Ar
↓
Kr

Lugu

Argooni avastamise ajalugu algab aastal 1785 kui inglise füüsik ja keemik Henry Cavendish, uurides kompositsiooni õhku, otsustas kindlaks teha, kas kõik lämmastikõhk on oksüdeerunud. Mitu nädalat eksponeeris ta õhu segu ja hapnikku U-kujulistes torudes, mille tulemusena uued portsjonid pruunid lämmastikoksiidid, millesse uurija perioodiliselt lahustas leelised. Mõne aja pärast oksiidide moodustumine lakkas, kuid pärast järelejäänud hapniku sidumist jäi alles gaasimull, mille maht ei vähenenud pikaajalisel kokkupuutel hapniku juuresolekul elektrilahendustega. Cavendish hindas järelejäänud gaasimulli mahuks 1/120 esialgsest õhumahust. Cavendish ei suutnud mulli müsteeriumi lahendada, mistõttu ta lõpetas uurimistöö ega avaldanud isegi selle tulemusi. Alles palju aastaid hiljem inglise füüsik James Maxwell kogus ja avaldas Cavendishi avaldamata käsikirju ja laborimärkmeid.

Nimega on seotud argooni avastamise edasine ajalugu Rayleigh, kes pühendas uurimistööle mitu aastat tihedus gaasid, eriti lämmastik. Selgus, et liiterõhust saadud lämmastik kaalus rohkem kui liiter "keemilist" lämmastikku (saadud näiteks mõne lämmastikuühendi lagunemisel, dilämmastikoksiid , lämmastikoksiidid , ammoniaak , uurea või soolapeetrit) 1,6 mg võrra (esimese kaal oli 1,2521 ja teise - 1,2505 g). See erinevus ei olnud nii väike, et seda saaks seostada katseveaga. Lisaks korrati seda pidevalt olenemata keemilise lämmastiku allikast.

Tolleaegselt tuntud inglise keemikult William Ramsay valmis vastust ka ei tulnud, kuid ta pakkus Rayleigh'le koostööd. Intuitsioon ajendas Ramsayt oletama, et õhu lämmastik sisaldab tundmatuid ja raskemaid lisandeid. gaas, A Dewar juhtis Rayleigh' tähelepanu Cavendishi iidsete katsete kirjeldusele (mis oli selleks ajaks juba avaldatud).

Püüab õhust peidetud välja valida komponent, läks iga teadlane oma teed. Rayleigh kordas Cavendishi katset laiendatud skaalal ja kõrgemal tehnilisel tasemel. Trafo pingestatud 6000 volt saatis 50-liitrisesse lämmastikuga täidetud kellukesse hunniku elektrisädemeid. Spetsiaalne turbiin tekitas kellasse leeliselahuse pihustusallika, mis neelab lämmastikoksiide ja süsinikdioksiidi lisandeid. Rayleigh kuivatas järelejäänud gaasi ja lasi selle kuumutades läbi portselantoru vask saepuru, mis säilitab ülejäänud hapniku. Kogemus kestis mitu päeva.

Ramsay kasutas ära kuumutatud metalli võime, mille ta avastas magneesium neelavad lämmastikku, moodustades tahke aine magneesiumnitriid. Ta lasi enda kokkupandud seadmest korduvalt läbi mitu liitrit lämmastikku. 10 päeva pärast gaasi mahu vähenemine lakkas, mistõttu kogu lämmastik oli seotud. Samal ajal eemaldati vasega kombineerides hapnik, mis oli lämmastiku lisandina. Selle meetodi abil õnnestus Ramsayl oma esimeses katses eraldada umbes 100 cm³ uut gaasi.

Niisiis avastati uus element. Sai teada, et see on peaaegu poolteist korda raskem kui lämmastik ja moodustab 1/80 õhu mahust. Ramsay leidis selle akustiliste mõõtmiste abil molekul uus gaas koosneb ühest aatom- Selliseid gaase polnud stabiilses olekus varem kohatud. See viis väga olulise järelduseni - kuna molekul on üheaatomiline, siis ilmselgelt pole uus gaas keeruline keemiline ühend, A lihtne aine.

Ramsay ja Rayleigh veetsid palju aega, et uurida selle reaktsioonivõimet paljude kemikaalide suhtes toimeaineid. Kuid nagu arvata võis, jõudsid nad järeldusele: nende gaas on täiesti passiivne. See oli vapustav – seni polnud sellist inertset ainet teada.

Mängis suurt rolli uue gaasi uurimisel spektraalanalüüs. VahemikÕhust eraldatud gaas iseloomulike oranžide, siniste ja roheliste joontega erines järsult juba tuntud gaaside spektritest. William Crooks, üks tolle aja silmapaistvamaid spektroskoope, loendas oma spektris peaaegu 200 rida. Tehnika tase spektraalanalüüs ei võimaldanud sel ajal kindlaks teha, kas vaadeldav spekter kuulus ühele või mitmele elemendile. Mõni aasta hiljem selgus, et Ramsay ja Rayleigh hoidsid käes mitte ainult üht võõrast, vaid mitut – tervet galaktikat. inertgaasid.

nime päritolu

Dr Medani (koosoleku esimees, kus avastuse kohta aruanne koostati) ettepanekul andsid Rayleigh ja Ramsay uuele gaasile nimeks "argoon" (alates Vanakreeka keel ἀργός - laisk, aeglane, passiivne). See nimi rõhutas elemendi kõige olulisemat omadust - selle keemilist passiivsust.

Levimus

Universumis

Levik looduses

Argoon on sisult kolmas lämmastik Ja hapnikku komponent õhku, selle keskmine sisaldus Maa atmosfäär on 0,934% mahust ja 1,288% massist, selle varud atmosfääris on hinnanguliselt 4⋅10 14 tonni. Argoon on Maa atmosfääris kõige levinum inertgaas 1 m³ õhus sisaldab 9,34 argooni (võrdluseks: samas mahus õhku on 18,2 cm³); mitte tema, 5,2 cm³ heelium, 1,1 cm³ krüptoon, 0,09 cm³ ksenoon) .

Definitsioon

Argooni tuvastatakse kvalitatiivselt emissiooni abil spektraalanalüüs, peamised iseloomulikud jooned on 434,80 ja 811,53 nm. Kell kvantifitseerimine seotud gaasid ( O2 , N 2 , H 2 , CO2) on seotud spetsiifiliste reaktiividega ( , , MnO , CuO , NaOH) või eraldatakse absorbentide (näiteks vesilahuse) abil lahendusi orgaaniline ja anorgaaniline sulfaadid). Eraldamine teistest inertgaasidest põhineb erinevatel adsorbeeruvus nende aktiivsüsi. Analüüsimeetodeid kasutatakse erinevate mõõtmiste põhjal füüsikalised omadused (tihedus , soojusjuhtivus jne), samuti massispektromeetria Ja kromatograafiline analüüsimeetodid.

Füüsikalised omadused

Argoon on üheaatomiline gaas, mille keemispunkt (tavarõhul) on –185,9 °C (veidi madalam kui hapnikku, kuid veidi kõrgem kui lämmastik). 3,3 ml argooni lahustub 100 ml vees temperatuuril 20 °C argoon lahustub mõnes orgaanilises lahustis palju paremini kui vees. Tihedus juures normaalsetes tingimustes on 1,7839 kg/m 3

Keemilised omadused

Siiani on teada ainult 2 argooni keemilist ühendit - argoonvesinikfluoriid ja CU(Ar)O, mis eksisteerivad väga madalad temperatuurid. Lisaks moodustub argoon eksimer molekulid, st molekulid, milles ergastatud elektroonilised olekud on stabiilsed ja põhiolek on ebastabiilne. On alust arvata, et elektrilahenduses tekkiv äärmiselt ebastabiilne Hg-Ar ühend on tõeliselt keemiline (valents)ühend. Võimalik, et sellega saadakse muid argooni valentsühendeid fluor Ja hapnikku, mis peab samuti olema äärmiselt ebastabiilne. Näiteks kui elektriliselt ergutada segu argooni ja kloor on võimalik gaasifaasiline reaktsioon ArCl moodustumisega. Samuti paljude ainetega, mille molekulide vahel on vesiniksidemed ( vesi , fenool , hüdrokinoon ja teised), moodustab inklusioonühendeid ( klatraadid), kus argooni aatom omamoodi “külalisena” paikneb aastal tekkinud õõnsuses kristallvõre peremeesaine molekulid, näiteks Ar 6H2O.

Ühend CU(Ar)O saadakse uraani ühendist süsiniku ja hapnikuga CUO. Ar-Si ja Ar-C sidemetega ühendite olemasolu on tõenäoline: FArSiF 3 ja FArCCH.

Isotoobid

Argooni esindavad Maa atmosfääris kolm stabiilset isotoopi: 36 Ar (0,337 %), 38 Ar (0,063 %), 40Ar(99,600%) Selle tulemusena tekkis Maale peaaegu kogu raske isotoobi 40 Ar mass lagunemine radioaktiivne isotoop kaalium 40K(selle isotoobi sisaldus tardkivimites on keskmiselt 3,1 g/t). Lagunemine radioaktiivsed kaalium liigub korraga kahes suunas:

19 40 K → 20 40 C a + e − + ν ¯ e (\displaystyle \mathrm (()_(19)^(40)K) \paremnool \mathrm (()_(20)^(40)Ca) +e^(-)+(\bar (\nu ))_(e))

19 40 K + e − → 18 40 A r + ν e + γ (\displaystyle \mathrm (()_(19)^(40)K) +e^(-)\paremnool \mathrm (()_(18 )^(40)Ar) +\nu _(e)+\gamma )

36 Ar ja 38 Ar isotoopide tõenäolised päritoluallikad on ebastabiilsed tooted spontaanne lõhustumine rasked tuumad, samuti püüdmisreaktsioonid neutronid Ja alfa osakesed uraani-tooriumi mineraalides sisalduvad kergete elementide tuumad.

Valdav enamus kosmilisest argoonist koosneb isotoopidest 36 Ar ja 38 Ar. Selle põhjuseks on asjaolu, et kaaliumi leidub kosmoses ligikaudu 50 000 korda vähem kui argooni (Maal domineerib kaalium argooni üle 660 korda). Märkimisväärne toode geokeemikud arvutus: lahutades Maa atmosfääri argoonist radiogeense 40 Ar, said nad kosmilise argooni koostisele väga lähedase isotoopkoostise.

Kviitung

Tööstuses tekib argooni kõrvalsaadusena õhu ulatuslikul lahutamisel hapnikuks ja lämmastikuks. Temperatuuril –185,9 °C(87,3 Kelvinit) argoon kondenseerub, temperatuuril −189,35 °C (83,8 Kelvinit) see kristalliseerub.

Argooni ja hapniku lähedase keemistemperatuuri (90 K) tõttu on nende fraktsioonide eraldamine rektifikatsiooni teel keeruline. Argooni peetakse lisandiks, lubatud ainult tehnilises hapnikus, mille puhtus on 96%.

Keemia

Argoon keemiline element

1785. aastal avastas inglise keemik ja füüsik G. Cavendish õhust uue, keemiliselt ebatavaliselt stabiilse gaasi. See gaas moodustas ligikaudu saja kahekümnendiku õhu mahust. Kuid Cavendish ei suutnud välja selgitada, mis tüüpi gaas see oli.

Seda kogemust mäletati 107 aastat hiljem, kui John William Strutt (lord Rayleigh) kohtas sama lisandit, märkides, et õhus leiduv lämmastik oli raskem kui lämmastik, eraldatud ühenditest. Kuna Rayleigh ei leidnud anomaaliale usaldusväärset seletust, pöördus ta ajakirja Nature kaudu oma kolleegide loodusteadlaste poole ettepanekuga mõelda koos ja töötada selle põhjuste väljaselgitamiseks...

Kaks aastat hiljem tegid Rayleigh ja W. Ramsay kindlaks, et õhus leiduv lämmastik sisaldab tegelikult tundmatu gaasi segu, mis on lämmastikust raskem ja keemiliselt äärmiselt inertne.

Kui nad oma avastusega avalikuks tulid, oli see vapustav. Paljudele tundus uskumatu, et mitu põlvkonda teadlasi, kes tegid tuhandeid õhukatsetusi, jätsid selle komponendi kahe silma vahele ja isegi nii märgatava - peaaegu protsendi!

Muide, see oli sel päeval ja kellaajal, 13. augustil 1894 argoon ja sai oma nime, mis kreeka keelest tõlgituna tähendab "mitteaktiivne". Selle pakkus välja koosolekut juhtinud dr Medan.

Vahepeal pole üllatav, et argoon on teadlastest nii kaua kõrvale hiilinud. Looduses ei näidanud ta ju endast absoluutselt mitte midagi! Paralleel tuumaenergiaga viitab ennast: rääkides selle tuvastamise raskustest, märkis A. Einstein, et rikast pole lihtne ära tunda, kui ta oma raha ei kuluta...

Teadlaste skeptitsism hajutati kiiresti eksperimentaalsete katsete ja argooni füüsikaliste konstantide määramisega. Kuid see ei olnud ilma moraalsete kuludeta: kolleegide (peamiselt keemikute) rünnakutest ärritununa loobus Rayleigh argooni ja keemia uurimisest üldiselt ning keskendus oma huvidele füüsilised probleemid. Suur teadlane. Samuti saavutas ta silmapaistvaid tulemusi füüsikas, mille eest pälvis ta 1904. aastal Nobeli preemia. Seejärel kohtus ta Stockholmis uuesti Ramsayga, kes sai samal päeval vastu Nobeli preemia väärisgaaside, sealhulgas argooni avastamiseks ja uurimiseks.

"Mitteaktiivse" gaasi ilmumine

Argooni (nagu ka teiste selle rühma gaaside) keemilist inertsust ja selle molekulide üheaatomilisust seletatakse eelkõige elektronkestade äärmise küllastumisega. Sellegipoolest pole tänapäeval argooni keemiast rääkimine mõttetu.

On alust arvata, et elektrilahenduses tekkiv äärmiselt ebastabiilne Hg-Ar ühend on tõeliselt keemiline (valents)ühend. Võimalik, et argooni valentsühendid koos fluor Ja hapnikku, mis on tõenäoliselt ebastabiilsed, nagu ebastabiilsed ja isegi plahvatusohtlikud oksiidid ksenoon- gaas, raskem ja selgelt kalduvam keemilised reaktsioonid kui argoon.

Prantslane Villar sai eelmise sajandi lõpus 0°C vee all argooni kokkupressimisel kristallilise hüdraadi koostisega Ar-6H 2 O ja 20. sajandi 20.-30. aastatel B. A. Nikitin, R. A. Frankran. ja teised teadlased aadressil kõrge vererõhk ja madalatel temperatuuridel saadi argooni kristalsed klatraatühendid H 2 S, SO 2, vesinikhalogeniidide, fenoolide ja mõne muu ainega. 1976. aastal ilmus aruanne argoonhüdriidi sünteesi kohta, kuid see hüdriid oli eriline.

Metastabiilses - elektrooniliselt ergastatud - olekus on argoon, nagu ka teised väärisgaasid, võimeline moodustama lühiajalisi ühendeid, mille eluiga mõõdetakse pikosekundites. Kuid niipea, kui argooni aatom naaseb sellest ergastatud olekust põhiolekusse, lagunevad need ebatavalised ühendid. See on kõik keemia senised edusammud...

Raskete inertgaaside alarühmast on argoon kõige kergem. See on õhust 1,38 korda raskem. See muutub vedelaks temperatuuril -185,9 °C, tahkub temperatuuril -189,4 °C (tingimustes normaalne rõhk). Erinevalt heelium Ja mitte tema, adsorbeerub pindadele üsna hästi tahked ained ja lahustub vees (3,29 cm 3 100 g vees temperatuuril 20 °C). Argoon lahustub paljudes orgaanilistes vedelikes veelgi paremini. Kuid see on metallides praktiliselt lahustumatu ega haju läbi nende.

Nagu kõik inertgaasid, on argoon diamagnetiline. See tähendab, et selle magnetiline vastuvõtlikkus on negatiivne, tal on suurem vastupanu magnetjõujoontele kui tühjusele. See argooni omadus (nagu paljud teised) on seletatav elektronkihtide "suletud olemusega". Elektrivoolu mõjul helendab argoon eredalt argooni sini-sinist kuma kasutatakse valgustustehnikas laialdaselt.

Nüüd argooni mõjust elusorganismile

69% Ar, 11% lämmastiku ja 20% hapniku segu sissehingamisel rõhul 4 atm tekivad narkoosilised nähtused, mis on palju tugevamad kui sama rõhu all õhu sissehingamisel. Anesteesia kaob kohe pärast argooni tarnimise peatamist. Põhjuseks on argooni molekulide mittepolaarsus, samas kui suurenenud rõhk suurendab argooni lahustuvust närvikudedes.

Bioloogid on leidnud, et argoon soodustab kasvu taimed. Isegi puhta argooni atmosfääris tärkasid riisi, maisi, kurgi ja rukki seemned. Sibul , porgand ja salat kasvab hästi atmosfääris, mis koosneb 98% argoonist ja ainult 2% hapnikust.

Maal on palju rohkem argooni kui kõik teised selle rühma elemendid kokku. Selle keskmine sisaldus maakoor(clark) on 14 korda rohkem kui heelium ja 57 korda rohkem kui neoon. Vees on argooni kuni 0,3 cm 3 liitri merevee kohta ja kuni 0,55 cm 3 liitri kohta mage vesi. On uudishimulik, et kalade ujupõie õhus leidub rohkem argooni kui atmosfääriõhus. Seda seetõttu, et argoon lahustub vees paremini kui lämmastik...

Maapealse argooni peamine "hoidla" on atmosfäär. See sisaldab (massi järgi) 1,286% ja 99,6% atmosfääri argooni on raskeim isotoop - argoon-40. Selle isotoobi osakaal maakoore argoonis on veelgi suurem. Samal ajal on enamiku valguselementide puhul pilt vastupidine – ülekaalus on valguse isotoobid.

Selle anomaalia põhjus avastati aastal 1943. Maakoores on võimas argoon-40 allikas - kaaliumi radioaktiivne isotoop 40 K. Esmapilgul pole seda isotoopi sügavuses kuigi palju - ainult 0,0119%. kogu kaaliumisisaldusest. Kaalium-40 absoluutne kogus on aga suur, kuna kaalium on üks meie planeedi kõige rikkalikumaid elemente. Iga tonn tardkivimit sisaldab 3,1 g kaalium-40.

Radioaktiivne lagunemine aatomi tuumad kaalium-40 läheb korraga kahel viisil. Ligikaudu 88% kaalium-40-st läbib beeta-lagunemise ja muutub kaltsium-40-ks. Kuid 12 juhul 100-st (keskmiselt) kaalium-40 tuumad ei kiirga, vaid, vastupidi, hõivavad ühe elektroni tuumale lähimalt K-orbiidilt (“K-püüdmine”). Püütud elektron ühineb prootoniga – tuumas tekib uus neutron ja eraldub neutriino. Elemendi aatomarv väheneb ühe võrra, kuid tuuma mass jääb praktiliselt muutumatuks. Nii muutub kaalium argooniks.

40 K poolestusaeg on üsna pikk – 1,3 miljardit aastat. Seetõttu jätkub 40 Ar moodustumise protsess Maa soolestikus pikka, väga pikka aega. Seetõttu, kuigi äärmiselt aeglaselt, suureneb pidevalt argooni sisaldus maakoores ja atmosfääris, kus argooni “välja hingab” litosfäär vulkaaniliste protsesside, ilmastikumõjude ja kivimite ümberkristalliseerumise tulemusena, aga ka veeallikate toimel.

Tõsi, Maa eksisteerimise ajal oli radioaktiivse kaaliumi varud põhjalikult ammendatud – seda jäi 10 korda väiksemaks (kui Maa vanuseks lugeda 4,5 miljardit aastat).

Kivimites olevate isotoopide 40 Ar: 40 K ja 40 Ar: 36 Ar suhe oli aluseks argoonimeetodile mineraalide absoluutse vanuse määramisel. Ilmselgelt, mida suurem on suhe, seda iidne tõug. Tardkivimite ja enamiku kaaliumkloriidi mineraalide vanuse määramisel peetakse argooni meetodit kõige usaldusväärsemaks. Selle meetodi väljatöötamise eest pälvis professor E. K. Gerling 1963. aastal Lenini preemia.

Niisiis, kogu või peaaegu kogu argoon-40 Maal pärines kaalium-40-st. Seetõttu domineerib maapealses argoonis raske isotoop. See tegur seletab muide üht perioodilisuse tabeli anomaaliaid. Vastupidiselt selle ehituse algsele põhimõttele – aatomkaalude põhimõttele – paigutatakse argoon tabelisse kaaliumi ettepoole. Kui argoonis domineeriksid kerged isotoobid, nagu naaberelementides (nagu kosmoses ilmselt juhtub), siis oleks argooni aatommass kaks kuni kolm ühikut väiksem...

Nüüd kergete isotoopide kohta.

Kust tulevad 36 Ar ja 38 Ar? Võimalik, et osa neist aatomitest on reliktse päritoluga, see tähendab, et osa kergest argoonist sattus maakera atmosfääri kosmosest meie planeedi ja selle atmosfääri kujunemise ajal. Aga enamik Argooni kerged isotoobid sündisid Maal tuumaprotsesside tulemusena.

Tõenäoliselt pole kõiki selliseid protsesse veel avastatud. Tõenäoliselt peatusid mõned neist juba ammu, kuna lühiajalised "vanema" aatomid olid ammendatud, kuid tuumaprotsessid, milles argoon-36 ja argoon-38 sünnivad, jätkuvad. See on väävel-33 ja kloor-35 alfaosakeste (uraani mineraalides) pommitamise beeta-lagunemine: 36 17 Cl - β → 36 18 Ar + 0 -1 e + v, 33 16 S + 42 He → 36 18 Ar + 1 0 n, 35 17 Cl + 42 He → 38 18 Ar + 10n + 0 +1 e.

Argooni esineb Universumi aines veelgi rohkem kui meie planeedil. Seda leidub eriti rohkelt kuumade tähtede ja planetaarsete udukogude puhul. Hinnanguliselt on kosmoses rohkem argooni kui kloori, fosforit, kaltsiumi ja kaaliumi – elemente, mis on Maal väga levinud.

Kosmilises argoonis domineerivad isotoobid 36 Ar ja 38 Ar Universumis on argoon-40 väga vähe. Seda näitab meteoriitidest pärit argooni massispektri analüüs. Kaaliumi levimuse arvutused veenavad meid samas. Selgub, et kosmoses on kaaliumi umbes 50 tuhat korda vähem kui argooni, samas kui Maal on nende suhe selgelt kaaliumi kasuks - 660:1. Ja kuna kaaliumi on vähe, siis kust tuleb argoon-40?!

Kuidas argooni toodetakse?

Maa atmosfäär sisaldab 664 013 tonni argooni. See argooniallikas on ammendamatu, eriti kuna peaaegu kogu argoon jõuab varem või hiljem atmosfääri tagasi, kuna selle kasutamisel ei toimu füüsikalisi ega keemilisi muutusi. Erandiks on väga väikesed argooni isotoobid, mida kulutatakse tuumareaktsioonides uute elementide ja isotoopide tootmiseks.

Õhu eraldamisel hapnikuks ja lämmastikuks tekib kõrvalsaadusena argoon. Tavaliselt kasutatakse kahekordse rektifikatsiooni õhueraldusseadmeid, mis koosnevad alumisest kõrgsurvekolonnist (eeleraldus), ülemisest kolonnist madal rõhk ja vahepealne kondensaator-aurusti. Lõppkokkuvõttes eemaldatakse kondensaatori kohal olevast ruumist lämmastik ja hapnik.

Argooni lenduvus on suurem kui hapnikul, kuid väiksem kui lämmastiku oma. Seetõttu valitakse argooni fraktsioon punktis, mis asub ligikaudu kolmandikul ülemise samba kõrgusest, ja viiakse spetsiaalsesse kolonni. Argooni fraktsiooni koostis: 10-12% argooni, kuni 0,5% lämmastikku, ülejäänu on hapnik. Põhiseadme külge kinnitatud argooni kolonnis toodetakse argooni 3-10% hapniku ja 3-5% lämmastiku lisandiga. Järgmisena tuleb "toore" argooni puhastamine hapnikust (keemiliselt või adsorptsiooni teel) ja lämmastikust (rektifikatsiooni teel). Kuni 99,99% puhtusega argooni toodetakse nüüd tööstuslikus mastaabis. Argooni ekstraheeritakse ka ammoniaagi tootmisjäätmetest – lämmastikust, mis jääb alles pärast suurema osa vesinikuga sidumist.

Argooni ladustatakse ja transporditakse 40-liitristes balloonides, mis on värvitud halli värvi rohelise triibu ja rohelise kirjaga. Rõhk neis on 150 atm. Säästlikum on vedada veeldatud argooni, mille jaoks kasutatakse Dewari anumaid ja spetsiaalseid paake.

Argooni kunstlikud radioisotoobid saadi teatud stabiilsete ja radioaktiivsete isotoopide (37 Cl, 36 Ar, ​​40 Ar, 40 Ca) kiiritamisel prootonite ja deuteronitega, samuti kiiritades tuumareaktorites uraani lagunemisel tekkinud saadusi neutronitega. . Radioaktiivsete märgistusainetena kasutatakse isotoope 37 Ar ja 41 Ar: esimest - meditsiinis ja farmakoloogias, teist - gaasivoogude, ventilatsioonisüsteemide efektiivsuse ja mitmesugustes teaduslikud uuringud. Kuid loomulikult pole need argooni kõige olulisemad kasutusalad. Kuidas kõige kättesaadavast ja suhteliselt odavast väärisgaasist argoonist sai toode masstoodang, eriti viimastel aastakümnetel.

N. MOROZOVI ENNUSTUS. Jaanuaris 1881 vangistati Peeter-Pauli kindluses ja seejärel Shlisselburgi kindluses revolutsioonilise tegevuse eest vene teadlane-nugis, entsüklopeedilise intelligentsiga mees Nikolai Morozov. Ta veetis veerand sajandit vanglas. Kasemaadi kohutavates tingimustes mõtles ta läbi ja kirjutas umbes 60 raamatut ja artiklit loodusteaduse erinevatest küsimustest. Mendelejevi ideid arendades koostas ta “mineraalelementide” tabeli, milles erinevalt perioodilisuse tabelist oli viimane rühm; Morozov sisaldas sellesse arvatavasti keemiliselt inaktiivseid elemente aatomi massid 4, 20, 36 (või 40), 82 jne. Hiljem, 1903. aastal, kirjutas ta: „Analoogiast nähtub, et puuduvad elemendid peaksid olema... gaasilised... Teooria järgi tuli otsida neid atmosfääris. Need aatomid on valendivabad. gaasid ei tohiks olla vähem vastupidavad kui muud elemendid. Rõõm oli suur, kui minuni jõudis uudis, et Ramsay ja Rayleigh avastasid selle puuduva elementide rea esimese sõnumitooja – argooni!

JA SUURIMAD TEEVAD VIGU. Ramsay rääkis ühest neist vigadest oma autobiograafilises essees. Pärast toorargooni vedeldamist avastas ta anuma seintelt mingi aine, mille aurustumisel tekkis gaas. Gaasi spekter oli ebatavaline ja teadlane kiirustas teatama veel ühe õhukomponendi avastamisest, mida ta nimetas metargooniks. Kuid edasisel kontrollimisel selgus, et selle ebatavalise spektri tekitas... argooni ja CO segu. Kust see tuli? vedel õhk süsinikmonooksiid – seda on raske öelda. On oluline, et selles olukorras, mis teadlase jaoks ei olnud kuigi meeldiv, tõusis Ramsay olukorrani. Siin on tema enda sõnad sel teemal: „Muidugi on kahetsusväärne, kui midagi ebatäpset juhtub avalikuks tulema. Küll aga julgen arvata, et juhuslik eksimus on vabandatav. On võimatu olla eksimatu ja eksimuste korral on alati väga palju sõpru, kes vea kiiresti parandavad.

Argoon (üldteave)

Argoon (üldteave)

Lühiteave:
Argoon on Mendelejevi D.I. keemiliste elementide perioodilisuse tabeli 3. perioodi 8. rühma peamise alarühma element aatomnumbriga 18.

Sümbol: Ar
Elektrooniline konfiguratsioon: 1s2 | 2s2 2p6 3s2 3p6
Keemistemperatuur: -185,9 °C
Aatomnumber: 18
Aatommass: 39,948 ± 0,001 a. sööma.
Avastajad: William Ramsay, John Strett (Lord Rayleigh)

Üldine teave argooni kohta

Argoon on inertne üheaatomiline gaas, mis on värvitu, lõhnatu ja maitsetu. Keemiliste elementide perioodilisuse tabelis on argooni sümboliks Ar ja selle aatomnumber on 18. Maailma aine kogumaht sisaldab umbes 0,02% argooni. Looduses levib argoon vabal kujul, mitte ühenditena. Atmosfääriõhk sisaldab 0,93% argooni ja on selle tootmise ammendamatu allikas. Argooni leidub ka maakoores (1,2·10–4%) ja merevesi(0,45·10–4%).

Argooni avastamise ajalugu

1892. aastal inglise füüsik John Rayleigh empiiriliselt avastas, et liiter õhutöötlemisel saadud lämmastikku kaalub rohkem kui liiter lämmastikku, mis eraldub mis tahes lämmastikuühendite lagunemisel. Rayleigh, kes selleks ajaks oli pühendanud mitu aastat gaaside tiheduse ja eriti lämmastiku tiheduse uurimisele, asus selle nähtuse põhjustele lahendust otsima.
Ta avaldas ajakirjas Nature avatud kiri teadlastele üle maailma koos katsete tulemuste kirjelduse ja ettepanekuga püstitada hüpoteese nende kahe tulemusel saadud gaasi tiheduse erinevuse kohta. erinevaid viise. Sellele kirjale vastas kuulus inglise keemik William Ramsay. Ta oletas, et õhust eralduv lämmastik sisaldas senitundmatut gaasi, mille tihedus on suurem kui lämmastik.
Kahe teadlase ühine töö viis täiesti uue elemendi valmistamiseni. Mõõtmised näitasid, et saadud gaasi molekul koosneb ainult ühest aatomist, mis tähendab, et see gaas on lihtne aine.
Teadlased leidsid oma uurimistöö käigus, et uus gaas on kõige inertsem teadaolev aine. Elemendi reaktsioonivõime keemiliselt aktiivsete ainete suhtes puudus peaaegu täielikult.
1894. aastal koostati uue elemendi avastamise kohta aruanne, milles kirjeldati selle omadusi ja avastamismeetodit. Saadud teavet silmas pidades tegi koosoleku juhataja dr Medan ettepaneku anda gaasile nimi "argoon", mis vanakreeka keelest tõlgituna tähendab "mitteaktiivne, laisk".

Argooni omadused

Füüsikalised omadused
Argoon on üheaatomiline gaas. See on värvitu, maitsetu ja lõhnatu. Tavatingimustes on selle tihedus 1,7839 kg/m3. 100 ml vees toatemperatuuril(20 °C) võib lahustada kuni 3,3 ml argooni. Argooni keemistemperatuur on -185,9 °C ja sulamistemperatuur -189,3 °C.
Keemilised omadused
Praegu on teada kaks argooni keemilist ühendit: HArF ja CU(Ar)O. Neid saab hankida ja säilitada ainult madalatel temperatuuridel.
Argoon ei moodusta keemilisi ühendeid, välja arvatud ülalmainitud, kuid on võimeline moodustama klatraate (inklusioonühendeid) ainetega, mis eristuvad molekulidevaheliste vesiniksidemete poolest. Nendes ühendites sisalduv argooni aatom asetatakse selliste ainete poolt loodud kristallvõresse.
Argoon on võimeline moodustama ka eksimeermolekule (neid iseloomustab ergastatud elektrooniliste olekute stabiilsus - kui aine on elektrivoolu mõjul - ja põhiolekute ebastabiilsus). Näiteks kui juhite elektrivoolu läbi kloori ja argooni segu, võite saada ebastabiilse voolu normaalsetes tingimustes ArCl ühend.

Argooni tootmine

Kuna Maa atmosfäär sisaldab ligikaudu 66 * 1013 tonni argooni ja kui seda kasutatakse, siis see gaas absoluutselt ei muutu, võib selle varusid planeedil pidada ammendamatuteks. Suurtööstuses tekib argoon tavalise õhu lahutamisel hapnikuks ja lämmastikuks. See on kõrvalsaadus ja selle puhtus on peaaegu 99,99%. Lisaks tekib see gaas ammoniaagi tootmisjäätmete töötlemisel.

Argooni kasutamine

Olles väärisgaasidest odavaim ja ligipääsetavaim, on argoon tootmis- ja tarbimisvaldkondades üha nõudlikum.
Argooni kasutatakse hõõglampide täitmiseks. Varem kasutati nendel eesmärkidel puhast lämmastikku, kuid üleminek lämmastiku ja argooni segu kasutamisele võimaldas suurendada lampide valgusvõimsust. Lisaks kasutatakse argooni ka luminofoorlampide tootmisel.
IN viimased aastad saanud argooni laialdane kasutamine metallurgiatööstuses, aga ka sellest sõltuvates tööstusharudes. Argooni keskkond ei võimalda sulametalli kokkupuudet teiste gaasidega ja niiske õhk plutooniumi, titaani, berülliumi, tsirkooniumi, leelise ja muude metallide töötlemisel. Tänu elektrikaare kasutamisele argooniisolatsioonis kiirenes metallide lõikamise protsess uskumatult ja sai võimalikuks lõigata kõige paksemaid tulekindlate metallide lehti. Sarnased kaitsefunktsioonid argooni kasutatakse monokristallide – pooljuhtide ja ferroelektriliste elementide – loomiseks.
ajal meditsiinilised operatsioonid Argooni kasutatakse sageli ruumide puhastamiseks, kuna see ei ole võimeline moodustuma keemilised ühendid oma inertsuse tõttu.
Lisaks kasutatakse argooni tulekustutusainena, kuivülikondade töötlemiseks sukeldumisel ja isegi toidulisandid ja aerosoolpurkide propellendina.

Huvitavad faktid argooni kohta

Elektrivoolu mõjul hakkab argoon kiirgama meeldivat ühtlast sini-sinist kuma.
Argooni madalat soojusjuhtivust on märgatud ja kasutatud ülerõivaste valmistamisel. 4,5 mm argoonikiht võib edukalt asendada 14 mm tahkeid isolaatoreid. Gaasi jope sisse pumbates suudab inimene iseseisvalt reguleerida selle soojusjuhtivust, suurendades või vähendades süstitava aine kogust.
Üks tonn kaaliumi võib ühe aasta jooksul tekitada kuni 3100 argooni aatomit. Kuna kaaliumi sisaldavad looduslikud mineraalid akumuleerivad pidevalt üht argooni stabiilset isotoopi 40Ar, on võimalik mõõta olemasolevate kivimite vanust. See meetod, mida nimetatakse kaalium-argooniks, kasutatakse laialdaselt tuumageokronoloogia valdkonnas.
Praegu on Ukraina juhtiv argooni tarnija ettevõte DP Air Gas.