Me kaikki tiedämme, että argonia käytetään erilaisten metallien hitsaukseen, mutta kaikki eivät ajatelleet, mikä tämä kemiallinen alkuaine on. Samaan aikaan sen historia on täynnä tapahtumia. Ilmeisesti argon on poikkeuksellinen kopio Mendelejevin jaksollisesta taulukosta, jolla ei ole analogeja. Tiedemies itsekin yllättyi tuolloin kuinka hän edes pääsi tänne.
Noin 0,9 % tästä kaasusta on ilmakehässä. Kuten typpi, se on luonteeltaan neutraali, väritön ja hajuton. Se ei sovellu elämän ylläpitämiseen, mutta se on yksinkertaisesti korvaamaton joillakin ihmisen toiminnan alueilla.
Hieman poikkeama historiaan
Ensimmäistä kertaa sen löysi englantilainen ja koulutukseltaan fyysikko G. Cavendish, joka huomasi ilmassa olevan jotain uutta, kemiallista hyökkäystä kestävää. Valitettavasti Cavendish ei koskaan oppinut uuden kaasun luonnetta. Hieman yli sata vuotta myöhemmin toinen tiedemies, John William Strath, huomasi tämän. Hän tuli siihen tulokseen, että ilmasta tuleva typpi sisälsi jotain tuntematonta alkuperää olevaa kaasua, mutta hän ei voinut selvittää, oliko se argonia vai jotain muuta.
Samaan aikaan kaasu ei reagoinut erilaisten metallien, kloorin, happojen, alkalien kanssa. Eli kemiallisesta näkökulmasta se oli luonteeltaan inerttiä. Toinen yllätys oli löytö, että uuden kaasun molekyyli sisältää vain yhden atomin. Ja tuolloin samanlainen kaasujen koostumus oli vielä tuntematon.
Uuden kaasun julkinen ilmoitus järkytti monia tiedemiehiä kaikki alta maailmasta – kuinka voit jättää huomiotta ilmassa olevan uuden kaasun monien tieteellisten tutkimusten ja kokeiden aikana?! Mutta kaikki tiedemiehet, mukaan lukien Mendelejev, eivät uskoneet löytöyn. Uuden kaasun (39, 9) atomimassasta päätellen sen pitäisi sijaita kaliumin (39, 1) ja kalsiumin (40, 1) välissä, mutta paikka on jo otettu.
Kuten mainittiin, argon on kaasu, jolla on rikas ja etsivä historia. Joksikin aikaa se unohdettiin, mutta heliumin löytämisen jälkeen uusi kaasu tunnustettiin virallisesti. Sille päätettiin määrittää erillinen nollapaikka, joka sijaitsee halogeenien ja alkalimetallien välissä.
Ominaisuudet
Muista raskaaseen ryhmään kuuluvista inertistä kaasusta argonia pidetään kevyimpana. Sen massa ylittää ilman painon 1,38 kertaa. Kaasu siirtyy nestemäiseen tilaan -185,9 °С:n lämpötilassa ja -189,4 °C:ssa ja normaalipaineessa se jähmettyy.
Argon eroaa heliumista ja neonista siinä, että se voi liueta veteen - 20 asteen lämpötilassa 3,3 ml sataa grammaa nestettä kohti. Mutta useissa orgaanisissa liuoksissa kaasu liukenee paremmin. Sähkövirran vaikutus saa sen hehkumaan, minkä vuoksi siitä on tullut laajakoskee valaistuslaitteita.
Biologit ovat löytäneet toisen hyödyllisen ominaisuuden, jolla argonilla on. Tämä on eräänlainen ympäristö, jossa kasvi tuntuu hyvältä, kuten kokeet ovat osoittaneet. Joten kaasuilmakehässä istutetut riisin, maissin, kurkun ja rukiin siemenet antoivat itunsa. Toisessa ilmapiirissä, jossa 98 % argonia ja 2 % happea, kasvikset, kuten porkkanat, salaatti ja sipulit, itävät hyvin.
Erityisen ominaista on, että tämän kaasun pitoisuus maankuoressa on paljon suurempi kuin muiden sen ryhmän alkuaineiden. Sen likimääräinen pitoisuus on 0,04 g per tonni. Tämä on 14 kertaa heliumin määrä ja 57 kertaa neonin määrä. Mitä tulee ympärillämme olevaan maailmankaikkeuteen, sitä on vielä enemmän, erityisesti eri tähdissä ja sumuissa. Joidenkin arvioiden mukaan avaruudessa on enemmän argonia kuin klooria, fosforia, kalsiumia tai kaliumia, joita maapallolla on runsaasti.
Haetaan kaasua
Sylintereissä oleva argon, jossa sitä usein tapaamme, on ehtymätön lähde. Lisäksi se joka tapauksessa palaa ilmakehään, koska se ei muutu käytön aikana fysikaalisesti tai kemiallisesti. Poikkeuksena voivat olla tapaukset, joissa käytetään pieniä määriä argon-isotooppeja uusien isotooppien ja alkuaineiden saamiseksi ydinreaktioiden aikana.
Teollisuudessa kaasua saadaan erottamalla ilma hapeksi ja typeksi. Tämän seurauksena kaasua syntyy sivutuotteena. Tätä varten käytetään erityisiä teollisia laitteita kaksinkertaiseen oikaisuun kahdella kolonnilla.korkea ja matala paine sekä välilauhdutin-haihdutin. Lisäksi ammoniakin tuotannon jätteitä voidaan käyttää argonin valmistukseen.
Soveltamisala
Argonin alueella on useita alueita:
- elintarviketeollisuus;
- metallurgia;
- tieteellinen tutkimus ja kokeet;
- hitsaus;
- elektroniikka;
- autoteollisuus.
Tämä neutraali kaasu on sähkötassujen sisällä, mikä hidastaa sisällä olevan volframikäämin haihtumista. Tämän ominaisuuden vuoksi tähän kaasuun perustuvaa hitsauskonetta käytetään laaj alti. Argonin avulla voit yhdistää luotettavasti alumiinista ja duralumiinista valmistettuja osia.
Kaasua käytettiin laajasti suojaavan ja inertin ilmakehän luomisessa. Tämä on yleensä tarpeen sellaisten metallien lämpökäsittelyssä, jotka ovat helposti alttiina hapettumiselle. Kiteet kasvavat hyvin argonilmakehässä puolijohdeelementtien tai ultrapuhtaiden materiaalien tuottamiseksi.
Argonin käytön edut ja haitat hitsauksessa
Hitsauksen alalla argonilla on tiettyjä etuja. Ensinnäkin metalliosat eivät kuumene niin paljon hitsauksen aikana. Näin vältetään muodonmuutos. Muita etuja ovat:
- luotettava hitsaussuojaus;
- argonhitsausnopeus on suuruusluokkaa suurempi;
- prosessia on helppo hallita;
- hitsaus voidaan mekanisoida tai täysin automatisoida;
- mahdollisuusyhdistä osia erilaisista metalleista.
Samaan aikaan hitsausargonilla on myös useita haittoja:
- Hitsaus tuottaa ultraviolettisäteilyä;
- korkean ampeerin kaari vaatii korkealaatuista jäähdytystä;
- kovaa työtä ulkona tai vetona.
Argonhitsauksen merkitystä on kuitenkin vaikea aliarvioida niin monien etujen vuoksi.
Varotoimenpiteet
Ole varovainen käyttäessäsi argonia. Vaikka kaasu on myrkytön, se voi aiheuttaa tukehtumisen korvaamalla happea tai nesteyttämällä sen. Siksi on erittäin tärkeää säätää O2ilmassa (vähintään 19 %) erikoisinstrumenteilla, manuaalisesti tai automaattisesti.
Nestekaasun kanssa työskentely vaatii äärimmäistä varovaisuutta, koska argonin alhainen lämpötila voi aiheuttaa vakavia ihon paleltumia ja silmäkuoren vaurioita. Suojalaseja ja suojavaatetusta tulee käyttää. Henkilöiden, joiden on työskenneltävä argonilmakehässä, tulee käyttää kaasunaamareita tai muita eristäviä happilaitteita.
