Аргон – це особливий елемент періодичної системи

Всі ми знаємо, що аргон застосовується для зварювання різних металів, але не кожен замислювався, про те, що являє собою цей хімічний елемент. А між тим його історія багата подіями. Що характерно, аргон - це винятковий примірник періодичної таблиці Менделєєва, який не має аналогів. Сам вчений дивувався, як він взагалі міг сюди потрапити. В атмосфері присутні приблизно 09 % цього газу. Як і азот, він має нейтральний характер без кольору і запаху. Для підтримки життя він не підходить, але зате просто незамінний в деяких областях людської діяльності.

Невеликий екскурс в історію

Вперше його виявив англієць і фізик за освітою Р. Кавендіш, який помітив присутність у повітрі чогось нового, стійкого до хімічного впливу. На жаль, Кавендіш так і не дізнався природу нового газу. Трохи більше ста років тому це помітив і інший вчений – Джон Вільям Страт. Він прийшов до висновку, що в азоті з повітря є якась домішка газу невідомого походження, але аргон це або щось ще, він поки що не міг зрозуміти. При цьому газ не вступав в реакцію з різними металами, хлором, кислотами, лугами. Тобто з хімічної точки зору носив інертний характер. Ще однією несподіванкою стало відкриття – молекула нового газу включає в себе лише один атом. А на той момент подібний склад газів був ще невідомий. Публічне повідомлення про новий газі привело в шок багатьох вчених зі всього світу – як можна було прогледіти новий газ в повітрі протягом багатьох наукових досліджень і дослідів?! Але відкриття повірили не всі вчені, включаючи Менделєєва. Судячи по атомній масі нового газу (399), він повинен розташуватися між калієм (391) і кальцієм (401), але позиція вже була зайнята.


Як вже згадувалося, аргон - це газ з багатою і детективною історією. На деякий час він був забутий, але після відкриття гелію новий газ визнали офіційно. Було вирішено відвести для нього окрему нульову позицію, розташовану між галогенів і лужних металів.

Властивості

Серед інших інертних газів, які входять у важку групу, аргон вважається самим легким. Його маса перевищує вагу повітря в 138 рази. У рідкий стан газ переходить при температурі -1859 °С, а при -1894 °С і нормальному тиску твердне. Від гелію і неону аргон відрізняється тим, що здатний розчинятися у воді – при температурі 20 градусів в кількості 33 мл у ста грамах рідини. Але в ряді органічних розчинів газ розчиняється краще. Вплив електричного струму змушує його світитися, завдяки чому він став широко застосовуватися в освітлювальному обладнанні. Біологами виявлено інша корисна властивість, якою володіє аргон. Це свого роду середовище, де рослина прекрасно себе почуває, що доведено дослідами. Так, перебуваючи в атмосфері газу, посаджені насіння рису, кукурудзи, огірків і жита дали свої паростки. В іншій атмосфері, де 98 % припадає на аргон і 2 % - на кисень, добре проростає така овочева культура, як морква, салат і цибулю. Що особливо характерно, зміст цього газу в земній корі набагато більше, ніж інших елементів, що перебувають у його групі. Його приблизний зміст – 004 г на одну тонну. Це у 14 разів перевищує кількість гелію і в 57 разів – неону. Що стосується навколишнього Всесвіту, його там ще більше, в особливості на різних зірок і в туманностях. За деякими підрахунками, аргону на просторах космосу більше, ніж хлору, фосфору, кальцію та калію, яких повно на Землі.

Отримання газу

Той аргону в балонах, в яких ми частіше зустрічаємо, є невичерпним джерелом. До того ж він у будь-якому випадку повертається в атмосферу в силу того, що при використанні не змінюється у фізичному чи хімічному плані. Винятком можуть бути випадки витрати малої кількості ізотопів аргону на отримання нових ізотопів і елементів в ході ядерних реакцій. У промисловості газ отримують шляхом розділення повітря на кисень і азот. В результаті чого й народжується газ як побічний продукт. Для цього використовується спеціальне промислове обладнання дворазової ректифікації з двома колонами високого і низького тиску і проміжним конденсатором-випарником. Крім цього, для отримання аргону можуть бути використані відходи аміачного виробництва.

Область застосування

Сфера застосування аргону налічує кілька областей:

харчова промисловість;

металургія;

наукові дослідження і досліди;

зварювальні роботи;

електроніка;

автомобільна промисловість.

Цей нейтральний газ знаходиться всередині електричних лапочек, що уповільнює випаровування вольфрамової спіралі всередині. Завдяки цій властивості широко застосовується заснований на даному газі зварювальний апарат. Аргон дозволяє надійно з'єднувати деталі з алюмінію і дюралю. Широке поширення газ отримав при створенні захисної та інертної атмосфери. Зазвичай це необхідно для термічної обробки тих металів, які легко піддаються окисленню. В атмосфері аргону добре ростуть кристали для отримання напівпровідникових елементів або надчистих матеріалів.

Переваги та недоліки застосування аргону в зварюванні

Щодо галузі зварювання аргон дає певні переваги. Насамперед, металеві деталі в процесі зварювання не так сильно нагріваються. Це дозволяє уникнути деформації. До інших достоїнств відносяться:

надійний захист зварного шва;

швидкість аргоновому зварювання на порядок вище;

процес легко контролювати;

зварювання можна механізувати або повністю перевести в автоматичний режим;

можливість з'єднувати деталі з різнорідних металів.

У той же час зварювальний аргон передбачає і ряд недоліків:

при зварюванні виникає ультрафіолетове випромінювання;

для використання високоамперной дуги необхідно якісне охолодження;

складна робота на відкритому повітрі або на протязі.

Тим не менше при наявності стількох переваг важко недооцінити значення аргоновому зварювання.

Запобіжні заходи

При використанні аргону варто проявляти обережність. Хоч газ нетоксичний, але здатний викликати задуху, заміщаючи собою кисень або сжижая його. Тому вкрай важливо контролювати обсяг O 2 у повітрі (не менше 19 %) за допомогою спеціальних приладів, ручних або автоматичних. Робота з рідким газом вимагає граничної обережності, оскільки низька температура аргону може викликати сильне обмороження шкірного покриву і пошкодження очної оболонки. Необхідно використовувати окуляри і спецодяг. Особам, яким необхідно проводити роботи в аргоновому атмосфері, потрібно надягати протигази або інші кисневі ізолюючі прилади.