Аргон (загальна інформація)
Аргон (загальна інформація)
Коротка інформація:
Аргон – елемент головної підгрупи 8-ї групи 3-го періоду періодичної системи хімічних елементів Менделєєва Д. І. з атомним номером 18.
Символ: Ar
Електронна конфігурація: 1s2| 2s2 2p6 3s2 3p6
Температура кипіння: -185,9 °C
Атомний номер: 18
Атомна маса: 39,948±0,001 а. е. м.
Першовідкривачі: Вільям Рамзай, Джон Стретт (Лорд Релей)
Загальні відомості про аргон
Аргон є інертним одноатомним газом, який не має кольору, запаху, смаку. У періодичній системі хімічних елементів аргон позначений символом Ar і має атомний номер 18. У загальному обсязі світової речовини міститься близько 0,02% аргону. У природі аргон поширений у вільному вигляді, а чи не в сполуках. Атмосферне повітря містить 0,93% аргону і є невичерпним джерелом отримання. Аргон також міститься в земній корі (1,2 · 10-4%) і морській воді (0,45 · 10-4%).
Історія відкриття аргону
У 1892 році англійський фізик Джон Релей досвідченим шляхом виявив, що літр азоту, отриманий при переробці повітря, важить більше, ніж літр азоту, що виділився внаслідок розпаду будь-якого азотистого з’єднання. Релей, який на той час кілька років присвятив вивченню щільності газів взагалі і азоту зокрема, мав намір знайти розгадку причин цього явища.
У журналі «Nature» їм було опубліковано відкритий лист до вчених усього світу з описом результатів проведених дослідів та пропозицією висунути гіпотези щодо різниці у величинах густини газу, отриманого двома різними способами. На цей лист відгукнувся відомий англійський хімік Вільям Рамзай. Він припустив, що азот, що виділився з повітря, містить невідомий раніше газ більш високої густини, ніж азот.
Спільна робота двох вчених призвела до одержання абсолютно нового елементу. Вимірювання показали, що молекула отриманого газу складається лише з одного атома, а отже, цей газ є простою речовиною.
У ході проведених досліджень вченими було з’ясовано, що новий газ – інертна речовина з усіх відомих. Реакційна здатність елемента до хімічно активних речовин практично повністю була відсутня.
У 1894 році була зроблена доповідь про відкриття нового елемента з описом його властивостей та способу його виявлення. Зважаючи на отриману інформацію, голова засідання – доктор Медан – вніс пропозицію дати газу назву «аргон», що в перекладі з давньогрецької означає «неактивний, лінивий».
Властивості аргону
Фізичні властивості
Аргон відноситься до одноатомних газів. Він позбавлений кольору, смаку та запаху. У нормальних умовах його густина становить 1,7839 кг/м3. У 100 мл води кімнатної температури (20 ° C) здатне розчинитись до 3,3 мл аргону. Температура кипіння аргону становить -185,9 °C, температура плавлення -189,3 °C.
Хімічні властивості
В даний час відомі 2 хімічні сполуки аргону: HArF і CU(Ar)O. Їх можна отримати і зберегти лише за низьких температур.
Аргон не утворює хімічних сполук, за винятком зазначених вище, проте здатний утворювати клатрати (з’єднання включення) з речовинами, що відрізняються наявністю водневих зв’язків між молекулами. Атом аргону в цих сполуках міститься у створену такими речовинами кристалічну решітку.
Аргон також здатний утворювати ексимерні молекули (вони характеризуються стійкістю збуджених електронних станів – коли речовина перебуває під впливом електричного струму – та нестійкістю основних станів). Наприклад, якщо провести через суміш хлору та аргону електричний струм, можна отримати нестійку в звичайних умовах сполуку ArCl.
Отримання аргону
Оскільки в атмосфері Землі міститься приблизно 66*1013 тонн аргону, а при використанні цей газ не зазнає жодних змін, можна вважати його запаси на планеті невичерпними. У великій промисловості аргон утворюється при поділі звичайного повітря на кисень та азот. Він є побічним продуктом і витягується практично 99,99% чистоти. Крім того, цей газ утворюється при переробці відходів аміачного виробництва.
Застосування аргону
Будучи найдешевшим і найдоступнішим з благородних газів, аргон стає все більш затребуваним у сферах виробництва та споживання.
Аргон використовується для заповнення ламп розжарювання. Раніше для цього використовувався чистий азот, проте перехід до використання суміші азоту з аргоном дозволив збільшити світловіддачу ламп. Крім того, аргон використовується при виробництві люмінесцентних ламп.
В останні роки аргон набув широкого поширення у металургійній промисловості, а також у залежних галузях. Аргонне середовище не допускає контакту розплавленого металу з іншими газами та вологим повітрям при обробці плутонію, титану, берилію, цирконію, лужних та інших металів. Завдяки використанню електричної дуги в аргонній ізоляції неймовірно прискорився процес різання металів, і з’явилася можливість розрізати товсті листи тугоплавких металів. Аналогічні захисні функції аргону застосовуються під час створення монокристалів – напівпровідників і сегнетоэлектриков.
Під час медичних операцій аргон часто використовується для очищення простору, оскільки не здатний утворювати хімічні сполуки через свою інертність.
Крім того, аргон використовується як засіб пожежогасіння, для обробки сухих гідрокостюмів у дайвінгу і навіть як харчова добавка і як пропелент для аерозольних упаковок.
Цікаві факти про аргон
Під дією електричного струму аргон починає випускати приємне рівне синьо-блакитне свічення.
Низька теплопровідність аргону була відзначена та використана при виробництві верхнього одягу. Шар аргону 4,5 мм дозволяє з успіхом замінити 14 мм твердих ізоляторів. Закачуючи газ у куртку, людина здатна самостійно регулювати її теплопровідність, збільшуючи чи зменшуючи кількість введеної речовини.
Одна тонна калію протягом року здатна генерувати до 3100 атомів аргону. Оскільки в природних мінералах, що містять калій, постійно відбувається накопичення одного із стабільних ізотопів аргону – 40Ar, з’являється можливість виміряти вік існуючих гірських порід. Цей метод, званий калій-аргоновим, широко застосовується у сфері ядерної геохронології.
В даний час провідним постачальником аргону в Україні є компанія “DP Air Gas”.
