همه ما می دانیم که آرگون برای جوش دادن فلزات مختلف استفاده می شود، اما همه به این فکر نکرده اند که این عنصر شیمیایی چیست. در این میان، تاریخ آن پر از حوادث است. به طور واضح، آرگون یک نسخه استثنایی از جدول تناوبی مندلیف است که هیچ مشابهی ندارد. خود دانشمند در آن زمان تعجب کرد که چگونه می تواند به اینجا برسد.
تقریباً 0.9٪ از این گاز در جو وجود دارد. مانند نیتروژن، طبیعت خنثی، بی رنگ و بی بو است. برای حفظ زندگی مناسب نیست، اما در برخی از زمینه‌های فعالیت انسانی غیرقابل جایگزین است.
کمی انحراف در تاریخ
برای اولین بار توسط یک انگلیسی و فیزیکدان با تحصیلات G. Cavendish کشف شد که متوجه وجود چیزی جدید و مقاوم در برابر حملات شیمیایی در هوا شد. متأسفانه، کاوندیش هرگز ماهیت گاز جدید را یاد نگرفت. کمی بیش از صد سال بعد، دانشمند دیگری به نام جان ویلیام استرات متوجه این موضوع شد. او به این نتیجه رسید که نیتروژن هوا حاوی مقداری گاز با منشا ناشناخته است، اما نتوانست بفهمد که آیا این گاز آرگون است یا چیز دیگری.
در همان زمان، گاز با فلزات مختلف، کلر، اسیدها، قلیاها واکنش نشان نداد. یعنی از نظر شیمیایی ماهیت خنثی داشت. شگفتی دیگر کشف این بود که یک مولکول گاز جدید فقط شامل یک اتم است. و در آن زمان، ترکیب مشابهی از گازها هنوز ناشناخته بود.
اعلان عمومی گاز جدید بسیاری از دانشمندان از سراسر جهان را شوکه کرد - چگونه می توانید گاز جدید موجود در هوا را در طول بسیاری از مطالعات و آزمایشات علمی نادیده بگیرید؟! اما همه دانشمندان، از جمله مندلیف، به این کشف اعتقاد نداشتند. با قضاوت بر اساس جرم اتمی گاز جدید (39، 9)، باید بین پتاسیم (39، 1) و کلسیم (40، 1) قرار گیرد، اما موقعیت قبلا گرفته شده است.
همانطور که گفته شد، آرگون گازی با سابقه غنی و کارآگاهی است. مدتی فراموش شد، اما پس از کشف هلیوم، گاز جدید رسما به رسمیت شناخته شد. تصمیم گرفته شد که یک موقعیت صفر جداگانه برای آن در نظر گرفته شود که بین هالوژن ها و فلزات قلیایی قرار دارد.
خواص
در میان سایر گازهای بی اثری که در گروه سنگین قرار می گیرند، آرگون سبک ترین محسوب می شود. جرم آن 1.38 برابر از وزن هوا بیشتر است. گاز در دمای -185.9 درجه سانتیگراد به حالت مایع می رود و در -189.4 درجه سانتیگراد و فشار معمولی جامد می شود.
آرگون با هلیوم و نئون تفاوت دارد زیرا می تواند در آب حل شود - در دمای 20 درجه به مقدار 3.3 میلی لیتر در هر صد گرم مایع. اما در تعدادی از محلول های آلی، گاز بهتر حل می شود. برخورد جریان الکتریکی باعث درخشش آن می شود و به همین دلیل گسترده شده استبرای تجهیزات روشنایی اعمال شود.
زیست شناسان خاصیت مفید دیگری را کشف کرده اند که آرگون دارد. این نوعی محیط است که در آن گیاه احساس خوبی دارد، همانطور که توسط آزمایشات ثابت شده است. بنابراین، با قرار گرفتن در فضای گاز، دانه های کاشته شده برنج، ذرت، خیار و چاودار جوانه های خود را دادند. در فضایی متفاوت، جایی که 98 درصد آرگون و 2 درصد اکسیژن، سبزیجاتی مانند هویج، کاهو و پیاز به خوبی جوانه می زنند.
آنچه به ویژه مشخص است، محتوای این گاز در پوسته زمین بسیار بیشتر از سایر عناصر گروه خود است. مقدار تقریبی آن 0.04 گرم در تن است. این مقدار 14 برابر هلیوم و 57 برابر مقدار نئون است. در مورد جهان اطراف ما، حتی بیشتر از آن وجود دارد، به خصوص در ستارگان مختلف و در سحابی ها. بر اساس برخی تخمین ها، آرگون در فضا بیشتر از کلر، فسفر، کلسیم یا پتاسیم است که در زمین به وفور یافت می شود.
گرفتن بنزین
آرگون در سیلندرها، که اغلب در آن با آن مواجه می شویم، منبعی پایان ناپذیر است. علاوه بر این، در هر صورت، به دلیل عدم تغییر در شرایط فیزیکی و شیمیایی، به اتمسفر باز می گردد. یک استثنا ممکن است موارد مصرف مقدار کمی از ایزوتوپ های آرگون برای به دست آوردن ایزوتوپ ها و عناصر جدید در جریان واکنش های هسته ای باشد.
در صنعت، گاز از جداسازی هوا به اکسیژن و نیتروژن به دست می آید. در نتیجه، گاز به عنوان یک محصول جانبی متولد می شود. برای این کار از تجهیزات صنعتی ویژه برای یکسوسازی دوگانه با دو ستون استفاده می شود.فشار بالا و پایین و کندانسور اواپراتور میانی. علاوه بر این، از ضایعات تولید آمونیاک می توان برای تولید آرگون استفاده کرد.
دامنه کاربرد
دامنه آرگون دارای چندین حوزه است:
- صنایع غذایی؛
- متالورژی;
- تحقیقات و آزمایشات علمی؛
- جوشکاری;
- الکترونیک؛
- صنعت خودرو.
این گاز خنثی در داخل پنجه های الکتریکی است که تبخیر سیم پیچ تنگستن داخل آن را کند می کند. با توجه به این خاصیت، دستگاه جوش مبتنی بر این گاز بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. آرگون به شما امکان می دهد تا قطعات ساخته شده از آلومینیوم و دورالومین را با اطمینان به هم متصل کنید.
گاز به طور گسترده ای برای ایجاد یک فضای محافظ و بی اثر استفاده می شد. این معمولاً برای عملیات حرارتی آن دسته از فلزاتی که به راحتی در معرض اکسیداسیون هستند ضروری است. کریستال ها در فضای آرگون به خوبی رشد می کنند تا عناصر نیمه هادی یا مواد فوق خالص تولید کنند.
مزایا و معایب استفاده از آرگون در جوشکاری
با توجه به ناحیه جوشکاری، آرگون مزایای خاصی دارد. اول اینکه قطعات فلزی در حین جوشکاری زیاد گرم نمی شوند. این از تغییر شکل جلوگیری می کند. مزایای دیگر عبارتند از:
- محافظت جوش قابل اعتماد؛
- سرعت جوشکاری آرگون یک مرتبه بالاتر است؛
- کنترل آسان است؛
- جوشکاری می تواند مکانیزه یا کاملاً خودکار باشد؛
- فرصتاتصال قطعات از فلزات غیر مشابه.
در عین حال، جوشکاری آرگون شامل تعدادی از معایب نیز می شود:
- جوشکاری تابش فرابنفش تولید می کند؛
- قوس با آمپر بالا به خنک کننده با کیفیت بالا نیاز دارد؛
- کار سخت در خارج از منزل یا پیش نویس.
با این وجود، با مزایای بسیار، دست کم گرفتن اهمیت جوش آرگون دشوار است.
احتیاطات
در استفاده از آرگون مراقب باشید. اگرچه این گاز غیر سمی است، اما می تواند با جایگزینی اکسیژن یا مایع شدن آن باعث خفگی شود. بنابراین، کنترل صدای O2در هوا (حداقل 19٪) با استفاده از ابزارهای خاص، دستی یا خودکار بسیار مهم است.
کار با گاز مایع نیاز به احتیاط شدید دارد، زیرا دمای پایین آرگون می تواند باعث یخ زدگی شدید پوست و آسیب به پوسته چشم شود. باید از عینک و لباس محافظ استفاده شود. افرادی که نیاز به کار در فضای آرگون دارند باید از ماسک های گاز یا سایر دستگاه های اکسیژن عایق استفاده کنند.
