Wszyscy wiemy, że argon jest używany do spawania różnych metali, ale nie wszyscy myśleli o tym, czym jest ten pierwiastek chemiczny. Tymczasem jego historia jest bogata w wydarzenia. Co ciekawe, argon jest wyjątkową kopią układu okresowego Mendelejewa, który nie ma analogów. Sam naukowiec był wtedy zaskoczony, jak mógł się tutaj dostać.
Około 0,9% tego gazu znajduje się w atmosferze. Podobnie jak azot ma charakter neutralny, bezbarwny i bezwonny. Nie nadaje się do podtrzymywania życia, ale jest po prostu niezastąpiony w niektórych obszarach ludzkiej działalności.
Mała dygresja do historii
Po raz pierwszy został odkryty przez Anglika i fizyka z wykształcenia G. Cavendisha, który zauważył obecność w powietrzu czegoś nowego, odpornego na atak chemiczny. Niestety Cavendish nigdy nie poznał natury nowego gazu. Nieco ponad sto lat później zauważył to inny naukowiec, John William Strath. Doszedł do wniosku, że azot z powietrza zawiera jakiś gaz niewiadomego pochodzenia, ale nie mógł ustalić, czy był to argon, czy coś innego.
Jednocześnie gaz nie reagował z różnymi metalami, chlorem, kwasami, zasadami. Oznacza to, że z chemicznego punktu widzenia miał charakter obojętny. Kolejną niespodzianką było odkrycie, że cząsteczka nowego gazu zawiera tylko jeden atom. I w tym czasie podobny skład gazów był jeszcze nieznany.
Publiczne ogłoszenie nowego gazu zszokowało wielu naukowców z całego świata - jak można przeoczyć nowy gaz w powietrzu w trakcie wielu badań naukowych i eksperymentów?! Ale nie wszyscy naukowcy, w tym Mendelejew, wierzyli w to odkrycie. Sądząc po masie atomowej nowego gazu (39,9), powinien on znajdować się pomiędzy potasem (39,1) a wapniem (40,1), ale pozycja została już zajęta.
Jak wspomniano, argon to gaz o bogatej i detektywistycznej historii. Przez jakiś czas o nim zapomniano, ale po odkryciu helu nowy gaz został oficjalnie uznany. Postanowiono przypisać mu osobną pozycję zerową, znajdującą się pomiędzy halogenami i metalami alkalicznymi.
Właściwości
Spośród innych gazów obojętnych należących do grupy ciężkiej, argon jest uważany za najlżejszy. Jego masa przekracza wagę powietrza o 1,38 razy. Gaz przechodzi w stan ciekły w temperaturze -185,9 °С, a przy -189,4 °С i pod normalnym ciśnieniem krzepnie.
Argon różni się od helu i neonu tym, że może rozpuszczać się w wodzie - w temperaturze 20 stopni w ilości 3,3 ml na sto gramów płynu. Ale w wielu roztworach organicznych gaz rozpuszcza się lepiej. Wpływ prądu elektrycznego powoduje jego świecenie, dzięki czemu stał się szerokostosuje się do sprzętu oświetleniowego.
Biolodzy odkryli kolejną użyteczną właściwość argonu. Jest to rodzaj środowiska, w którym roślina czuje się świetnie, co potwierdzają eksperymenty. Tak więc, będąc w atmosferze gazu, zasiane nasiona ryżu, kukurydzy, ogórków i żyta dały kiełki. W innej atmosferze, w której 98% argonu i 2% tlenu, warzywa takie jak marchew, sałata i cebula dobrze kiełkują.
Co szczególnie charakterystyczne, zawartość tego gazu w skorupie ziemskiej jest znacznie większa niż innych pierwiastków z tej grupy. Jego przybliżona zawartość to 0,04 g na tonę. To 14 razy więcej niż helu i 57 razy więcej niż neon. Jeśli chodzi o otaczający nas wszechświat, jest go jeszcze więcej, zwłaszcza na różnych gwiazdach iw mgławicach. Według niektórych szacunków, w kosmosie jest więcej argonu niż chloru, fosforu, wapnia czy potasu, których obficie występuje na Ziemi.
Uzyskiwanie gazu
Argon w butlach, w których często go spotykamy, jest niewyczerpanym źródłem. Ponadto w każdym przypadku wraca do atmosfery ze względu na to, że podczas użytkowania nie zmienia się pod względem fizycznym ani chemicznym. Wyjątkiem mogą być przypadki zużycia niewielkiej ilości izotopów argonu w celu uzyskania nowych izotopów i pierwiastków w toku reakcji jądrowych.
W przemyśle gaz jest uzyskiwany przez rozdzielanie powietrza na tlen i azot. W rezultacie gaz powstaje jako produkt uboczny. W tym celu stosuje się specjalne urządzenia przemysłowe do podwójnej rektyfikacji z dwiema kolumnami.wysokiego i niskiego ciśnienia oraz skraplacza-parownika pośredniego. Ponadto odpady z produkcji amoniaku można wykorzystać do produkcji argonu.
Zakres zastosowania
Zasięg argonu ma kilka obszarów:
- przemysł spożywczy;
- metalurgia;
- badania naukowe i eksperymenty;
- spawanie;
- elektronika;
- przemysł motoryzacyjny.
Ten neutralny gaz znajduje się w łapach elektrycznych, co spowalnia parowanie znajdującej się wewnątrz cewki wolframowej. Dzięki tej właściwości spawarka oparta na tym gazie znajduje szerokie zastosowanie. Argon pozwala na niezawodne łączenie części wykonanych z aluminium i duraluminium.
Gaz był szeroko stosowany podczas tworzenia ochronnej i obojętnej atmosfery. Jest to zwykle konieczne do obróbki cieplnej tych metali, które łatwo ulegają utlenianiu. Kryształy dobrze rosną w atmosferze argonu, tworząc elementy półprzewodnikowe lub ultraczyste materiały.
Wady i zalety stosowania argonu w spawaniu
Jeśli chodzi o obszar spawania, argon daje pewne korzyści. Przede wszystkim metalowe części nie nagrzewają się tak bardzo podczas spawania. Pozwala to uniknąć deformacji. Inne korzyści obejmują:
- niezawodna ochrona spawów;
- prędkość spawania argonem jest o rząd wielkości wyższa;
- proces jest łatwy do kontrolowania;
- spawanie może być zmechanizowane lub w pełni zautomatyzowane;
- okazjałączyć części z różnych metali.
Jednocześnie spawanie argonem ma również szereg wad:
- Spawanie generuje promieniowanie ultrafioletowe;
- Łuk o dużym natężeniu wymaga wysokiej jakości chłodzenia;
- ciężka praca na zewnątrz lub w przeciągu.
Niemniej jednak przy tak wielu zaletach trudno nie docenić znaczenia spawania argonem.
Środki ostrożności
Bądź ostrożny podczas używania argonu. Chociaż gaz jest nietoksyczny, może powodować uduszenie poprzez zastąpienie tlenu lub jego upłynnienie. Dlatego niezwykle ważne jest kontrolowanie objętości O2w powietrzu (co najmniej 19%) za pomocą specjalnych przyrządów, ręcznych lub automatycznych.
Praca z ciekłym gazem wymaga szczególnej ostrożności, ponieważ niska temperatura argonu może powodować poważne odmrożenia skóry i uszkodzenie muszli ocznej. Należy używać okularów i odzieży ochronnej. Osoby, które muszą pracować w atmosferze argonu powinny nosić maski przeciwgazowe lub inne izolujące urządzenia tlenowe.
