаемый — потому, что почти весь ксенон возвращается в атмосферу.

Заслуга открытия высшего представителя инертных газов принадлежит тому же Рамзаю. При помощи весьма тонких технических приёмов он доказал, что радиоактивное истечение из радия – эманация радия – представляет собой газ, подчиняющийся всем законам обычных газов, химически инертный и обладающий характерным спектром. Его молекулярный вес – около 220 – был Рамзаем измерен по скорости диффузии. Если предположить, что ядро атома эманации радия – это остаток ядра радия после выбрасывания из него ядра атома гелия — a-частицы, то заряд его должен быть равен 88-2=86, т.е. новый элемент должен действительно быть инертным газом с атомным весом 226-4=222.

Таким образом, после блестящих экспериментов 16 марта 1900 г. в Лондоне произошла встреча Менделеева и Рамзая, на которой было официально решено включить в периодическую систему новую группу химических элементов.

Аргон

История открытия Аргона

В 1785 г. английский химик и физик Г. Кавендиш обнаружил в воздухе какой-то новый газ, необыкновенно устойчивый химически. На долю этого газа приходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Но что это за газ, Кавендишу выяснить не удалось.

Об этом опыте вспомнили 107 лет спустя, когда Джон Уильям Стратт (лорд Рэлей) натолкнулся на ту же примесь, заметив, что азот воздуха тяжелее, чем азот, выделенный из соединений. Не найдя достоверного объяснения аномалии, Рэлей через журнал «Nature» обратился к коллегам-естествоиспытателям с предложением вместе подумать и поработать над разгадкой ее причин...

Спустя два года Рэлей и У. Рамзай установили, что в азоте воздуха действительно есть примесь неизвестного газа, более тяжелого, чем азот, и крайне инертного химически.

Когда они выступили с публичным сообщением о своем открытии, это произвело ошеломляющее впечатление. Многим казалось невероятным, чтобы несколько поколений ученых, выполнивших тысячи анализов воздуха, проглядели его составную часть, да еще такую заметную – почти процент!

Кстати, именно в этот день и час, 13 августа 1894 г., аргон и получил свое имя, которое в переводе с греческого значит «недеятельный». Его предложил председательствовавший на собрании доктор Медан.

Между тем нет ничего удивительного в том, что аргон так долго ускользал от ученых. Ведь в природе он себя решительно ничем не проявлял! Напрашивается параллель с ядерной энергией: говоря о трудностях ее выявления, А. Эйнштейн заметил, что нелегко распознать богача, если он не тратит своих денег...

Скепсис ученых был быстро развеян экспериментальной проверкой и установлением физических констант аргона. Но не обошлось без моральных издержек: расстроенный нападками коллег (главным образом химиков) Рэлей оставил изучение аргона и химию вообще и сосредоточил свои интересы на физических проблемах. Большой ученый, он и в физике достиг выдающихся результатов, за что в 1904 г. был удостоен Нобелевской премии. Тогда в Стокгольме он вновь встретился с Рамзаем, который в тот же день получал Нобелевскую премию за открытие и исследование благородных газов, в том числе и аргона.

Обобщение истории открытия

Аргон был открыт как инертный газ в атмосфере в 1894 Дж.Рэлеем, который обнаружил, что атмосферный азот на 0,5% тяжелее, чем полученный химическим путем. Разница объяснялась присутствием ничтожного количества более тяжелых инертных газов, преимущественно аргона. Этот элемент был первым из инертных газов, обнаруженных в природе на нашей планете. Содержание аргона в атмосфере составляет 0,93%(об.), причем его несколько больше над поверхностью больших водоемов, чем над сушей, так как азот и кислород более растворимы в воде. В электротехнической промышленности ежемесячно расходуется несколько тысяч кубических метров аргона для создания инертной среды в лампах накаливания: аргоновая среда позволяет снизить скорость испарения вольфрамовой нити и предотвращает ее окисление.

Строение Аргона

Аргон это газ с завершенным последним электронным уровнем

Ar 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6

10 электронов

18 протонов

22 нейтрона

Физические свойства

Общие свойства инертных газов

Все благородные газы– бесцветные одноатомные газ без цвета и запаха

обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другими газами и при прохождении через них тока ярко светятсяНасыщенный характер атомных молекул инертных газов сказывается и в том, что инертные газы имеют более низкие точки сжижения и замерзания, чем другие газы с тем же молекулярным весом.

Из подгруппы тяжелых инертных газов аргон самый легкий. Он тяжелее воздуха в 1,38 раза. Жидкостью становится при – 185,9°C, затвердевает при – 189,4°C (в условиях нормального давления). В отличие от гелия и неона, он довольно хорошо адсорбируется на поверхностях твердых тел и растворяется в воде (3,29 см3 в 100 г воды при 20°C). Еще лучше растворяется аргон во многих органических жидкостях. Зато он практически нерастворим в металлах и не диффундирует сквозь них.

Как все инертные газы, аргон диамагнитен. Это значит, что его магнитная восприимчивость отрицательна, он оказывает большее противодействие магнитным силовым линиям, чем пустота. Это свойство аргона (как и многие другие) объясняется «замкнутостью» электронных оболочек его атомов.

Под действием электрического тока аргон ярко светится, сине-голубое свечение аргона широко используется в светотехнике.

Теперь о влиянии аргона на живой организм. При вдыхании смеси из 69% Ar, 11% азота и 20% кислорода под давлением 4 атм возникают явления наркоза, которые выражены гораздо сильнее, чем при вдыхании воздуха под тем же давлением. Наркоз мгновенно исчезает после прекращения подачи аргона. Причина – в неполярности молекул аргона, повышенное же давление усиливает растворимость аргона в нервных тканях.

Биологи нашли, что аргон благоприятствует росту растений. Даже в атмосфере чистого аргона семена риса, кукурузы, огурцов и ржи выкинули ростки. Лук, морковь и салат хорошо прорастают в атмосфере, состоящей из 98% аргона и только 2% кислорода.

Химические свойства

Химическая инертность аргона (как и других газов этой группы) и одноатомность его молекул объясняются прежде всего предельной насыщенностью электронных оболочек. Тем не менее разговор о химии аргона сегодня не беспредметен.

Есть основания считать, что исключительно нестойкое соединение Hg – Ar, образующееся в электрическом разряде, – это подлинно химическое (валентное) соединение. Не исключено, что будут получены валентные соединения аргона с фтором и кислородом, которые, скорее всего, будут неустойчивыми, Как нестойки и даже взрывоопасны окислы ксенона – газа, более тяжелого и явно более склонного к химическим реакциям, чем аргон.

Еще в конце прошлого века француз Вийяр, сжимая аргон под водой при 0°C, получил кристаллогидрат состава Аr · 6Н2 О, а в 20...30-х годах XX столетия Б.А. Никитиным, Р.А. Франкраном и другими исследователями при повышенных давлениях и низких температурах были получены кристаллические клатратные соединения аргона с h3 S, SO2, галогеноводородами, фенолами и некоторыми другими веществами. В 1976 г. появилось сообщение о синтезе гидрида аргона, но пока еще трудно сказать, является ли этот гидрид истинно химическим, валентным соединением.

Вот пока и все успехи химии...

Аргон на Земле и во Вселенной

На Земле аргона намного больше, чем всех прочих элементов его группы, вместе взятых. Его среднее содержание в земной коре (кларк) в 14 раз больше, чем гелия, и в 57 раз больше, чем неона. Есть аргон и в воде, до 0,3 см3 в литре морской и до 0,55 см3 в литре пресной воды. Любопытно, что в воздухе плавательного пузыря рыб аргона находят больше, чем в атмосферном воздухе. Это потому, что в воде аргон растворим лучше, чем азот...

Главное «хранилище» земного аргона – атмосфера. Его в ней (по весу) 1,286%, причем 99,6% атмосферного аргона – это самый тяжелый изотоп – аргон-40. Еще больше доля этого изотопа в аргоне земной коры. Между тем у подавляющего большинства легких элементов картина обратная – преобладают легкие изотопы.

Причина этой аномалии обнаружена в 1943 г. В земной коре находится мощный источник аргона-40 – радиоактивный изотоп калия 40 К. Этого изотопа на первый взгляд в недрах немного – всего 0,0119% от общего содержания калия. Однако абсолютное количество калия-40 велико, поскольку калий – один из самых распространенных на нашей планете элементов. В каждой тонне изверженных пород 3,1 г калия-40.

Радиоактивный распад атомных ядер калия-40 идет одновременно двумя путями. Примерно 88% калия-40 подвергается бета распаду и превращается в кальций-40. Но в 12 случаях из 100 (в среднем) ядра калия-40 не излучают, а, наоборот, захватывают по одному электрону с ближайшей к ядру К-орбиты («К-захват»). Захваченный электрон соединяется с протоном – образуется новый нейтрон в ядре и излучается нейтрино. Атомный номер элемента уменьшается на единицу, а масса ядра остается практически неизменной. Так калий превращается в аргон.

Период полураспада 40 К достаточно велик – 1,3 млрд лет. Поэтому процесс образования 40 Аr в недрах Земли будет продолжаться еще долго, очень долго. Поэтому, хотя и чрезвычайно медленно, но неуклонно будет возрастать содержание аргона в земной коре и атмосфере, куда аргон «выдыхается» литосферой в результате вулканических процессов, выветривания и перекристаллизации горных пород, а также водными источниками.

Правда, за время существования Земли запас радиоактивного калия основательно истощился – он стал в 10 раз меньше (если возраст Земли считать равным 4,5 млрд лет.).

Соотношение изотопов 40 Аr: 40 К и 40 Ar: 36 Аr в горных породах легло в основу аргонного метода определения абсолютного возраста минералов. Очевидно, чем больше эти отношения, тем древнее порода. Аргонный метод считается наиболее надежным для определения возраста изверженных пород и большинства калийных минералов. За разработку этого метода профессор Э.К. Герлинг в 1963 году удостоен Ленинской премии.

Итак, весь или почти весь аргон-40 произошел на Земле от калия-40. Поэтому тяжелый изотоп и доминирует в земном аргоне.

Этим фактором объясняется, кстати, одна из аномалий периодической системы. Вопреки первоначальному принципу ее построения – принципу атомных весов – аргон поставлен в таблице впереди калия. Если бы в аргоне, как и в соседних элементах, преобладали легкие изотопы (как это, по-видимому, имеет место в космосе), то атомный вес аргона был бы на две-три единицы меньше...

Теперь о легких изотопах.

Откуда берутся 36 Аr и 38 Аr? Не исключено, что какая-то часть этих атомов реликтового происхождения, т.е. часть легкого аргона пришла в земную атмосферу из космоса при формировании нашей планеты и ее атмосферы. Но большая часть легких изотопов аргона родилась на Земле в результате ядерных процессов.

Вероятно, еще не все такие процессы обнаружены. Скорее всего некоторые из них давно прекратились, так как исчерпались короткоживущие атомы-«родители», но есть и поныне протекающие ядерные процессы, в которых рождаются аргон-36 и аргон-38. Это бета-распад хлора-36, обстрел альфа-частицами (в урановых минералах) серы-33 и хлора-35:

3617 Cl β– → 3618 Ar + 0–1 e + ν.

3316 S + 42 He → 3618 Ar + 10n .

3517 Cl + 42 He → 3818 Ar + 10n + 0+1e .

В материи Вселенной аргон представлен еще обильнее, чем на нашей планете. Особенно много его в веществе горячих звезд и планетарных туманностей. Подсчитано, что аргона в космосе больше, чем хлора, фосфора, кальция, калия – элементов, весьма распространенных на Земле.

В космическом аргоне главенствуют изотопы 36 Аr и 38 Аr, аргона-40 во Вселенной очень мало. На это указывает масс-спектральный анализ аргона из метеоритов. В том же убеждают подсчеты распространенности калия. Оказывается, в космосе калия примерно в 50 тыс. раз меньше, чем аргона, в то время как на Земле их соотношение явно в пользу калия – 660: 1. А раз мало калия, то откуда же взяться аргону-40?!

Применение

Все шире применяется дуговая электросварка в среде аргона. В аргонной струе можно сваривать тонкостенные изделия и металлы, которые прежде считались трудносвариваемыми. Не будет преувеличением сказать, что электрическая дуга в аргонной атмосфере внесла переворот в технику резки металлов. Процесс намного ускорился, появилась возможность резать толстые листы самых тугоплавких металлов. Продуваемый вдоль столба дуги аргон (в смеси с водородом) предохраняет кромки разреза и вольфрамовый электрод от образования окисных, нитридных и иных пленок. Одновременно он сжимает и концентрирует дугу на малой поверхности, отчего температура в зоне резки достигает 4000—6000° С. К тому же эта газовая струя выдувает продукты резки. При сварке в аргонной струе нет надобности во флюсах и электродных покрытиях, а стало быть, и в зачистке шва от шлака и остатков флюса

Как добывают аргон

Земная атмосфера содержит 66 · 1013 т аргона. Этот источник аргона неисчерпаем, тем более что практически весь аргон рано или поздно возвращается в атмосферу, поскольку при использовании он не претерпевает никаких физических или химических изменений. Исключение составляют весьма незначительные количества изотопов аргона, расходуемые на получение в ядерных реакциях новых элементов и изотопов.

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. Состав аргонной фракции: 10...12% аргона, до 0,5% азота, остальное – кислород. В «аргонной» колонне, присоединенной к основному аппарату, получают аргон с примесью 3...10% кислорода и 3...5% азота. Дальше следует очистка «сырого» аргона от кислорода (химическим путем или адсорбцией) и от азота (ректификацией). В промышленных масштабах ныне получают аргон до 99,99%-ной чистоты. Аргон извлекают также из отходов аммиачного производства – из азота, оставшегося после того, как большую его часть связали водородом.

Аргон хранят и транспортируют в баллонах емкостью 40 л, окрашенных в серый цвет с зеленой полосой и зеленой надписью. Давление в них 150 атм. Более экономична перевозка сжиженного аргона, для чего используют сосуды Дюара и специальные цистерны.

Искусственные радиоизотопы аргона получены при облучении некоторых стабильных и радиоактивных изотопов (37 Cl, 36 Аr, 40 Аr, 40 Са) протонами и дейтонами, а также при облучении нейтронами продуктов, образовавшихся в ядерных реакторах при распаде урана. Изотопы 37 Аr и 41 Аr используются как радиоактивные индикаторы: первый – в медицине и фармакологии, второй – при исследовании газовых потоков, эффективности спетом вентиляции и в разнообразных научных исследованиях. Но, конечно, не эти применения аргона самые важные.

www.ronl.ru

Газы-носители различные аргон - Справочник химика 21

    Метод тепловой десорбции. Определение удельной поверхности из хроматографических данных может быть проведено различными способами по удерживаемым объемам, по размытой стороне хроматограммы, по результатам фронтального анализа. Для массовых определений удельных поверхностей образцов адсорбентов или катализаторов может быть рекомендован метод термической десорбции. Он основан на прямой зависимости между расходом стандартного газа, поглощенного при низкой температуре образцом адсорбента из потока газа-носителя (гелия), и удельной поверхностью. После размораживания образца по площади хроматографического пика судят о величине удельной поверхности. В качестве адсорбтива используют азот, криптон или аргон. [c.51]     Хроматографическое определение следов различных веществ с помощью проявительной хроматографии возможно только нри том условии, что газ-носитель не содержит анализируемых компонентов или концентрации их в газе-носителе намного ниже, чем в пробе. Однако, например, удаление следов инертных газов пз обычного газа-посителя очень затруднительно, а часто и неосуществимо, так что определение очень малых концентраций этих компонентов встречает серьезные затруднения. Поэтому Уиллис (1959) использовал принцип вакантохроматографии для определения N2, О2 и Н2 при концентрациях до 5-10" % в аргоне. Определение проводилось следующим образом. Приготовляли смесь аргона и постоянных газов при концентрациях более высоких, чем в пробе, и анализировали ее на масс-спектрометре. Эту смесь непрерывно пропускали через колонку, в которую дозировали анализируемую пробу. Разность концентраций компонентов смеси известного состава и анализируемой смеси пропорциональна площадям полученных отрицательных пиков. [c.438]

    С), где С — количество вещества в единице объема стандартного раствора или газа. После разделения вещество определяют любыми хим., физико-хим. или физ. методами. Различают X. а. газов и жидкостей. Кроме того, в зависимости от механизма разделения X. а. бывает молекулярный (адсорбционный и распределительный), ионообменный, осадочный, адсорбционно-комплексообразовательный, окислительно-восстановительный по форме проведения анализа — колоночный, капиллярный, на бумаге, тонкослойный и в гелях. Г азо-адсорбцион-н ы й X. а. основан на различной адсорбции компонентов газовой смеси твердым сорбентом (активированным углем, силикагелем, цеолитами и др.). Для продвижения пробы через колонку служит инертный газ-носитель (напр., азот, гелий, аргон). Анализ применяется для количественного определения кислорода, азота, водорода, окиси и двуокиси углерода, сернистого газа и др. В газожидкостном X. а. применяют установки (рис.), где используют различие в распределении анализируемых газообразных соединений между неподвижной жидкой фазой (нанр., силиконовым или вазелиновым маслом, дибутилфталатом), нанесенной на твердый сорбент, и газом-носителем, не взаимодействующим химически с жидкой фазой и с компонентами анализируемой смеси. При капиллярном газожидкостном [c.696]

    На рис. 162 представлены кривые зависимости логарифма чувствительности детектора (в качестве газа-носителя использован аргон) от напряжения при различной активности источника излучения Pra Участки этих кривых, параллельные оси абсциСс, соответствуют чувствительности детектора в режиме тока насыщения. [c.302]

    При использовании детектора по теплопроводности и применении в качестве газа-носителя гелия или водорода изменение значений относительных коэффициентов чувствительности на различных хроматографах незначительно и составляет около 3—6% [62]. Трудности возникают при применении в качестве газа-носителя азота (аргона, воздуха), теплопроводность которого близка к теплопроводности анализируемых веществ. Так, для низкокипящих углеводородов относительные коэффициенты чувствительности заметно зависят от температуры и концентрации компонента, что при анализе углеводородов Сг может привести к инверсии пиков. Приводимые в литературе значения коэффициентов чувствительности для низкокипящих углеводородов справедливы лишь в узкой области температур 20—50 °С. [c.35]

    Лучшим газом-носителем является гелий. Его теплопроводность во много раз больше теплопроводности всех компонентов, входящих в состав дымовых газов (за исключением водорода), что позволяет проводить разделение с большей точностью. Теплопроводности гелия и водорода близки между собой, в результате чего невозможно количественное определение водорода. Это удается сделать при использовании в качестве газа-носителя аргона. Применение аргона позволяет обнаружить даже следы водорода, так как теплопроводности этих двух газов резко различны. Оптимальный расход газа-носителя был выбран в результате исследования влияния скорости его продвижения в разделительной колонке на величину пиков хроматограммы. Было найдено, что оптимальная величина расхода газа-носителя (в нашем случае — гелия), обеспечивающая наибольшую чувствительность прибора, равна 3,97-10 кг/сек. [c.151]

    Для определения наличия некоторых примесей в газе-носителе в различных типах детекторов используются очень разнообразные принципы. Так, действие некоторых детекторов основано на очень точном измерении теплопроводности проходящего газового потока, которая меняется при изменении состава газа. В других детекторах реализуется принцип пламенной ионизации газ-носитель (обычно водород) поджигается, и детектор измеряет концентрацию ионов в пламени. Каждое изменение в составе газа отражается на концентрации ионов в пламени и регистрируется детектором. Широко применяются также детекторы, измеряющие ионизацию в газовом потоке. В этом случае в качестве газа-носителя используют аргон, который до ввода в колонку возбуждают путем облучения р-лучами. Аргон обладает очень высокой энергией возбуждения [c.423]

    При прочих одинаковых условиях внешнедиффузионная скорость массопередачи зависит также от природы газа-носителя. Это видно из рис. 42, на котором изображена зависимость Н от ги (для пропана) для силикагеля с порами диаметра около 100 А со сферическими зернами размером 0,25—0,5 мм в опытах с различными газами-носителями гелием, аргоном и двуокисью углерода. Для более тяжелого газа-носителя (с меньшим коэффициентом диффузии) можно добиться большей эффективности колонок. Однако в этом случае область низких значений Н намного уже, так как из-за небольшой величины коэффициента диффузии газа-носителя заметная задержка массообмена происходит при меньших его скоростях. [c.85]

    На рис. 33 представлена зависимость чувствительности определения от концентрации детектируемого вещества в газе-носителе (аргоне) ири различных напряжениях электрического поля в ионизационном пространстве аргонового ионизационного детектора. До определенной концентрации чувствительность остается постоянной (линейная область), затем она возрастает с концентрацией, достигает максимума и наконец падает при больших концентрациях до малой и даже отрицательной величины. [c.144]

    Разделение смесей легких газов (Н2, N2, СО, СН4, СО2, СгНб, С2Н4) на колонке с активир. углем с использованием различных газов-носителей (гелия, аргона, азота, воздуха, ацетилена). [c.55]

    Газо-адсорбционная хроматография—разделение смеси газов на твердом сорбенте. В качестве сорбента (неподвижной фазы) используют активное дисперсное твердое вещество активный уголь, силикагель, цеолиты и др. В качестве подвижной фазы, в которой содержится разделяемая смесь газов, применяют газ-носитель аргон, воздух, гелий, водород и др. Исследуемая смесь газов, передвигаясь вместе с газом-носителем вдоль колонки, разделяется на отдельные компоненты вследствие различной их адсорбируемости. [c.331]

    Установлено, что использование в качестве газа-носителя азота и аргона более предпочтительно, однако можно применять и гелий, хотя чувствительность при этом, как правило, ниже. Именно в этих газах энергия электронов изменяется в широких пределах, что обеспечивает благоприятные условия для их захвата различными электроноакцепторными веществами. [c.76]

    Отношение АТ)1х можно считать специфичным сигналом и, как показывает уравнение (X. 12), величина его пропорциональна разности температур в ячейке и функции от теплопроводностей газа-носителя и веш ества, заключенной в скобки. При > кд сигнал противоположен но знаку тому, который получается при кд > ка. На рис. Х-6 показано применение этого уравнения для смесей гелий-гептан и аргон-гептан с использованием данных, полученных с помош ью термокондуктометрического детектора с платиновой нитью. Значения АТ рассчитаны по известному температурному коэффициенту сопротивления платины и сопротивлению нити, отвечающему замеренным величинам тока и напряжения при прохождении одного газа-носителя через ячейку. Измерялись площади пиков, полученные при различных значениях АТ для постоянного количества к-гентана и постоянной скорости потока при температуре ячейки 140° С. Полученные данные в обоих случаях показывают сильное искривление графиков, обусловленное нелинейным характером изменения теплопроводности, теплоемкости и электрических факторов ячейки с повышением темпера туры нити. Однако, мгновенный наклон таких кривых должен соответствовать рассчитанным значениям величины к 1к, — 1). Экспериментально получены, как показывает рис. Х-6, наклоны = 1 и = 0,021, дающие отношение, равное 47. Экстраполируя значения теплопроводности для Не, Аг и и к-гептана, приведенные в табл. Х-3, до 140° С, получим отношение 8 8 = 40, что вполне соответствует эксперименту. Этот результат является [c.216]

    Делитель потока для введения пробы отличался двумя важными особенностями. Во-первых, газ-носитель (аргон) до входа в делитель потока нагревался, и, во-вторых, расстояние между местом ввода жидкой пробы и местом разделения потоков для впуска в капиллярную колонку было большим. Такая система впуска работала удовлетворительно при введении проб различного состава, когда а) общее количество вводимой жидкой пробы было меньше 0,004 мл и б) отношение потоков менялось в пределах от 50 1 до 150 1. Ионизационный аргоновый де- [c.286]

    Для количественного анализа в обычной области концентрации толька в том случае можно довольствоваться одним калибровочным коэффициентом, когда теплопроводности газа-носителя и компонента сильно различаются, например, в случае органических компонентов в гелии или водороде. Точные результаты можно и не получить, если использовать один и тот же коэффициент для различных температур. Нельзя пользоваться одним коэффициентом в случае, когда теплопроводности газа-носителя и компонента лишь слабо различаются, например, в случае органических компонентов в азоте, этане или аргоне. При этих условиях необходимо проводить калибровку в ожидаемом диапазоне концентраций и для каждой температуры. Чем ниже температура, тем менее вероятны серьезные отклонения от линейности, при которых даже калибровка не является достаточной. [c.188]

    Гелиевый ионизационный детектор. В работе Ловелока было сказано, что, кроме аргона, можно применять и другие редкие газы, если они отвечают требованиям экономичности и чистоты. Как известно, с неоном было проведено немного работ. Однако Берри [8] недавно опубликовал весьма обнадеживающие результаты с микродетектором, где в качестве газа-носителя использовался гелий, который пропускался через химическую очистительную систему, состоящую из молекулярных сит при —196 и 20° С, титана при 1000° С и гопкалита (смесь окиси меди, кобальта, марганца, серебра) при 400° С. Получены высокая чувствительность и положительная разрешающая способность для различных соединений в пробе с пределом обнаруживания около 10 молей компонента на 1 мл газа-носителя. [c.17]

    Для повышения чувствительности ионизационных детекторов при анализе перманентных газов предложены различные методы. Так, при использовании в качестве газа-носителя гелия при соответствующем режиме в детекторе можно ионизировать кислород, аргон и другие компоненты и определять их содержание при концентрации порядка 10 —10 % [275]. Другие методы основаны на введении в аргон весьма малых количеств органических веществ, что также способствует ионизации молекул благородных газов. [c.244]

    Второй и наиболее важный тип помех наблюдается при изменении скорости, описанной выше, когда для калибрования хроматографа применяют чистые вещества. Рассмотри , например, анализ 10 см смеси 10% водорода с окисью углерода при использовании аргона в качестве газа-носителя и системы молекулярных сит. В процессе калибрования 1 см только одного водорода скорость потока в колонке несколько увеличивается. Уменьшение же скорости потока в начале анализа смеси является результатом адсорбции окиси углерода. Нормальный газовый пик, полученный для водорода в смеси, будет отличаться от пика, полученного при калибровании, так как условия на колонке совершенно различны . [c.88]

    На рис. VI.47 показана зависимость чувствительности Аг-ИД от концентрации анализируемого органического соединения в газе-носителе (аргоне) при различной напряженности поля в ионизационной камере детектора. До некоторой определенной концентрации чувствительность остается постоянной (линейная область), затем происходит лавинообразное возрастание ионизационного тока и, наконец, при больших концентрациях вследствие торможения электронов в результате столкновений с молекулами пробы — снижение тока. [c.454]

    Атомно-эмиссионное детектирование основано на том, что хроматографический элюат вводят в плазму, подцерживаемую в инертном газе, где проходит полная атомизация, а атомы и ионы, образующиеся в плазме, возбуждаются и излучают свет. Для варьирования селективности используют различные типы плазмы. Среди них плазма, индуцированная микроволновым полем (МИП), поддерживаемая в гелии или аргоне, прямая проточная аргоновая плазма (ППП), индуктивно-связанная аргоновая плазма (ИСП), емкостно-связанная плазма и емкостно-стабилизированная плазма. Из всех этих вариантов гелиевая плазма, индуцированная микроволновым полем, наиболее предпочтительна по следующим причинам. Эта плазма работает при атмосферном давлении, что сильно упрощает соединение с ГХ-системой. Требуемые скорости потока находятся в диапазоне 30-300 мл/мин, т. е. значительно ниже, чем, например, в случае ИСП. Использование гелия в качестве газа для плазмы также удобно, поскольку он обычно выступает в качестве газа-носителя в ГХ и особенно потому, что он обеспечивает более простой спектральный фон и значительно более высокую энергию возбуждения, чем аргон (энергия ионизации [c.614]

    Существуют также детекторы по теплоте сгорания (термохимические), по плотности газов (денситометрические) и др. Наиболее чувствителен аргоновый детектор Ловелока. В нем в качестве газа-носителя применяется аргон, а для ионизации молекул — какой-либо источник радиоактивного излучения. Детекторы, даже работающие по одному принципу, имеют различные конструктивные особенности. Например, детектор по теплопроводности может быть двух- и четырехплечевым. Чувствительность четырехплечевого детектора в два раза выше, чем двухплечевого. [c.67]

    Первые ферритовые пленки, выращенные методом газофазной эпитаксии, характеризовались значительной концентрационной неоднородностью по толщине, что обусловлено различиями в давлениях насыщенных паров галогенидов, находящихся при одинаковой температуре. Позже Линаресом создана установка, обеспечивавшая разделение пространств с различными хлоридами. Пары воды и кислород доставлялись непосредственно в зону образования феррита (феррограната). Пространства с парами РеС1з и С1з были изолированы в них поддерживались разные температуры РеСЦ —330°С С1з— 1050°С. Образование феррита происходило в зоне с температурой 1100°С. Газом-носителем являлся аргон в смеси с хлороводородом. Другие модификации этого метода в основном сводятся к достижению условий более полного разделения паров хлоридов. [c.168]

    Осаждение пленок из паровой фазы осуществляют различными способами с применением разнообразной аппаратуры. Наиболее простой способ — подача паров пленкообразующих веществ или паров их растворов в инертном растворителе под стеклянный колпак, где размещают детали, подлежащие покрытию пленкой. Под колпаком создается определенная упругость водяных паров [1, 155]. В большинстве случаев при получении пленок SiO2 или ТЮг используют пары индивидуальных легколетучих соединений. При помощи инертного газа-носителя (азота, аргона) эти пары [c.33]

    Влияние природы газа-носителя на времена удерживания газов на порапаке Р исследовалось Гуламом, Рабба-ни, Рузеком и др. [65]. При использовании в качестве газа-носптеля водорода, азота, аргона это влияние очень мало, хотя и наблюдается некоторое уменьшение удерживаемых объемов различных газов (Кг, СО2, ЫгО, этан, этилен, аце- [c.15]

    Для определения ртути в рудах, особенно малых содержаний, широко используется метод атомной абсорбции [121, 225, 296, 319, 511, 581, 723, 10391. При использовании метода беспламенной атомной абсорбции для определения ртути в геологических пробах зачастую используют методики, основанные на разложении анализируемого материала кислотами, переводе ртути в элементное состояние восстановителями и отгонке ее из раствора в кювету для фотометрирования в токе газа-носителя (воздух, азот, аргон). В качестве восстановителя наиболее широко используют Sn lu [121, 251, 252, 760, 791, 803, 835, 1006, 1037, 1039, 1260]. Однако различные авторы рекомендуют разные условия проведения восстановления (табл. 20). [c.150]

    Эксперименты проводили на газовом хроматографе, изготовленном на народном предприятии Laboratorni pristroje в Праге. Прибор оборудован воздушным термостатом, обеспечивающим работу при температурах до 350°. Он включает пламенноионизационный детектор с двумя платиновыми электродами. Электроды расположены на расстоянии 1—3 мм от горелки и отстоят друг от друга на 5—7 мм. Напряжение на собирающем электроде составляет около 150 в полученный сигнал усиливается и подается на самопишущий милливольтметр с пределами измерений О—0,20 мв. В опытах использовались различные газы-носители, включая азот, гелий, аргон и в некоторых специальных случаях водород или воздух. Скорость потока газа колебалась в пределах 1,2—1,8 жл/се/с, а для водорода, подаваемого в детектор для горения, она составляла около [c.498]

    Поскольку основным продуктом десорбции в нашем случае являлась вода, склонная к сильной конденсации в газовых путях, для исключения размывания ТПД картины участок нути от реактора до детектора был обогреваемым и по возможности коротким. Для предотвращения конденсации влаги из воздуха в перерывах между опытами система обычно находилась под небольшим избыточным давлением газа-носителя. Кроме того, в конструкции установки предусмотрена газовая линия, обходящая реактор, для продувки системы перед опытом до прекращения дрейфа нулевой линии самописца. В качестве газа-носителя использовались гелий, аргон или азот. Продукты десорбции анализировались хроматографически на набивной колонке с полисорбом-1. Калибровку катарометров в области микроколичеств воды проводили, вводя в испаритель микрошприцом различные дозы 1,0 и 0,05 %-го растворов воды в изопропиловом спирте. После разделения этой смеси на колонке с полисорбом получали соответствующие впущенным количествам площади пиков воды. [c.22]

    Оригинальная конструкция атомизатора описана в работе [390] для раздельного определения в бензине различных свинец органических соединений гибридным методом (газовый хроматограф — атомно-абсорбционный СФМ). Использован хроматограф Микротек , модель ОС-2000-К с колонкой из нержавеющей стали диаметром 3,2 мм и длиной 760 мм, заполненной хромосорбом W с 20% фазы трикрезилфосфат. Газ-носитель — аргон, расход 150 мл/мин, температура колонки 95°С, температура испарителя 100 °С, температура трубки, связывающей хроматограф с атомизатором, 95 °С. [c.272]

    Кажущееся сродство к электрону можно определить с помощью соответствующей ионизационной камеры, состоящей из источника излучения (радиевого источника а-излучения) и устройства для измерения тока, проходящего через камеру при изменении приложенного напряжения. Газом-носителем могут быть водород, азот или гелий, но не аргон, поскольку последний при облучении образует метастабильные атомы, способные ионизировать органические молекулы (гл. X). Кривая зависимости между напряжением и силой тока для азота (как газа-носителя) и смеси азота с некоторыми соединениями, имеющими функциональные группы, показана на рис. Х1-5. Такие кривые для соединений различных классов были построены на основании данных, полученных прп многократном введении в колонку смеси этих соединений и измерении тока, производимого элюируемыми компонентами в результате изменения потенциала ионизационной камеры после каждого введения пробы. Реакция этого детектора, согласно имеющимся сообщениям, не зависит от концентрации [41]. [c.268]

    Одним из авторов и Семкиным определены значения В для 21 органического соединения различной молекулярной структуры при использовании в качестве газов-носителей аргона и двуокиси углерода. Работа проводилась на приборе с пламенно-ионизационным детектором. Колонку длиной 1,5 м, внутренним диаметром 3 мм заполняли хромосорбом W, пропитанным динонилфталатом в количестве 30% к весу носителя. Экспериментальные значения Ig Fg для всех сорбатов, нанесенные на график против соответствующего среднего давления в колонке PJit), отклоняются от прямой в среднем не более чем на 0,005 лог. ед. (диапазон средних давлений — до 16 атм). [c.63]

chem21.info

---

• 
  Сколько стоит заварить диск аргоном
• 
  Сколько стоит сварка алюминия аргоном 1 см
• 
  Аргон взрывоопасен или нет
• 
  Схема аргонная сварка своими руками
• 
  Расход аргона при аргонодуговой сварке
• 
  Плотность аргона при нормальных условиях
• 
  Масса атома аргона
• 
  Формула гидроксида аргона
• 
  Обучение аргонодуговой сварке
• 
  Аргон элур
• 
  Аргон газ свойства