Благородний газ Аргон
Аргон — елемент головної підгрупи восьмої групи, третього періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 18. Позначаєтьсяаргон символом Ar (лат.Argon ).Аргон третій за поширеністю елемент у земній атмосфері (післяазоту такисню ) - 0,93% за обсягом. Проста речовинааргон - інертний одноатомний газ без кольору, смаку та запаху.
Історія відкриття аргону могла б послужити основою хорошого детектива. Повідомлення про відкриття нового газу повірили далеко не всі хіміки. Засумнівався у ньому й сам Менделєєв. Відкриття аргону, здавалося, могло призвести до того, що вся «будівля» періодичної системи впаде.Аргон не мав у таблиці аналогів, йому взагалі не було місця в періодичній системі: куди, скажіть, можна помістити елемент, позбавлений хімічних властивостей?
Вісімнадцятий елемент
На відміну від гелію і неону, аргон досить добре адсорбується на поверхнях твердих тіл і розчиняється у воді (3,29 см 3 в 100 г води при 20°С). Ще краще розчиняється аргон у багатьох органічних рідинах. Зате він практично нерозчинний у металах і не дифундує крізь них. Під дією електричного струмуаргон яскраво світиться, і сьогодні синьо-блакитне світінняаргону широко використовується у світлотехніці. Біологи виявили, щоаргон сприяє росту рослин. Навіть в атмосфері чистого аргону насіння рису, кукурудзи, огірків і жита викинули паростки. Цибуля, морква і салат добре проростають в атмосфері, що складається з 98% аргону і тільки 2% кисню.
На Землі та у Всесвіті
Як добувають аргон
Земна атмосфера містить 66 • 1013 тоннаргону. Це джерело газуневичерпний. Тим більше що практично весь аргон рано чи пізно повертається в атмосферу, оскільки при використанні він не зазнає жодних фізичних чи хімічних змін. Виняток становлять дуже незначні кількості ізотопіваргону, що витрачаються на отримання в ядерних реакціях нових елементів та ізотопів. Отримуютьаргон якпобічний продукт при поділі повітря на кисень і азот. Зазвичай використовують повітророзділювальні апарати дворазової ректифікації, що складаються з нижньої колони високого тиску (попередній поділ), верхньої колони низького тиску та проміжного конденсатора-випарника. Кінець кінцем азот відводиться зверху, а кисень — з простору над конденсатором. Летючістьаргону більше, ніж кисню, але менше, ніж азоту. Тому аргонну фракцію відбирають у точці, що знаходиться приблизно на третині висоти верхньої колони, і відводять в спеціальну колону. Склад аргонної фракції: 10–12% аргону, до 0,5% азоту, решта — кисень. У «аргонної » колоні, приєднаної до основного апарату, отримують аргон з домішкою 3-10% кисню і 3-5% азоту. Далі слідує очищення «сирого» аргону від кисню (хімічним шляхом або адсорбцією) та від азоту (ректифікацією). У промислових масштабах нині отримуютьаргон до 99,99% чистоти.Аргон вилучають також звідходів аміачного виробництва - з азоту, що залишився після того, як більшу його частину зв'язали воднем.
Потрібний у господарстві «ледар»
Як найдоступніший і найдешевший інертний газаргон ставпродуктом масового виробництва, особливо в останні десятиліття. Спочатку головним споживачем елемента №18 булаелектровакуумна техніка. І заразпереважна більшістьламп розжарювання (мільярди штук на рік) заповнюють сумішшюаргону (86%) та азоту (14%). Перехід із чистого азоту на цю суміш підвищив світловіддачу ламп. Оскільки в аргоні вдало поєднуються значна щільність з малою теплопровідністю, метал нитки розжарювання випаровується в таких лампах повільніше, передача тепла від нитки до колби в них менше. Використовуєтьсяаргон і в сучаснихлюмінесцентних лампах для полегшення запалення, кращої передачі струму та запобігання катодам від руйнування. Однак в останні десятиліття найбільша частина одержуваногоаргону йде не в лампочки, а вметалургію, металообробку та деякі суміжні з ними галузі промисловості. У середовищі аргону ведуть процеси, при яких потрібно виключити контакт розплавленого металу з киснем, азотом, вуглекислотою і вологою повітря.Аргонне середовище використовуєтьсяпри гарячій обробці титану, танталу, ніобію, берилію, цирконію, гафнію, вольфраму, урану, торію, а також лужних металів. В атмосферіаргону обробляють плутоній, одержують деякі сполуки хрому, титану, ванадію та інших елементів (сильні відновники). Вже існують металургійні цехи обсягом кілька тисяч кубометрів з атмосферою, що складається заргону високої чистоти. У цих цехах працюють в ізолюючих костюмах, а дихають повітрям, що подається через шланги (видихається повітря відводиться також через шланги); запасні дихальні апарати закріплені на спинах працюючих. Захисні функції виконуєаргон та привирощуванні монокристалів (напівпровідників, сегнетоелектриків), а також при виробництві твердосплавних інструментів. Продуваннямаргону через рідку сталь з неї видаляють газові включення. Це покращує властивості металу. Все ширше застосовуєтьсядугове електрозварювання у середовищіаргону. В аргонному струмені можна зварювати тонкостінні вироби і метали, які раніше вважалися важкозварюваними. Не буде перебільшенням сказати, що електрична дуга варгонної атмосфері внесла переворот у техніку різання металів. Процес набагато прискорився, з'явилася можливість різати товсті листи тугоплавких металів. Продувається вздовж стовпа дуги аргон (в суміші з воднем) оберігає кромки розрізу і вольфрамовий електрод від утворення окисних, нітридних та інших плівок. Одночасно він стискає та концентрує дугу на малій поверхні, через що температура в зоні різання досягає 4000-6000°С. До того ж цей газовий струмінь видує продукти різання. При зварюванні варгонної струмені немає потреби у флюсах і електродних покриттях, а отже, і в зачистці шва від шлаку і залишків флюсу. Прагнення використовувати властивості та можливості надчистих матеріалів – одна з тенденцій сучасної техніки. Для надчистоти потрібні інертні захисні середовища, зрозуміло, також чисті;аргон — найдешевший і найдоступніший з благородних газів.