Prepararea argon si heliu

Heliu și pregătirea acestuia

Proprietăți de heliu. Heliu a fost descoperit pentru prima dată în 1868 în soare prin observarea unei eclipse. În 1895, el a fost găsit pe pământ.

Heliu (He) este gaz total inert este incolor și inodor. Unele constante fizice sunt prezentate în Tabelul heliu. 9. Nu este sorbită de metale solide și topite.

Tabelul 9. Unele constante fizice ale heliu

Utilizarea de heliu. Se găsește cea mai mare cerere în vehicule aeronautici umplere aeronauticii heliu și diverse dirijabile.

Heliul nu arde sau exploda. În ciuda faptului că el este de aproape 2 ori mai grele decât hidrogenul, ridicați-l mai mică decât cea a hidrogenului cu numai 8%.

Heliul este de mare folos ca substitut al azotului la o diluție de oxigen utilizat pentru respirație. Un amestec de 20% oxigen și 80% heliu în proprietățile lor chimice diferite de aer, dar înainte are mai multe avantaje.

Heliul este utilizat ca agent de rafinare în timpul topirii și turnarea metalelor neferoase, în special aluminiul și aliajele sale. Purjarea cu jet de metal lichid îndepărtează gazele heliu dizolvat în metal și se îndepărtează zgura ca impurități nemetalice A12O3. mediu protector format din heliu în turnarea aliajelor de magneziu scade la zero deșeuri, cu turnarea obișnuită în aer. Ignifugă și o conductivitate termică mare de heliu a fost lăsat să se aplice ca stingator și flacără agent protector în depozitarea substanțelor inflamabile (benzină, benzină etc.).

Heliu utilizat pentru umplerea becurilor incandescente cu filamente de tungsten.

Utilizarea pe scară largă de heliu și alte gaze inerte electrice lor datorită următoarelor avantaje în comparație cu alte gaze (hidrogen, azot, etc ...):

1) trecere cu rezistență redusă a particulelor încărcate;

2) potențial de aprindere autodescărcare redusă;

3) valori mici ale gradientului în coloana pozitivă, în funcție de presiunea și curent;

4) mobilitate electronică mare datorită faptului că potențialele mai puțin critice apar numai ciocnirile elastice cu electroni de energie.

In ultimii ani, heliu a fost aplicat în arc scopuri de sudare în gaz inert protector. Cu inerție heliu plin împiedică metalul topit să reacționeze cu aerul. În plus față de influența asupra sudare metalurgie, heliu, așa cum sa arătat mai sus, arcul se stabilizează și generează condițiile speciale ale influenței termice pe sudura cu arc metalic.

Surse de heliu. Heliul este produsul de degradare radioactiv. Acesta este conținut în minerale, care conțin simultan uraniu sau toriu.

gazele radioactive descompuse datorită răspândirii largi a substanțelor radioactive sunt formate peste tot. Heliul este format lent, dar continuu, cu toate acestea, datorită maselor uriașe de rocă formată cantitate enormă de heliu - aproximativ 25 de milioane de metri cubi în 3 ani ..

Heliul se găsește în roci, gaze de mină, gaze în izvoare minerale și vulcani. Există o cantitate mare de heliu din gazele naturale, din care o parte este de metan și etan. In plus, aceste gaze naturale conține cantități mari de dioxid de carbon și azot, precum și o impuritate minoră de argon și alte gaze rare.

Obținerea de heliu. Heliul este obținut din gazul natural prin (condensare fracționată, care este după cum urmează: gazul natural este comprimat și răcit, în care impuritățile având mai mare decât heliu, temperatura de condensare, lichefia heliu având o temperatură foarte scăzută lichefiere (-269 ° C ) rămâne în stare gazoasă și în forma prezentată.

Instalații industriale pentru producerea de heliu, sunt descrise în detaliu în literatura de specialitate.

In cantitati mici de heliu pot fi obținute ca produs secundar în aparatul de separare în oxigen și azot este aerul. Spre deosebire de argon, heliu selecție a aparatului de separare a aerului nu este mare dificultate.

Argon și primirea

Argon Proprietăți. Argon (Ar sau A) precum și heliu, este un gaz inert monoatomic.

Anumite proprietăți fizice sunt enumerate în tabelul argon. 11.

Utilizarea de argon. Argon este frecvent utilizat pentru umplerea lămpile cu incandescență pentru a reduce viteza de evaporare a filamentului și crește durata de viață a lămpii.

In loc de argon pur este utilizat un amestec de argon-azot (așa-numitul argon tehnic, cu curățare, de oxigen și umiditate) conținând până la 18% azot; Acest lucru se datorează faptului că argonul pur are un potențial redus de auto-aprindere a descărcării, care poate cauza arcuri electrice în lampă. impuritate azot mărește potențialul de aprindere.

Argon este un foarte larg utilizat în tehnologia de vid electric.

Argon, precum și heliu, este utilizat pentru rafinarea metalelor din turnare. De exemplu, argonul este utilizat pentru rafinarea oțelului inoxidabil în timpul turnării. Rolul gazului inert în timpul rafinării este de a elimina dizolvat hidrogen metalic lichid. Gazul inert are acțiune, astfel, pur fizică. Metalul topit este suflat cu un gaz inert. Deoarece hidrogenul în metalul topit se află la o anumită presiune, se difuzeaza din metal într-un bule de gaz inert și le-a dus în atmosferă.

Gazul inert nu este dizolvat în metalul topit și cu „spălarea“ le metalul topit nu are nici un efect advers asupra acestuia.

In 1942, se pregătește o nouă metodă de producere de magneziu din dolomită cu fiersiliciu și cu argon ca mediu inert. Utilizarea pe scară largă de argon pur este în producția de lămpi fluorescente (CFL), care sunt de câteva ori mai economice decât becurile incandescente.

Recent, împreună cu heliu, argon este folosit ca atmosferă inertă de protecție în timpul sudarea cu arc a unui număr de metale și aliaje. Astfel, în fiecare caz, cu o puritate de argon de cerințe speciale. Aceste cerințe sunt modificate în funcție de condițiile de sudare, marca material sudabil, material de electrod, și așa mai departe. N. indicații specifice sunt date despre acest lucru în capitolele relevante ale cărții.

Prepararea argon. Argon produs industrial ca produs secundar în prepararea oxigenului și azotului din aer. Procedeul de obținere argon constă din următoarele etape: a) lichefierea aerului înconjurător; b) distilarea aerului lichid pentru a se separa în părțile sale componente și care produc un amestec de argon-azot-oxigen (așa-numitul argon brut); c) purificarea argon brut.

aer lichefiat este supus distilării. Deoarece punctul de argon fierbere peste punctul de fierbere al azot la 10 ° C și sub punctul de fierbere al oxigenului la 3 °, atunci se produce congestie argon în amestecul de oxigen-azot care părăsește porțiunea specifică a coloanei de distilare.

Prin distilarea suplimentară a amestecului a atins un conținut mai mare de argon. Purificarea suplimentară a acestui amestec (argon brut) este produs din oxigen prin mijloace chimice, prin ardere în ea sulf sau hidrogen. Aceasta are ca rezultat un gaz care conține argon, vapori de apă, azot și unele oxigen. Acest amestec gazos a fost trecut peste oxid de cupru la cald și cupru pur. Hidrogenul este deținută de restabilirea și oxid de cupru pentru a forma vapori de apă, iar cuprul este combinat cu oxigenul. S-a obținut prin acest gaz (așa-numitul argon tehnic) care conține 82% sau mai mult argon, este comprimat și livrată către consumator.

argon tehnic poate fi purificată prin răcire profundă și distilare fracționată. În acest fel, aproape tot azotul este eliminat. Reziduuri acesta poate fi îndepărtat prin trecerea de argon peste calciu fierbinte.

Conform noilor specificații Glavkislorod argon pur, obținut prin distilare de argon tehnic. argon pur este descărcat două compoziții: № № 1 și 2. compoziție argon pur Ar № 1 cuprinde (în% volum)> 99,7 și impurități (în% volum): azot <0,24%, кислорода <0,05% и двуокиси углерода <0,01%. Чистый аргон состава № 2 содержит аргона> 99,2%, și impurități: azot <0,55%, кислорода <0,2% и двуокиси углерода <0,05%. Капельная влага отсутствует.