نعلم جميعًا أن الأرجون يستخدم في لحام المعادن المختلفة ، ولكن لم يفكر الجميع في ماهية هذا العنصر الكيميائي. في غضون ذلك ، تاريخها حافل بالأحداث. بصراحة ، الأرجون هو نسخة استثنائية من الجدول الدوري لمندليف ، الذي لا يوجد له نظائر. تفاجأ العالم نفسه في ذلك الوقت كيف يمكنه الوصول إلى هنا.
يوجد حوالي 0.9٪ من هذا الغاز في الغلاف الجوي. مثل النيتروجين ، فهو محايد بطبيعته وعديم اللون والرائحة. إنها ليست مناسبة لاستدامة الحياة ، لكنها ببساطة لا يمكن الاستغناء عنها في بعض مجالات النشاط البشري.
استطرادا قليلا في التاريخ
لأول مرة تم اكتشافه من قبل عالم فيزيائي إنجليزي بواسطة التعليم G. Cavendish ، الذي لاحظ وجود شيء جديد في الهواء مقاوم للهجوم الكيميائي. لسوء الحظ ، لم يتعلم كافنديش أبدًا طبيعة الغاز الجديد. بعد ما يزيد قليلاً عن مائة عام ، لاحظ عالم آخر ، جون ويليام ستراث ، ذلك. لقد توصل إلى استنتاج مفاده أن النيتروجين الموجود في الهواء يحتوي على بعض الغازات مجهولة المصدر ، لكنه لم يستطع معرفة ما إذا كان هو الأرجون أو أي شيء آخر.
في نفس الوقت لم يتفاعل الغاز مع المعادن المختلفة والكلور والأحماض والقلويات. أي ، من وجهة نظر كيميائية ، كان خاملًا في الطبيعة. كانت المفاجأة الأخرى هي اكتشاف أن جزيء غاز جديد يحتوي على ذرة واحدة فقط. وفي ذلك الوقت ، كان تكوين مشابه للغازات لا يزال مجهولاً.
صدم الإعلان العلني عن الغاز الجديد العديد من العلماء من جميع أنحاء العالم - كيف يمكنك التغاضي عن الغاز الجديد في الهواء على مدار العديد من الدراسات والتجارب العلمية ؟! لكن لم يؤمن كل العلماء ، بمن فيهم مندليف ، بالاكتشاف. إذا حكمنا من خلال الكتلة الذرية للغاز الجديد (39 ، 9) ، يجب أن يكون موجودًا بين البوتاسيوم (39 ، 1) والكالسيوم (40 ، 1) ، ولكن تم اتخاذ الموقف بالفعل.
كما ذكرنا ، الأرجون هو غاز ذو تاريخ غني و بوليسي. تم نسيانه لبعض الوقت ، ولكن بعد اكتشاف الهيليوم ، تم التعرف رسميًا على الغاز الجديد. تقرر تخصيص موضع صفري منفصل له ، يقع بين الهالوجينات والمعادن القلوية.
خصائص
من بين الغازات الخاملة الأخرى التي تدخل في المجموعة الثقيلة ، يعتبر الأرجون الأخف وزناً. تتجاوز كتلته وزن الهواء بمقدار 1.38 مرة. يمر الغاز إلى حالة سائلة عند درجة حرارة -185.9 درجة مئوية ، وعند -189.4 درجة مئوية والضغط العادي يتجمد.
يختلف الأرجون عن الهيليوم والنيون في أنه يمكن أن يذوب في الماء - عند درجة حرارة 20 درجة بكمية 3.3 مل لكل مائة جرام من السائل. ولكن في عدد من المحاليل العضوية ، يذوب الغاز بشكل أفضل. يتسبب تأثير التيار الكهربائي في توهجه ، مما أدى إلى اتساع نطاقهتنطبق على معدات الإضاءة.
اكتشف علماء الأحياء خاصية أخرى مفيدة تمتلكها الأرجون. هذا نوع من البيئة التي يشعر فيها النبات بشعور رائع ، كما أثبتته التجارب. لذلك ، في جو من الغاز ، أعطت بذور الأرز والذرة والخيار والجاودار المزروعة براعمها. في أجواء مختلفة ، حيث 98٪ أرجون و 2٪ أكسجين ، تنبت الخضروات مثل الجزر والخس والبصل جيدًا.
ما هو مميز بشكل خاص ، محتوى هذا الغاز في قشرة الأرض أكبر بكثير من العناصر الأخرى في مجموعته. محتواها التقريبي 0.04 جم للطن. هذا هو 14 ضعف كمية الهيليوم و 57 ضعف كمية النيون. أما بالنسبة للكون من حولنا ، فهناك المزيد منه ، خاصة على النجوم المختلفة والسدم. وفقًا لبعض التقديرات ، يوجد أرجون في الفضاء أكثر من الكلور والفوسفور والكالسيوم أو البوتاسيوم ، والتي توجد بكثرة على الأرض.
الحصول على الغاز
الأرجون في أسطوانات ، والذي نلتقي به غالبًا ، هو مصدر لا ينضب. بالإضافة إلى ذلك ، على أي حال ، فإنه يعود إلى الغلاف الجوي بسبب حقيقة أنه أثناء الاستخدام لا يتغير من الناحية الفيزيائية أو الكيميائية. قد يكون الاستثناء هو حالات استهلاك كمية صغيرة من نظائر الأرجون للحصول على نظائر وعناصر جديدة في سياق التفاعلات النووية.
في الصناعة ، يتم الحصول على الغاز عن طريق فصل الهواء إلى أكسجين ونيتروجين. نتيجة لذلك ، يولد الغاز كمنتج ثانوي. لهذا الغرض ، يتم استخدام معدات صناعية خاصة للتصحيح المزدوج مع عمودين.ضغط مرتفع ومنخفض ومكثف متوسط. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام نفايات إنتاج الأمونيا لإنتاج الأرجون.
نطاق التطبيق
نطاق الأرجون له عدة مجالات:
- صناعة المواد الغذائية
- علم المعادن ؛
- ابحاث علمية و تجارب
- لحام
- إلكترونيات ؛
- صناعة السيارات.
هذا الغاز المحايد موجود داخل الكفوف الكهربائية ، مما يبطئ تبخر ملف التنغستن بالداخل. نتيجة لهذه الخاصية ، فإن آلة اللحام القائمة على هذا الغاز مستخدمة على نطاق واسع. يسمح لك الأرجون بتوصيل الأجزاء المصنوعة من الألمنيوم والدورالومين بشكل موثوق.
تم استخدام الغاز على نطاق واسع عند إنشاء جو وقائي وخامل. عادة ما يكون هذا ضروريًا للمعالجة الحرارية لتلك المعادن التي تكون عرضة للأكسدة بسهولة. تنمو البلورات جيدًا في جو الأرجون لإنتاج عناصر شبه موصلة أو مواد فائقة النقاء.
مميزات وعيوب استخدام الأرجون في اللحام
فيما يتعلق بمنطقة اللحام ، يعطي الأرجون مزايا معينة. بادئ ذي بدء ، لا تسخن الأجزاء المعدنية كثيرًا أثناء اللحام. هذا يتجنب التشوه. تشمل المزايا الأخرى:
- حماية لحام موثوقة ؛
- سرعة اللحام بالأرجون ترتيب أعلى من حيث الحجم ؛
- عملية سهلة التحكم
- يمكن أن يكون اللحام ميكانيكيًا أو آليًا بالكامل ؛
- فرصةربط أجزاء من معادن غير متشابهة.
في نفس الوقت ، يشير لحام الأرجون أيضًا إلى عدد من العيوب:
- اللحام يولد الأشعة فوق البنفسجية ؛
- يتطلب قوس التيار العالي تبريدًا عالي الجودة ؛
- العمل الجاد في الهواء الطلق أو الرياح.
ومع ذلك ، مع العديد من المزايا ، من الصعب التقليل من أهمية اللحام بالأرجون.
الاحتياطات
كن حذرا عند استخدام الأرجون. على الرغم من أن الغاز غير سام ، إلا أنه يمكن أن يسبب الاختناق عن طريق استبدال الأكسجين أو تسييله. لذلك ، من المهم للغاية التحكم في حجم O2في الهواء (على الأقل 19٪) باستخدام أدوات خاصة ، يدوية أو أوتوماتيكية.
العمل بالغاز السائل يتطلب الحذر الشديد ، لأن انخفاض درجة حرارة الأرجون يمكن أن يسبب قضمة صقيع شديدة في الجلد وتلف قشرة العين. يجب استخدام النظارات الواقية والملابس الواقية. يجب على الأشخاص الذين يحتاجون إلى العمل في جو الأرجون ارتداء أقنعة الغاز أو غيرها من أجهزة الأكسجين العازلة.
