什么是氬氣?
元素編號(hào) 18。符號(hào)為Ar。
這個(gè)詞來(lái)源于希臘語(yǔ),意思是“懶惰”,指的是反應(yīng)遲鈍的特征。
氬氣用于創(chuàng)造惰性氣氛。它也以這種方式用于生產(chǎn)鈦和其他活性元素。焊工也用它來(lái)保護(hù)焊縫,并在白熾燈泡中用它來(lái)阻止氧氣腐蝕燈絲。
氬氣是*豐富的稀有氣體(空氣中為0.93%v/v),因此它與氧氣的共存是一個(gè)問(wèn)題。
氬氣的應(yīng)用
氬氣是一種惰性氣體,反應(yīng)活性非常低,因此它提供了一種惰性氣氛,以防止其與半導(dǎo)體和鋼鐵中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。電弧焊中使用氬氣來(lái)防止與熔融金屬發(fā)生反應(yīng)。
氬氣還用于熒光燈管和低能耗燈泡。熒光燈含有少量的汞和氬氣,氬氣有助于燈絲放電。氬氣的低反應(yīng)性可用于延長(zhǎng)燈絲壽命。
它也用于食品和葡萄酒中的填充氣體。這是因?yàn)椋朔乐寡趸?,比空氣重的氬氣還能有效地將氧氣從酒瓶中排出。
此外,氬氣的導(dǎo)熱率比空氣或氮?dú)獾?。因此,雙層玻璃窗使用氬氣來(lái)填充玻璃之間的間隙。
如上所述,氬氣由于其低反應(yīng)性并且是*豐富的稀有氣體而被用于各種工業(yè)領(lǐng)域。
氬氣的性質(zhì)
氬氣是一種無(wú)色無(wú)味的氣體,是一種稀有氣體,屬于元素周期表第18族。除氬之外,第 18 族元素還包括氦、氖、氪、氙和氡。所有這些元素都以氣態(tài)形式存在于大氣中。
稀有氣體*重要的特征是它們是惰性氣體,由于其非常穩(wěn)定的電子構(gòu)型而具有極低的反應(yīng)性(然而,即使稀有氣體在某些條件下也會(huì)發(fā)生反應(yīng))。
使用惰性氣體來(lái)避免可能加速降解的化學(xué)反應(yīng),例如樣品與空氣中的氧氣或水分之間的氧化或水解反應(yīng)。
經(jīng)過(guò)特別純化的氬氣和氮?dú)馐?常用的惰性氣體,因?yàn)樗鼈兲烊回S富(空氣中含有 78.3% N2 和 1% Ar)且成本低廉。特別是,雖然氬氣比氮?dú)飧嘿F,但它的惰性比氮?dú)獾?,因此適合與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)的材料和環(huán)境。
氬氣的溶解度與氧氣大致相同,在水中的溶解度是氮?dú)獾?2.5 倍。
氬氣的導(dǎo)熱率比空氣低,因此將氬氣放在玻璃之間的間隙中可以提供更好的隔熱效果。
1. 氬氣的危險(xiǎn)
正常使用時(shí),氬氣被認(rèn)為是無(wú)害物質(zhì)??諝庵写蠹s含有 1% 的氬氣,我們呼吸時(shí)會(huì)與氧氣和氮?dú)庖黄鹞?。氬氣本身無(wú)毒,低濃度時(shí)吸入不會(huì)有影響。氬氣也是一種惰性氣體(不可燃),因此在正常情況下不會(huì)與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)或引起火災(zāi)。
另一方面,高濃度吸入有窒息風(fēng)險(xiǎn),因此應(yīng)避免高濃度環(huán)境。
由于氣體通常在充滿氣的鋼瓶中進(jìn)行處理,因此存在因鋼瓶泄漏而導(dǎo)致室內(nèi)氣體濃度升高的風(fēng)險(xiǎn)。在這種情況下,可以通過(guò)立即停止泄漏源并確保房間內(nèi)充分通風(fēng)來(lái)解決問(wèn)題。另外,在處理液化氬時(shí),由于氬汽化時(shí)的汽化熱,鋼瓶本身變得極冷,因此如果徒手觸摸,會(huì)有**的危險(xiǎn)。在這種情況下,可以使用防護(hù)設(shè)備**處理。
2、氬氣凈化方法
從空氣中分離氬氣可產(chǎn)生用于鋼瓶氣體的高純度氬氣。所采用的方法是低溫空氣分離法。該方法利用蒸氣壓的差異(即沸點(diǎn)的差異),首先通過(guò)預(yù)處理去除空氣中的水分和二氧化碳,然后將凈化后的空氣冷卻到-170至-190℃的極低溫度。是一種從空氣中分離氣體的方法。
圖1 氬氣提純方法
順便說(shuō)一句,氮?dú)獾姆悬c(diǎn)為-195.8℃,氧氣的沸點(diǎn)為-183.0℃,氬氣的沸點(diǎn)為-185.7℃。該方法從空氣中分離并純化氧氣、氮?dú)夂蜌鍤狻?/span>
3、氬氣瓶
氬氣通常以鋼瓶形式出售。氣瓶的類型包括普通容器和低溫容器。氬氣的生產(chǎn)和銷售需要高壓氣體相關(guān)資質(zhì),但氣瓶的使用不需要特殊資質(zhì)。
一般容器中充有14.7MPa高壓的氣態(tài)氬氣。根據(jù)充氬量的不同,鋼瓶尺寸包括 7000L、1500L 和 500L。 7000L鋼瓶重約60kg,搬運(yùn)、運(yùn)輸時(shí)必須小心。
此外,根據(jù)使用目的,可能需要極高純度的氬氣,而氬氣以純度高達(dá) 99.9999%(六個(gè)九)的鋼瓶形式出售。
在低溫容器中,氬氣以液態(tài)填充。它們比普通容器含有更多的氬氣,因此適合大量食用。此外,您還可以通過(guò)減少更換氣缸的頻率來(lái)降低成本。氣缸尺寸有127,000L和360,000L。由于它很重,您需要依靠經(jīng)銷商或?qū)<襾?lái)搬運(yùn)或運(yùn)輸。