氩(Argon),元素符号Ar。原子序数为18,非金属元素,有24种同位素,40Ar、36Ar、38Ar是稳定的,其中40Ar占99.6%。氩是单原子分子,单质为气体。
化学特性:氩不能燃烧,也不能助燃,化学性质极不活泼,一般不与其它元素化合。
物理特性:氩在通常条件下为无色、无味气体。氩通电之后发出红紫色的光。熔点:-.2℃,沸点:-.7℃,气体密度:1.g/L。水中溶解度:33.6cm3/L。
氩的发现瑞利
年:由亨利·卡文迪什制备出来,但却没发现这是一种新的元素。年:H.F.纽厄尔和W.N.哈特莱从两个独立的实验中观测空气的颜色光谱时,发现光谱中存在已知元素光谱无法解释的谱线,但并没有意识到那就是氩气。4年:约翰·威廉·斯特拉斯和苏格兰的化学家威廉·拉姆齐通过实验确定氩是一种新元素。他们主要是先从空气样本中去除氧、二氧化碳、水汽等后得到的氮气与从氨分解出的氮气比较,结果发现从氨里分解出的氮气比从空气中得到的氮气轻1.5%。虽然这个差异很小,但是已经大到误差的范围之外。所以他们认为空气中应该含以一种不为人知的新气体,而那个新气体就是氩气。4年:英国科学协会在牛津开会,瑞利作报告,根据马丹主席的建议,把新的气体叫做argon(希腊文意思就是“不工作”、“懒惰”)。元素符号Ar。当然,当时发现的氩,实际上是氩和其他惰性气体的混合气体,正是因为氩在空气中存在的惰性气体的含量占绝对优势,所以它作为惰性气体的代表被发现。年:氩的化学符号从"A"改为"Ar",并一直使用至今。
氩的来源氩气在自然界中的存在形式主要有两种:一种是空气中的氩气,在空气中的含量以体积计算为0.%,而以质量计算为1.29%,是地球上最丰富的稀有气体之一;另一种是地壳中的氩气,主要分布在岩石和地下水中。
通常氩气是利用空气分离,将液化空气蒸馏获得的,再经过进一步净化,就可以得到高纯氩。液氩是将高纯氩气压缩成液态气体,储存在杜瓦罐中。高纯氩气的国家标准是GB/T-,纯度要求达到99.%以上。
氩的用途氩
氩气主要由它特有的“惰性”衍生出各种用途,除此之外其他的一些特性如色谱、低导热性等也有部分用途。金属加工:1、铝业:用来替代空气或氮气,在铝的制造过程中产生惰性气氛;在脱气过程中帮助去除不需要的可溶气体;以及去除熔铝中溶解氢气和其他颗粒。2、炼钢:用于置换气体或蒸气并防止工艺流程中的氧化;用于搅拌钢水来保持恒定的温度和同一的成分;在脱气过程中帮助去除不需要的可溶气体;作为载体气体,氩可以用层析法来确定样品的成分;氩还能用于不锈钢精炼中使用的氩氧脱碳工艺(AOD),目的是去除一氧化碳和减少铬的损失。3、保护气:氩在焊接中用作惰性保护气,可以避免合金元素的烧损以及由此而产生的其他焊接缺陷,从而使焊接过程中的冶金反应变得简单而易于控制,以确保焊接的高质量;在金属和合金的退火及辊轧中提供无氧无氮保护。4、特种金属的冶炼:锂、铍、铀、钚、钛、锆、铪、铌、钽等原子核及空间工业方面所需的稀有金属进行还原反应时,要用氩气作环境气体。照明:1、氩灯:氩灯里填充的是纯氩气。这种灯光度较弱,耗电量低,比信号灯便宜。2、霓虹灯:在通电状态下,氩气能发出蓝紫光。在氖灯中制造蓝光。因此,把氩和其它几种能发出颜色的气体一起充入灯泡,霓虹灯就是这样制作出来的。
3、灯的填充气体:用于白枳灯和荧光灯泡的充气。因为氩即使在高温下也不会与灯丝发生化学作用,从而延长灯丝的寿命。
医药学领域:1、手术室:可以用于保持手术室的清洁和干燥。2、医用氩气刀:氩在医学中也有应用,就是氩气刀。氩气刀是利用氩在高频电流的作用下发生电离,而后产生的氩等离子体具有导电性,可以把电流从高频输出电极导向组织。这种方法既能避免电极和组织直接接触,又能保证电流可以灵活地进入组织的每一个角落。高频电流接触组织后,将通过热效应使组织失活和凝固。主要用于治疗肿瘤,也可用于连接动脉和治疗眼睛的缺陷等。3、药物保护:氩可以用于保护一些静脉内的治疗的药物,举个例子,像是对乙酰氨基酚,这也是防止药物受到氧气的破坏。科学研究:1、原子物理和核物理学:氩气可以用于研究原子物理学和核物理学的基本过程,提供了一种重要的研究工具。2、大气物理学:氩气在大气物理学研究中有着重要的作用,可以用于研究大气层中的各种气象现象。3、测定地下水、冰层和火成岩的年龄:氩-39有年的半衰期,可以用于测定地下水和冰层的年龄,而钾-氩年代测定法适用钾-40衰变成氩-40的过程来用于测定火成岩的年龄。其它各方面:1、灭火:氩气可以用作精密仪器的灭火器。避免它们被氧气和二氧化碳污染。用氩气灭火的好处是几乎不会破坏任何火场的物品,通常在火场有特殊仪器时才使用。2、石墨电熔炉中的保护气体:以免它被氧化。3、文物保护:在博物馆里,会在一些重要文物的玻璃专柜里填充氩气,避免氧化。4、硅、锗的精炼和单晶的制备:半导体材料硅、锗的精炼和单晶的制备要用氩气作环境气体,保护成长中的硅晶体和锗晶体。5、酿酒:在酿酒的过程中,向啤酒桶里填充氩气,可以把氧气置换,以避免啤酒桶里的原料被氧化成乙酸。6、溅镀:在真空环境下,通入适当的氩气(或其他惰性气体)作为媒介,靠氩气加速撞击靶材,使靶材表面原子被撞击出来,并在表面形成镀膜。7、气体放电管:气体放电管指作过电压保护用的避雷管或天线开关管一类,管内有两个或多个电极,充有一定量的氩气(或其他惰性气体)。作为间隙式的防雷保护元件,它用在通信系统的防雷保护。8、低传热双层玻璃:窗户的双层玻璃也可以充氩。高层大厦的窗户一般需要安装中空玻璃,玻璃之间充入氩气,能够隔绝一些外界的热量,从而大大降低窗户玻璃的导热效率。住在里面,可以减少热量损失。据媒体报道,高铁的玻璃也是双层充氩气的。9、潜水装置:氩气在水肺潜水中可以用来作为膨胀潜水衣的气体。氩气还可以在水肺中代替氮气(吸收纯氧对身体不好,因此水肺中要添加其他气体),因为氮气在高压下会溶进血液里而造成氮麻醉,氩气则可以减轻这种症状。10、武器冷却:用于冷却AIM-9响尾蛇导弹的追踪器,将氩以高压储存,当释放气体时就可以带走一些热量。
氩的危害一般来说,氩气是对身体毫无危害的,但在高浓度时有窒息作用。当空气中氩气浓度高于33%时就有窒息的危险,当氩气浓度超过50%时,出现严重症状,浓度达到75%以上时,能在数分钟内死亡。液态氩可能造成爆炸及冻伤。
结语氩气是一种惰性气体,随着人们对其应用价值的认识不断提高,其在生活中的作用越来越重要。如果您知道或者发现氩还有哪些应用,欢迎留言跟大家一起分享!