ІсетьТехГаз - технічні гази
Загальні відомості
Зміст аргону у матерії оцінюється приблизно 0,02 % по масі. Аргон (разом з неоном) спостерігається на деяких зірках та в планетарних туманностях. У цілому нині його у космосі більше, ніж кальцію, фосфору, хлору, тоді як Землі існують зворотні відносини.
Фізичні властивості
Аргон - одноатомний газ з температурою кипіння (при нормальному тиску) -185,9 ° C (трохи нижче, ніж у кисню, але трохи вище, ніж у азоту). Температура плавлення –189,4°С. У 100 мл води при 20 °C розчиняється 3,3 мл аргону, у деяких органічних розчинниках аргон розчиняється значно краще, ніж у воді.
Хімічні властивості
Назва «аргон» (від грец. - Ледачий, повільний, неактивний) - підкреслює найважливішу властивість елемента - його хімічну неактивність.
Поки що відомі лише 2 хімічні сполуки аргону — гідрофторид аргону та CU(Ar)O, які існують при дуже низьких температурах. Крім того, аргон утворює ексимерні молекули, тобто молекули, у яких стійкі збуджені електронні стани та нестійкий основний стан. Також з багатьма речовинами, між молекулами яких діють водневі зв'язки (водою, фенолом, гідрохіноном та іншими), утворює сполуки включення (клатрати), де атом аргону, як свого роду «гість», знаходиться в порожнині, утвореній в кристалічній решітці молекулами речовини. господаря.
Отримують аргон як побічний продукт при розподілі 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. Зрештою азот відводиться зверху, а кисень – зпростору над конденсатором. Летучість аргону більша, ніж кисню, але менше, ніж азоту. Тому аргонну фракцію відбирають у точці, що знаходиться приблизно на третині висоти верхньої колони, і відводять у спеціальну колону. Далі слідує очищення «сирого» аргону від кисню (хімічним шляхом або адсорбцією) та від азоту (ректифікацією).
Застосування
Аргон знаходить широке застосування завдяки своїй основній властивості – хімічній неактивності.
Спочатку головним споживачем аргону була електровакуумна техніка. І зараз переважна більшість ламп розжарювання (мільярди штук на рік) заповнюють сумішшю аргону (86%) та азоту (14%). Перехід із чистого азоту на цю суміш підвищив світловіддачу ламп. Оскільки в аргоні вдало поєднуються значна щільність із малою теплопровідністю, метал нитки розжарювання випаровується в таких лампах повільніше, передача тепла від нитки до колби в них менша. Використовується аргон і в сучасних люмінесцентних лампах для полегшення запалення, кращої передачі струму та запобігання руйнуванню катодів.
Проте останні десятиліття найбільша частина одержуваного аргону йде над лампочки, а металургію .
Вже існують металургійні цехи обсягом кілька тисяч кубометрів з атмосферою, що складається з аргону 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.
Серед аргону ведуть процеси, у яких треба виключити контакт розплавленого металу з киснем, азотом, вуглекислотою і вологою повітря. Аргонне середовище використовується при гарячій обробці титану, танталу, ніобію, берилію, цирконію, гафнію, вольфраму, урану, торію, атакож лужних металів. В атмосфері аргону обробляють плутоній, одержують деякі сполуки хрому, титану, ванадію та інших елементів.
Продуванням аргону через рідку сталь з неї видаляють газові включення. Це покращує властивості металу.
Все ширше застосовується дугове електрозварювання серед аргону. В аргонному струмені можна зварювати тонкостінні вироби і метали, які раніше вважалися важкозварюваними. При зварюванні в аргонному струмені немає потреби у флюсах і електродних покриттях, а отже, і в зачистці шва від шлаку і залишків флюсу. Аргон відноситься до інертних газів, які хімічно не взаємодіють із металом і не розчиняються в ньому. Інертні гази застосовують для зварювання хімічно активних металів (титан, алюміній, магній та ін.), а також у всіх випадках, коли необхідно отримувати зварні шви, однорідні за складом з основним та присадним металом (високолеговані сталі та ін.). Інертні гази забезпечують захист дуги і металу, що зварюється, не надаючи на нього металургійного впливу.
Аргон використовується в плазмовому зварюванні та різанні металів як плазмоутворюючий газ. При мікроплазмовому зварюванні більшість металів зварюють у безперервному або імпульсному режимах дугою прямої полярності, що горить між вольфрамовим електродом плазмотрона і виробом у струмені плазмоутворюючого інертного газу - (найчастіше) аргону.
Електрична дуга в аргонній атмосфері внесла переворот у техніку різання металів. Процес набагато прискорився, з'явилася можливість різати товсті листи тугоплавких металів. Продувається вздовж стовпа дуги аргон (у суміші з воднем) оберігає кромки розрізу та вольфрамовий електрод від утворення окисних, нітридних та інших плівок. Одночасно він стискає і концентрує дугу на малій поверхні.температура у зоні різання досягає 4000-6000°С. До того ж, цей газовий струмінь видує продукти різання.
Оскільки аргон має низьку теплопровідність його використовують при заповненні внутрішнього простору склопакетів.
Захисні функції виконує аргон і при вирощуванні монокристалів (напівпровідників, сегнетоелектриків).
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.
Аргон високої чистоти застосовують у спектроскопічних установках для аналізу чистоти матеріалів та в аргонових лазерах.
У харчовій промисловості аргон зареєстрований як харчова добавка E938, як пропелент і пакувальний газ.
Використовується аргон і як вогнегасна речовина в газових установках пожежогасіння.
| Об'ємна частка, % | Вищий сорт |
| Аргон, не менше | 99,993 |
| Кисень, не більше | 0,0007 |
| Азот, не більше | 0,005 |
| Водяна пара, не більше, що відповідає t насичення аргону водяними парами при 760 мм рт. ст., 0° С, не вище | 0,0009 мінус 61 |
| Сума вуглецевмісних сполук у перерахунку на СО2, не більше | 0,0005 |
| Об'ємна частка, % | Вищий сорт |
| Аргон, не менше | 99,998 |
| Кисень, не більше | 0,0002 |
| Азот, не більше | 0,001 |
| Водяна пара, не більше | 0,0003 |
| Сума вуглецевмісних сполук у перерахунку на СО2, не більше | 0,00002 |
| Метан, не більше | 0,0001 |
| Водень, не більше | 0.0002 |
Зберігання та перевезення аргону
Аргон газоподібний зберігається та транспортується у балонах пофарбованих у сірий колір із написом "АРГОН" зеленого кольору.
Аргон високої чистоти зберігається і транспортується в балонах пофарбованих у сірий колір із написом "Аргон високої чистоти" білого кольору.
Рідкий аргон зберігається і транспортується в спеціальних кріогенних ємностях.
Аргон стислий та рідкий відноситься до класу небезпечних вантажів. Тому транспорт, що використовується для перевезення аргону, повинен бути обладнаний відповідно до правил перевезення небезпечних вантажів.
Небезпечні фактори та заходи безпеки
Інертні гази мають фізіологічну дію, яка проявляється в їхньому наркотичному впливі на організм. Наркотичний ефект від вдихання аргону проявляється лише при барометричному тиску понад 0,2 МПа.
Зміст аргону у високих концентраціях у повітрі, що вдихається, може викликати запаморочення, нудоту, блювання, втрату свідомості і смерть від асфіксії (в результаті кисневого голодування).