О советском/российском предприятии см. НИИ «Аргон».
Аргон | |||
---|---|---|---|
← Хлор | Калий → | |||
|
|||
Внешний вид простого вещества | |||
Свечение аргона в газоразрядной трубке |
|||
Свойства атома | |||
Название, символ, номер | Арго́н / Argon (Ar), 18 | ||
Группа, период, блок |
18 (устар. 8), 3, p-элемент |
||
Атомная масса (молярная масса) |
39,948(1)[1][2] а. е. м. (г/моль) | ||
Электронная конфигурация |
[Ne] 3s23p6 1s22s22p63s23p6 |
||
Радиус атома | ? (71)[3] пм | ||
Химические свойства | |||
Ковалентный радиус | 106[3] пм | ||
Радиус иона | 154[3] пм | ||
Электроотрицательность | 4,3 (шкала Полинга) | ||
Электродный потенциал | 0 | ||
Степени окисления | 0 | ||
Энергия ионизации (первый электрон) |
1519,6(15,76) кДж/моль (эВ) | ||
Термодинамические свойства простого вещества | |||
Плотность (при н. у.) | 1,784⋅10−3 г/см³ | ||
Плотность при т. п. | 1,40 г/см³ | ||
Температура плавления | 83,81 K (−189,34 °C) | ||
Температура кипения | 87,3 K (−185,85 °C) | ||
Уд. теплота плавления | 7,05 кДж/моль | ||
Уд. теплота испарения | 6,45 кДж/моль | ||
Молярная теплоёмкость | 20,79[4] Дж/(K·моль) | ||
Молярный объём | 22,4⋅103 см³/моль | ||
Кристаллическая решётка простого вещества | |||
Структура решётки | Кубическая гранецентрированая | ||
Параметры решётки | 5,260 Å | ||
Температура Дебая | 85 K | ||
Прочие характеристики | |||
Теплопроводность | (300 K) 0,0164 Вт/(м·К) | ||
Номер CAS | 7440-37-1 |
Арго́н (химический символ — Ar, от лат. Argon) — химический элемент 18-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы восьмой группы, VIIIA) третьего периода периодической системы Д. И. Менделеева, с атомным номером 18.
Простое вещество аргон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Является третьим по распространённости химическим элементом в воздухе земной атмосферы (после азота и кислорода) — 0,93 % по объёму.
История[править | править код]
История открытия аргона начинается в 1785 году, когда английский физик и химик Генри Кавендиш, изучая состав воздуха, решил установить, весь ли азот воздуха окисляется. В течение многих недель он подвергал воздействию электрического разряда смесь воздуха с кислородом в U-образных трубках, в результате чего в них образовывались всё новые порции бурых оксидов азота, которые исследователь периодически растворял в щёлочи. Через некоторое время образование окислов прекратилось, но после связывания оставшегося кислорода остался пузырёк газа, объём которого не уменьшался при длительном воздействии электрических разрядов в присутствии кислорода. Кавендиш оценил объём оставшегося газового пузыря в 1/120 от первоначального объёма воздуха[5][6][7]. Разгадать загадку пузыря Кавендиш не смог, поэтому прекратил своё исследование и даже не опубликовал его результатов. Только спустя много лет английский физик Джеймс Максвелл собрал и опубликовал неизданные рукописи и лабораторные записки Кавендиша.
Дальнейшая история открытия аргона связана с именем Рэлея, который несколько лет посвятил исследованиям плотности газов, особенно азота. Оказалось, что литр азота, полученного из воздуха, весил больше литра «химического» азота (полученного путём разложения какого-либо азотистого соединения, например, закиси азота, окиси азота, аммиака, мочевины или селитры) на 1,6 мг (масса первого была равна 1,2521 г, а второго — 1,2505 г). Эта разница была не так уж мала, чтобы можно было её отнести на счёт ошибки опыта. К тому же она постоянно повторялась независимо от источника получения химического азота[5].
Не придя к разгадке, осенью 1892 года Рэлей в журнале «Nature» опубликовал письмо к учёным с просьбой дать объяснение тому факту, что в зависимости от способа выделения азота он получал разные величины плотности. Письмо прочли многие учёные, однако никто не был в состоянии ответить на поставленный в нём вопрос[5][6].
У известного уже в то время английского химика Уильяма Рамзая также не было готового ответа, но он предложил Рэлею своё сотрудничество. Интуиция побудила Рамзая предположить, что азот воздуха содержит примеси неизвестного и более тяжёлого газа, а Дьюар обратил внимание Рэлея на описание старинных опытов Кавендиша (которые уже были к этому времени опубликованы)[6].
Пытаясь выделить из воздуха скрытую составную часть, каждый из учёных пошёл своим путём. Рэлей повторил опыт Кавендиша в увеличенном масштабе и на более высоком техническом уровне. Трансформатор под напряжением 6000 вольт посылал в 50-литровый колокол, заполненный азотом, сноп электрических искр. Специальная турбина создавала в колоколе фонтан брызг раствора щёлочи, поглощающих окислы азота и примесь углекислоты. Оставшийся газ Рэлей высушил и пропустил через фарфоровую трубку с нагретыми медными опилками, задерживающими остатки кислорода. Опыт длился несколько дней[5].
Рамзай воспользовался открытой им способностью нагретого металлического магния поглощать азот, образуя твёрдый нитрид магния. Многократно пропускал он несколько литров азота через собранный им прибор. Через 10 дней объём газа перестал уменьшаться, следовательно, весь азот оказался связанным. Одновременно путём соединения с медью был удалён кислород, присутствовавший в качестве примеси к азоту. Этим способом Рамзаю в первом же опыте удалось выделить около 100 мл нового газа[5].
Итак, был открыт новый газ. Стало известно, что он тяжелее азота почти в полтора раза и составляет 1/80 часть объёма воздуха. Рамзай при помощи акустических измерений нашёл, что молекула нового газа состоит из одного атома — до этого подобные газы в устойчивом состоянии не встречались. Отсюда следовал очень важный вывод — раз молекула одноатомна, то, очевидно, новый газ представляет собой не сложное химическое соединение, а простое вещество[5].
Много времени затратили Рамзай и Рэлей на изучение его реакционной способности по отношению ко многим химически активным веществам. Но, как и следовало ожидать, пришли к выводу: их газ совершенно недеятелен. Это было ошеломляюще — до той поры не было известно ни одного настолько инертного вещества[5].
Большую роль в изучении нового газа сыграл спектральный анализ. Спектр выделенного из воздуха газа с его характерными оранжевыми, синими и зелёными линиями резко отличался от спектров уже известных газов. Уильям Крукс, один из виднейших спектроскопистов того времени, насчитал в его спектре почти 200 линий. Уровень развития спектрального анализа на то время не дал возможности определить, одному или нескольким элементам принадлежал наблюдаемый спектр. Несколько лет спустя выяснилось, что Рамзай и Рэлей держали в своих руках не одного незнакомца, а нескольких — целую плеяду инертных газов[5].
7 августа 1894 года в Оксфорде, на собрании Британской ассоциации физиков, химиков и естествоиспытателей, было сделано сообщение об открытии нового элемента, который был назван аргоном. В своём докладе Рэлей утверждал, что в каждом кубическом метре воздуха присутствует около 15 г открытого газа (1,288 % по массе)[5][6]. Слишком невероятен был тот факт, что несколько поколений учёных не заметили составной части воздуха, да ещё и в количестве целого процента. В считанные дни десятки естествоиспытателей из разных стран проверили опыты Рамзая и Рэлея. Сомнений не оставалось: воздух содержит аргон[5].
Через 10 лет, в 1904 году, Рэлей за исследования плотностей наиболее распространённых газов и открытие аргона получает Нобелевскую премию по физике, а Рамзай за открытие в атмосфере различных инертных газов — Нобелевскую премию по химии[5].
Происхождение названия[править | править код]
По предложению доктора Медана (председателя заседания, на котором был сделан доклад об открытии) Рэлей и Рамзай дали новому газу имя «аргон» (от др.-греч. ἀργός — ленивый, медленный, неактивный). Это название подчёркивало важнейшее свойство элемента — его химическую неактивность[5].
Распространённость[править | править код]
Во Вселенной[править | править код]
Содержание аргона в мировой материи мало́ и оценивается приблизительно в 0,02 % по массе[8].
Аргон (вместе с неоном) наблюдается на некоторых звёздах и в планетарных туманностях. В целом его в космосе больше, чем кальция, фосфора, хлора, в то время как на Земле существуют обратные отношения[9].
Распространение в природе[править | править код]
Аргон — третий по содержанию после азота и кислорода компонент воздуха, его среднестатистическое содержание в атмосфере Земли составляет 0,934 % по объёму и 1,288 % по массе[6][9], его запасы в атмосфере оцениваются в 4⋅1014 т[4][6]. Аргон — самый распространённый инертный газ в земной атмосфере, в 1 м3 воздуха содержится 9,34 л аргона (для сравнения: в том же объёме воздуха содержится 18,2 мл неона, 5,2 мл гелия, 1,1 мл криптона, 0,09 мл ксенона)[6][9].
Содержание аргона в литосфере — 4⋅10−6 % по массе[4]. В каждом литре морской воды растворено 0,3 мл аргона, в пресной воде его содержится (5,5—9,7)⋅10−5 %. Его содержание в Мировом океане оценивается в 7,5⋅1011 т, а в изверженных породах земной оболочки — 16,5⋅1011 т[9]. Практически весь аргон в земной атмосфере является радиогенным, поскольку естественный радиоактивный изотоп калия 40K с вероятностью около 11 % претерпевает электронный захват, дочерним продуктом этого канала распада является стабильный 40Ar, наиболее распространённый среди естественных изотопов аргона. Также, в 0,001 % случаев 40K претерпевает позитронный распад, образуя 40Ar. Однако основной канал распада (вероятность примерно 89 %) 40K — β–-распад, в результате которого образуется чётно-чётный и стабильный изотоп кальций-40, а также излучаются электрон и электронное антинейтрино. Природная радиоактивность калия из-за присутствия калия-40 не представляет опасности для жизни и здоровья.
Определение[править | править код]
Качественно аргон обнаруживают с помощью эмиссионного спектрального анализа, основные характеристические линии — 434,80 и 811,53 нм. При количественном определении сопутствующие газы (O2, N2, H2, CO2) связываются специфичными реагентами (Ca, Cu, MnO, CuO, NaOH) или отделяются с помощью поглотителей (например, водных растворов органических и неорганических сульфатов). Отделение от других инертных газов основано на различной адсорбируемости их активированным углём. Используются методы анализа, основанные на измерении различных физических свойств (плотности, теплопроводности и др.), а также масс-спектрометрические и хроматографические методы анализа[4].
Физические свойства[править | править код]
Аргон — одноатомный газ с температурой кипения (при нормальном давлении) −185,9 °C (немного ниже, чем у кислорода, но немного выше, чем у азота). В 100 мл воды при 20 °C растворяется 3,3 мл аргона, в некоторых[каких?] органических растворителях аргон растворяется значительно лучше, чем в воде. Плотность при нормальных условиях составляет 1,7839 кг/м3.
Химические свойства[править | править код]
Пока известно/получено только 1 метастабильное химическое соединение аргона — гидрофторид аргона, которое существует только при очень низких температурах и получено фотолизом фтороводорода на твердой аргоновой матрице [10] [1] (наподобие соединения гелия с натрием, которое существует только при очень высоком давлении).
Кроме того, аргон (как и гелий, неон, например) образует эксимерные молекулы (крайне нестабильные), то есть молекулы, у которых устойчивы возбуждённые электронные состояния и неустойчиво основное состояние. Например, при электрическом возбуждении смеси аргона и хлора возможна газофазная реакция с образованием ArCl.
Не исключено, что будут получены другие валентные соединения аргона с фтором и кислородом, которые тоже должны быть крайне неустойчивыми/метастабильными. Также со многими веществами, между молекулами которых действуют водородные связи (водой, фенолом, гидрохиноном и другими), образует, как и неон, например, соединения включения (клатраты), где атом аргона, как своего рода «гость», находится в полости, образованной в кристаллической решётке молекулами вещества-хозяина, например, Ar·6H2O (удерживается силами Ван-дер-Ваальса, а не химической связью с атомами).
Предполагается химическое соединение [того же типа, что и гидрофторид аргона] CU(Ar)O из соединения урана с углеродом и кислородом CUO[11] [2].
Вероятно ещё существование соединений со связями Ar—Si и Ar—C: FArSiF3 и FArCCH.
Изотопы[править | править код]
Аргон представлен в земной атмосфере тремя стабильными изотопами: 36Ar (0,337 %), 38Ar (0,063 %), 40Ar (99,600 %)[6][9]. Почти вся масса тяжёлого изотопа 40Ar возникла на Земле в результате распада радиоактивного изотопа калия 40K (содержание этого изотопа в изверженных породах в среднем составляет 3,1 г/т). Распад радиоактивного калия идёт по двум направлениям одновременно:
Первый процесс (обычный β-распад) протекает в 88 % случаев и ведёт к возникновению стабильного изотопа кальция. Во втором процессе, где участвуют 12 % атомов, происходит электронный захват, в результате чего образуется тяжёлый изотоп аргона. Одна тонна калия, содержащегося в горных породах или водах, в течение года генерирует приблизительно 3100 атомов аргона. Таким образом, в минералах, содержащих калий, постепенно накапливается 40Ar, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.
Вероятные источники происхождения изотопов 36Ar и 38Ar — неустойчивые продукты спонтанного деления тяжёлых ядер, а также реакции захвата нейтронов и альфа-частиц ядрами лёгких элементов, содержащихся в урано-ториевых минералах.
Подавляющая часть космического аргона состоит из изотопов 36Ar и 38Ar. Это вызвано тем обстоятельством, что калий распространён в космосе примерно в 50 000 раз меньше, чем аргон (на Земле калий преобладает над аргоном в 660 раз). Примечателен произведенный геохимиками подсчёт: вычтя из аргона земной атмосферы радиогенный 40Ar, они получили изотопный состав, очень близкий к составу космического аргона[9].
Получение[править | править код]
В промышленности аргон получают как побочный продукт при крупномасштабном разделении воздуха на кислород и азот. При температуре −185,9 °C (87,3K) аргон конденсируется, при −189,35 °C (83,8K) — кристаллизуется.
Ввиду близости температур кипения аргона и кислорода (90 K) разделение этих фракций ректификационным способом затруднительно. Аргон считается посторонней примесью, допускаемой только в техническом кислороде чистотой 96 %.
Применение[править | править код]
Заполненная аргоном и парами ртути газоразрядная трубка
Ниже перечислены области применения аргона:
- в аргоновых лазерах;
- в качестве газонаполнителя ламп накаливания и при заполнении внутреннего пространства стеклопакетов;
- в качестве защитной среды при сварке (дуговой, лазерной, контактной и т. п.) как металлов (например, титана), так и неметаллов;
- в качестве плазмы в плазматронах при сварке и резке;
- в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки E938, в качестве пропеллента и упаковочного газа;
- в качестве огнетушащего вещества в газовых установках пожаротушения;
- в медицине во время операций для очистки воздуха и разрезов, так как аргон не образует химических соединений при комнатной температуре;
- в качестве составной части атмосферы эксперимента «Марс-500»[12] с целью снижения уровня кислорода для предотвращения пожара на борту космического корабля при путешествии на Марс;
- в дайвинге из-за низкой теплопроводности аргон применяется для поддува сухих гидрокостюмов, однако есть ряд недостатков, например, высокая цена газа (кроме этого, нужна отдельная система для аргона);
- в химическом синтезе для создания инертной атмосферы при работе с нестабильными на воздухе соединениями.
Биологическая роль[править | править код]
Аргон не играет заметной биологической роли.
- Физиологическое действие
Инертные газы обладают физиологическим действием, которое проявляется в их наркотическом воздействии на организм. Наркотический эффект от вдыхания аргона проявляется только при барометрическом давлении свыше 0,2 МПа (2 атм)[13]. В 2014 году WADA признала аргон допингом[14][15].
Содержание аргона в высоких концентрациях во вдыхаемом воздухе может вызвать головокружение, тошноту, рвоту, потерю сознания и смерть от асфиксии (в результате кислородного голодания)[16].
Примечания[править | править код]
- ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047—1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
- ↑ Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights Atomic Weight of Argon
- ↑ 1 2 3 Size of argon in several environments (англ.). www.webelements.com. Дата обращения: август 2009. Архивировано 12 июня 2009 года.
- ↑ 1 2 3 4 Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 194. — 623 с. — 100 000 экз.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Финкельштейн Д. Н. Глава II. Открытие инертных газов и периодический закон Менделеева // Инертные газы. — 2-е изд. — М.: Наука, 1979. — С. 30—38. — 200 с. — (Наука и технический прогресс). — 19 000 экз.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Фастовский В. Г., Ровинский А., Петровский Ю. В. Глава первая. Открытие. Происхождение. Распространённость. Применение // Инертные газы. — 2-е изд. — М.: Атомиздат, 1972. — С. 3—13. — 352 с. — 2400 экз.
- ↑ Mary Elvira Weeks. XVIII. The inert gases // Discovery of the elements: collected reprints of a series of articles published in the Journal of Chemical Education (англ.). — 3rd ed. rev. — Kila, MT: Kessinger Publishing, 2003. — P. 286—288. — 380 p. — ISBN 0766138720 9780766138728.
- ↑ Argon: geological information (англ.). www.webelements.com. Дата обращения: 9 августа 2009. Архивировано 1 мая 2009 года.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Финкельштейн Д. Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — 2-е изд. — М.: Наука, 1979. — С. 76—110. — 200 с. — (Наука и технический прогресс). — 19 000 экз.
- ↑ 118 элементов. Глава 18: ленивый газ и «несуществующие» молекулы – Mendeleev.info. Дата обращения: 16 марта 2022. Архивировано 27 апреля 2022 года.
- ↑ Jun Li, Bruce E. Bursten, Binyong Liang, Lester Andrews. Noble Gas–Actinide Compounds: Complexation of the CUO Molecule by Ar, Kr, and Xe Atoms in Noble Gas Matrices (англ.) // Science. — 2002. — Vol. 295, iss. 5563. — P. 2242—2245. — doi:10.1126/science.1069342.
- ↑ Снежана Шабанова. Инертные опыты на людях. Проект «Марс-500» (16 апреля 2008). Дата обращения: 26 февраля 2012. Архивировано 6 марта 2016 года.
- ↑ Павлов Б. Н. Проблема защиты человека в экстремальных условиях гипербарической среды обитания (недоступная ссылка — история). www.argonavt.com (15 мая 2007). Дата обращения: 6 августа 2009. Архивировано 21 августа 2011 года.
- ↑ Gas used by Russian Sochi 2014 medallists banned Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine.
- ↑ Сочи-2014. WADA приравняла ингаляции ксенона и аргона к употреблению допинга Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine.
- ↑ Argon (Ar) — Chemical properties, Health and Environmental effects (англ.). www.lenntech.com. Дата обращения: 6 августа 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
Ссылки[править | править код]
- Вуколов С. П. Аргон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- CTPETT (Strutt), Дж. У., лорд Рэлей (Lord Rayleigh)
- Аргон на Webelements
- Аргон в Популярной библиотеке химических элементов
- Химия инертных газов — библиотечка журнальных статей «Всякая всячина»
- Термодинамические и переносные свойства аргона (недоступная ссылка)
- Аргон
- химический элемент периодической системы Д. И. Менделеева, инертный газ, атомный номер 18, атомная масса 39,948. Объемная концентрация аргона в воздухе 0,9325% об. или 1,2862% вес. Аргон тяжелее воздуха, плотность 1,78 кг/м3 при нулевой температуре и нормальном давлении. Температура кипения -185,85°C. Обладает низким потенциалом ионизации 15,7 В. С большинством элементов аргон не образует химических соединений, кроме некоторых гидридов. В металлах аргон, как в жидком, так и в твердом состоянии нерастворим. При обычных условиях – бесцветный, негорючий, неядовитый газ, без запаха и вкуса. Химическая формула – Ar.
Содержание
- История открытия
- Способы получения
- Применение
- Применение в сварке
- Вредность и опасность
- Хранение и транспортировка
- Характеристики аргона
- Коэффициенты перевода объема и массы Ar при Т=15°С и Р=0,1 МПа
- Коэффициенты перевода объема и массы Ar при Т=0°С и Р=0,1 МПа
- Аргон в баллоне
- Давление аргона в баллоне при различной температуре
На данный момент известны изотопы аргона с массовыми числами от 29 до 54, но в в земной атмосфере он представлен тремя стабильными изотопами:
- 40Ar (изотопная распространённость 99,600 %)
- 36Ar (изотопная распространённость 0,337 %)
- 38Ar (изотопная распространённость 0,063 %)
История открытия aргона
Аргон был открыт Джоном Уильямом Стреттом (John Strutt) и Сэром Уильямом Рамзаем (Sir William Ramsay) при исследовании азота, полученного из воздуха химическим путем. Несовпадение плотности этого газа при различных способах получения натолкнуло этих ученых на идею о присутствии в воздухе какого-то тяжелого инертного газа, который и был выделен ими в 1894 г. и назван argon, что с греческого переводится как «ленивый», «медлительный», «неактивный».
Способы получения аргона
Аргон получают как побочный продукт, при производстве кислорода и азота из воздуха методом низкотемпературной ректификации (см. получение аргона)
Применение аргона
Наиболее часто аргон применяют:
- как защитный газ при сварке;
- как плёнкообразующий газ при плазменной сварке и резке;
- для вытеснения кислорода и влаги из упаковки при хранении пищевых продуктов, что увеличивает срок их хранения (пищевая добавка Е938);
- как газ для тушения огня в некоторых системах пожаротушения.
Применение аргона в сварке
Аргон применяют в качестве защитной среды при сварке активных и редких металлов (титана, циркония и ниобия) и сплавов на их основе, алюминиевых и магниевых сплавов, а также хромоникелевых коррозионностойких жаропрочных сплавов, легированных сталей различных марок.
Для сварки черных металлов аргон обычно используются в смеси с другими газами – кислородом, гелием, двуокисью углерода или водородом.
Аргон, являясь более тяжелым, чем воздух, своей струей лучше защищает металл при сварке в нижнем положении. Растекаясь по поверхности свариваемого изделия, он защищает достаточно длительно довольно широкую и протяженную зону как расплавленного, так и нагретого при сварке металла.
Низкий ионизационный потенциал аргона помогает получить превосходный профиль сварочного шва и сохранять хорошую и устойчивую дугу от начала до конца. В тоже время, низкий потенциал ионизации является причиной и низкого напряжения на дуге, что снижает тепловую мощность дуги. Для более подробной информации рекомендуем статью о свойствах сварочной дуги в инертных газах – аргоне и гелии.
Применение аргона позволяет повысить температуру сварочной дуги, что улучшает проплавление сварного шва, увеличивая производительность сварки в целом. При этом проплавление приобретает «кинжальную» форму, что дает возможность выполнять однопроходную сварку в щелевую разделку металла больших толщин. При сварке в среде аргона (как и иных инертных газов) минимизируется выгорание активных легирующих элементов, что позволяет использовать более дешевые сварочные проволоки.
При TIG сварке аргон служит защитой не только для сварочной ванны от вредного воздействия воздуха, а также инертной защитой конца электрода.
Для дуговой сварки в целом аргон применяется гораздо чаще, чем гелий, однако при сварке листового алюминия толщиной менее 6 мм аргон рекомендуют смешивать с гелием, чтобы обеспечить нужную теплопроводность. В некоторых случаях аргонно-гелиевые смеси используют для зажигания дуги, после чего сварка происходит в присутствии гелия. Этот метод применяется для сварки толстолистового алюминия вольфрамовым электродом при постоянном токе.
Вредность и опасность аргона
Аргон не оказывает опасного воздействия на окружающую среду, но относится к асфиксантам (удушающий газ). Поскольку газообразный аргон тяжелее воздуха он может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола. При этом снижается содержание кислорода в воздухе, что вызывает кислородную недостаточность и удушье. Поэтому можно сделать вывод, что в больших количествах аргон вреден для организма человека.
Жидкий аргон – низкокипящая жидкость, которая может вызвать обморожение кожи и поражение слизистой оболочки глаз человека.
Хранение и транспортировка аргона
Газообразный и жидкий аргон поставляется по ГОСТ 10157. Хранят и транспортируют газообразный аргон в баллонах по ГОСТ 949 под давлением 15МПа.
Стальные баллоны должны соответствовать ГОСТ 949. Баллон окрашивается в серый цвет с зеленой полосой и зеленой надписью «АРГОН ЧИСТЫЙ».
Возможна транспортировка аргона в жидком виде в специальных цистернах или сосудах Дьюара с последующей его газификацией.
Характеристики аргона
Характеристики Ar представлены в таблицах ниже:
Коэффициенты перевода объема и массы Ar при Т=15°С и Р=0,1 МПа
Масса, кг | Объем | |
---|---|---|
Газ, м3 |
Жидкость, л |
|
1,669 |
1 |
1,197 |
1,394 |
0,835 |
1 |
1 |
0,599 |
0,717 |
Коэффициенты перевода объема и массы Ar при Т=0°С и Р=0,1 МПа
Масса, кг |
Объем |
|
---|---|---|
Газ, м3 |
Жидкость, л |
|
1,784 |
1 |
1,279 |
1,394 |
0,782 |
1 |
1 |
0,561 |
0,717 |
Аргон в баллоне
Наименование |
Объем баллона, л |
Масса газа в баллоне, кг |
Объем газа (м3) при Т=15°С, Р=0,1 МПа |
---|---|---|---|
Ar |
40 |
10,85 |
6,5 |
Благодаря этой таблице теперь можно легко дать ответы на вопросы, которые очень часто задают сварщики:
- Сколько литров в баллоне аргона?
Ответ: 40 литров - Сколько аргона в баллоне 40л?
Ответ: 6,5 м3 или 10,85 кг - Сколько весит баллон с аргоном 40 литров
Ответ:
58,5 кг – масса пустого баллона из углеродистой стали согласно ГОСТ 949;
10,85 – кг масса аргона в баллоне;
Итого: 58,5 + 10,85 = 69,35 кг вес баллона с аргоном.
Давление аргона в баллоне при различной температуре окружающей среды
Температура окружающей среды | Давление в баллоне, МПа |
---|---|
-40 |
10,5 |
-30 |
11,3 |
-20 |
12,2 |
-10 |
12,9 |
0 |
13,7 |
+10 |
14,6 |
+20 |
15,3 |
+30 |
16,0 |
Аргон, свойства атома, химические и физические свойства.
Ar 18 Аргон
39,948(1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Аргон — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 18. Расположен в 18-й группе (по старой классификации — главной подгруппе восьмой группы), третьем периоде периодической системы.
Атом и молекула аргона. Формула аргона. Строение аргона
Изотопы и модификации аргона
Свойства аргона (таблица): температура, плотность, давление и пр.
Физические свойства аргона
Химические свойства аргона. Взаимодействие аргона. Реакции с аргоном
Получение аргона
Применение аргона: аргоновый лазер
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Атом и молекула аргона. Формула аргона. Строение аргона:
Аргон (лат. Argon, от др.-греч. ἀργός – «ленивый, медленный, неактивный») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Ar и атомным номером 18. Расположен в 18-й группе (по старой классификации — главной подгруппе восьмой группы), третьем периоде периодической системы.
Аргон самый лёгкий элемент периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева из группы инертных (благородных) газов.
Аргон – химически инертный неметалл. Химически малоактивен.
Аргон обозначается символом Ar.
Как простое вещество аргон (химическая формула Ar) при нормальных условиях представляет собой одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.
Молекула аргона одноатомна.
Химическая формула аргона Ar.
Электронная конфигурация атома аргона 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Потенциал ионизации (первый электрон) атома аргона равен 1520,57 кДж/моль (15,7596117(5) эВ).
Строение атома аргона. Атом аргона состоит из положительно заряженного ядра (+18), вокруг которого по трем атомным оболочкам движутся 18 электронов. При этом 10 электронов находятся на внутреннем уровне, а 8 электронов – на внешнем. Поскольку аргон расположен в третьем периоде, оболочки всего три. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внешняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Внешний энергетический уровень атома аргона полностью завершен – 8 спаренных электронов. Поэтому аргон химически малоактивен. В свою очередь ядро атома аргона состоит из 18 протонов и 22 нейтронов. Аргон относится к элементам p-семейства.
Радиус атома аргона (вычисленный) составляет 71 пм.
Атомная масса атома аргона составляет 39,948(1) а. е. м.
Аргон – третий по содержанию после азота и кислорода компонент воздуха, его среднестатистическое содержание в атмосфере Земли составляет 0,934 % по объёму и 1,292 % по массе. Аргон – самый распространённый инертный газ в земной атмосфере.
Изотопы и модификации аргона:
Свойства аргона (таблица): температура, плотность, давление и пр.
Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru
100 | Общие сведения | |
101 | Название | Аргон |
102 | Прежнее название | |
103 | Латинское название | Argon |
104 | Английское название | Argon |
105 | Символ | Ar |
106 | Атомный номер (номер в таблице) | 18 |
107 | Тип | Неметалл |
108 | Группа | Инертный (благородный) газ |
109 | Открыт | Уильям Рамзай, Джон Уильям Стретт (лорд Рэлей), Великобритания, 1894 г. |
110 | Год открытия | 1894 г. |
111 | Внешний вид и пр. | Инертный газ без цвета, вкуса и запаха |
112 | Происхождение | Природный материал |
113 | Модификации | |
114 | Аллотропные модификации | |
115 | Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга | |
116 | Конденсат Бозе-Эйнштейна | |
117 | Двумерные материалы | |
118 | Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) | 1,292 % |
119 | Содержание в земной коре (по массе) | 0,00015 % |
120 | Содержание в морях и океанах (по массе) | 0,000045 % |
121 | Содержание во Вселенной и космосе (по массе) | 0,02 % |
122 | Содержание в Солнце (по массе) | 0,007 % |
123 | Содержание в метеоритах (по массе) | |
124 | Содержание в организме человека (по массе) | |
200 | Свойства атома | |
201 | Атомная масса (молярная масса) | 39,948(1) а. е. м. (г/моль) |
202 | Электронная конфигурация | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 |
203 | Электронная оболочка | K2 L8 M8 N0 O0 P0 Q0 R0
|
204 | Радиус атома (вычисленный) | 71 пм |
205 | Эмпирический радиус атома | |
206 | Ковалентный радиус* | 106 пм |
207 | Радиус иона (кристаллический) | |
208 | Радиус Ван-дер-Ваальса | 188 пм |
209 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 18 электронов, 18 протонов, 22 нейтронов |
210 | Семейство (блок) | элемент p-семейства |
211 | Период в периодической таблице | 3 |
212 | Группа в периодической таблице | 18-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 8-ой группы) |
213 | Эмиссионный спектр излучения | |
300 | Химические свойства | |
301 | Степени окисления | 0 |
302 | Валентность | 0 |
303 | Электроотрицательность | 4,3 (шкала Полинга) |
304 | Энергия ионизации (первый электрон) | 1520,57 кДж/моль (15,7596117(5) эВ) |
305 | Электродный потенциал | 0 |
306 | Энергия сродства атома к электрону | -96(20) кДж/моль (-1,0(2) эВ) – предположительно |
400 | Физические свойства | |
401 | Плотность* | 0,001784 г/см3 (при 0 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – газ),
1,3954 г/см3 (при температуре кипения -185,848 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость), 1,65 г/см3 (при -233 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) |
402 | Температура плавления* | -189,34 °C (83,81 K, -308,81 °F) |
403 | Температура кипения* | -185,848 °C (87,302 K, -302,526 °F) |
404 | Температура сублимации | |
405 | Температура разложения | |
406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* | 1,18 кДж/моль |
408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* | 6,53 кДж/моль |
409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | |
410 | Молярная теплоёмкость* | 20,85 Дж/(K·моль) |
411 | Молярный объём | 22,392 см³/моль |
412 | Теплопроводность | 17,72·10-3 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),
0,0164 Вт/(м·К) (при 300 K) |
500 | Кристаллическая решётка | |
511 | Кристаллическая решётка #1 | |
512 | Структура решётки | Кубическая гранецентрированная
|
513 | Параметры решётки | 5,260 Å |
514 | Отношение c/a | |
515 | Температура Дебая | 85 К |
516 | Название пространственной группы симметрии | Fm_ 3m |
517 | Номер пространственной группы симметрии | 225 |
900 | Дополнительные сведения | |
901 | Номер CAS | 7440-37-1 |
Примечание:
206* Ковалентный радиус аргона согласно [1] составляет 106±10 пм.
401* Плотность аргона согласно [3] и [4] [Россия] составляет 0,0017839 г/см3 (при 0 °C /20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – газ).
402* Температура плавления аргона согласно [3] и [4] составляет -189,35 °C (83,8 K, -308,83 °F) и -189,6 °C (83,55 K, -309,28 °F) соответственно.
403* Температура кипения аргона согласно [3] и [4] составляет -185,85 °C (87,3 K, -302,53 °F) и -185,9 °C (87,25 K, -302,62 °F) соответственно.
407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) аргона согласно [3] и [4] составляет 7,05 кДж/моль и 1,19 кДж/моль соответственно.
408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) аргона согласно [3] и [4] составляет 6,45 кДж/моль и 6,51 кДж/моль соответственно.
410* Молярная теплоемкость аргона [3] составляет 20,79 Дж/(K·моль).
Физические свойства аргона:
Химические свойства аргона. Взаимодействие аргона. Реакции с аргоном:
Получение аргона:
Применение аргона:
- аргоновый лазер
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
- 1. Водород
- 2. Гелий
- 3. Литий
- 4. Бериллий
- 5. Бор
- 6. Углерод
- 7. Азот
- 8. Кислород
- 9. Фтор
- 10. Неон
- 11. Натрий
- 12. Магний
- 13. Алюминий
- 14. Кремний
- 15. Фосфор
- 16. Сера
- 17. Хлор
- 18. Аргон
- 19. Калий
- 20. Кальций
- 21. Скандий
- 22. Титан
- 23. Ванадий
- 24. Хром
- 25. Марганец
- 26. Железо
- 27. Кобальт
- 28. Никель
- 29. Медь
- 30. Цинк
- 31. Галлий
- 32. Германий
- 33. Мышьяк
- 34. Селен
- 35. Бром
- 36. Криптон
- 37. Рубидий
- 38. Стронций
- 39. Иттрий
- 40. Цирконий
- 41. Ниобий
- 42. Молибден
- 43. Технеций
- 44. Рутений
- 45. Родий
- 46. Палладий
- 47. Серебро
- 48. Кадмий
- 49. Индий
- 50. Олово
- 51. Сурьма
- 52. Теллур
- 53. Йод
- 54. Ксенон
- 55. Цезий
- 56. Барий
- 57. Лантан
- 58. Церий
- 59. Празеодим
- 60. Неодим
- 61. Прометий
- 62. Самарий
- 63. Европий
- 64. Гадолиний
- 65. Тербий
- 66. Диспрозий
- 67. Гольмий
- 68. Эрбий
- 69. Тулий
- 70. Иттербий
- 71. Лютеций
- 72. Гафний
- 73. Тантал
- 74. Вольфрам
- 75. Рений
- 76. Осмий
- 77. Иридий
- 78. Платина
- 79. Золото
- 80. Ртуть
- 81. Таллий
- 82. Свинец
- 83. Висмут
- 84. Полоний
- 85. Астат
- 86. Радон
- 87. Франций
- 88. Радий
- 89. Актиний
- 90. Торий
- 91. Протактиний
- 92. Уран
- 93. Нептуний
- 94. Плутоний
- 95. Америций
- 96. Кюрий
- 97. Берклий
- 98. Калифорний
- 99. Эйнштейний
- 100. Фермий
- 101. Менделеевий
- 102. Нобелий
- 103. Лоуренсий
- 104. Резерфордий
- 105. Дубний
- 106. Сиборгий
- 107. Борий
- 108. Хассий
- 109. Мейтнерий
- 110. Дармштадтий
- 111. Рентгений
- 112. Коперниций
- 113. Нихоний
- 114. Флеровий
- 115. Московий
- 116. Ливерморий
- 117. Теннессин
- 118. Оганесон
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Источники:
- https://en.wikipedia.org/wiki/Argon
- https://de.wikipedia.org/wiki/Argon
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Аргон
- http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=228
- https://chemicalstudy.ru/argon/
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
аргон атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле аргона
сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические
Коэффициент востребованности
3 318
Формула аргона
Аргон – газообразное вещество, в виде простого вещества характеризуется несколько более высокими температурами плавления (-184,3oC) и кипения (-185,9oC), чем гелий и неон. Он лучше адсорбируется.
Химическая формула аргона
Химическое обозначение аргона – Ar от латинского слова «argon». Этот химический элемент расположен в третьем периоде в VIIIA группе Периодической таблицы Д. И. Менделеева. Относится к семейству инертных (благородных) газов. Относительная атомная масса аргона равна 39,948 а. е. м.
Электронная формула аргона
В ядре атома аргона содержится 18 протонов и 22 нейтрона (массовое число равно 40). В атоме аргона есть три энергетических уровня, на которых находится 18 электронов (рис. 1).
Электронная формула атома аргона в основном состоянии выглядит следующим образом:
1s22s22p63s23p6.
Атом аргона
Ar (аргон) – элемент с прядковым номером 18 в периодической системе.
Находится в III периоде. Температура плавления: -189.4 ℃. Плотность: 0.00166 г/см3.
Электронная формула атома аргона:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Сокращенная электронная конфигурация Ar:
[Ne] 3s2 3p6
Ниже приведена электронно-графическая схема атома аргона
Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме Ar
1-й уровень (K): 2
2-й уровень (L): 8
3-й уровень (M): 8
Валентные электроны аргона
Количество валентных электронов в атоме аргона – 8.
Ниже приведены их квантовые числа (N – главное, L – орбитальное, M – магнитное, S – спин)
Орбиталь | N | L | M | S |
---|---|---|---|---|
s | 3 | 0 | 0 | +1/2 |
s | 3 | 0 | 0 | -1/2 |
p | 3 | 1 | -1 | +1/2 |
p | 3 | 1 | 0 | +1/2 |
p | 3 | 1 | 1 | +1/2 |
p | 3 | 1 | -1 | -1/2 |
p | 3 | 1 | 0 | -1/2 |
p | 3 | 1 | 1 | -1/2 |