главная > справочник > химическая энциклопедия:

Аргон

Аргон (от греч. argos - недеятельный; лат Argon) Ar, хим. элемент VIII гр. периодич. системы, относится к благородным газам. ат. н. 18, ат. м. 39,948. Прир. аргон состоит из изотопов с мас. ч. 36 (0,337% по объему), 38 (0,063%), 40 (99,600%), т.е., в отличие от др. легких элементов, преобладает самый тяжелый изотоп. Причина этого - концентрирование ⁴⁰Аг в атмосфере в результате распада в литосфере ⁴⁰К посредством захвата орбитального электрона. К + + е -> ⁴⁰Аг+ (превращ. 12% ⁴⁰К). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. аргона 62*10^-26 м². Конфигурация внеш. электронной оболочки 3s²3p⁶; энергия ионизации Аг° -> Аг⁺ -> Аг²⁺ соотв. 1520,57 и 2665,83 кДж/моль; ван-дер-ваальсов радиус 0,192 нм, ковалентный радиус 0,095 нм.

Аргон - самый распространенный из благородных газов элемент. В атмосфере его содержится 0,934% по объему (4*10¹⁴т), в литосфере - 4*10^-6% по массе.

Аргон - одноатомный газ без цвета и запаха; т. кип. 87,29 К; плотн. 0,001784 г/см³ (жидкого при 87 К - 1,40 г/см³, твердого при 40 К -1,40 г/см³); р_крит 0,4894 МПа; d_крит 0,536 г/см³; тройная точка. температура 83,81 К, давл. 68,9 кПа, плотн. 1,623 г/см³; С_p° 20,79 Дж/(моль*К); Н^о_пл 1,17 кДж/моль, Н°_исп 6,51 кДж/моль; S₂₉₈ 154,73 ДжДмоль*К); ур-ния температурной зависимости давления пара над твердым и жидким аргоном соотв.: lgp(Па) = -404,84/Т + 9,66944, 1gр(Па) = - 550,8211/Т - 8,784939 lg Т + 0,0174713 Т + + 26,8435. Теплопроводность 0,0164 Вт/(м*К); е 1,000554 (273,15 К, 0,10133 МПа). Диамагнетик. магн. восприимчивость (-19,4*10^-6) не зависит от температуры. Р-римость в воде при нормальном давлении (см³/л): 52,4 (273 К), 33,6 (293 К), 24,9 (313 К), 20,8 (333 К), 18,1 (353 К). В орг. растворителях аргон раств. значительно лучше, чем в воде. Для твердого аргона кристаллич. решетка кубич. гранецентрированная (а = 0,542 нм, z = = 4, пространств, группа Fm3m).

С водой, фенолом. гидрохиноном и ацетоном аргон образует соед. включения, а с электроотрицат. атомами в электрич. разряде или под действием пучка электронов - эксимеры (см. Благородные газы).

Получают аргон в результате воздуха разделения при глубоком охлаждении. Обогащенная аргоном смесь, содержащая до 40% О₂, подается на разделение в колонну. В результате получают 95%-ный аргон; степень извлечения достигает 0,75-0,80. Дальнейшая очистка от О₂ осуществляется гидрированием в присут. платинового кат. при 333-343 К, а от N₂ - низкотемпературной ректификацией. Применяется также адсорбц. метод очистки (от О₂, Н₂ и др. благородных газов) с использованием активного угля или молекулярных сит. Аргон может быть получен и как побочный продукт из продувочных газов в колоннах для синтеза NH₃.

Качественно аргон обнаруживают с помощью эмиссионного спектрального анализа; осн. характеристич. линии - 434,80 и 811,33 нм. При количеств, определении сопутствующие газы (О₂, N₂, H,, СО₂) связываются специфич. реагентами (Са, Си, MnO, CuO, NaOH) или отделяются с помощью поглотителей (напр., водных растворов орг. и неорг. сульфатов). Отделение от других благородных газов основано на разл. адсорбируемости их активным углем. Используются методы анализа, основанные на измерении плотности, теплопроводности и др., а также масс-спектрометрич. и хроматографич. методы.

Аргон используют в кач-ве защитной среды при сварке (60-65% получаемого аргона), получении металлов и в др. металлургич. процессах (30-35%), в произ-ве полупроводниковых материалов, при хим. синтезах. Аргон применяют также как наполнитель в светотехнике (в разрядных трубках, люминесцентных лампах; 2-3%), электронике (в тиратронах и др.), ядерной технике (в ионизац. счетчиках и др.). Мировое производство аргона (без СССР) 5*10⁸-5*10⁹ м³/год.

Аргон при давл. 0,4 МПа вызывает у человека оцепенение, нервно-мышечные расстройства и затуманенность мышления.

Аргон поставляется, транспортируется и хранится в стальных баллонах емкостью 40 л; давление газа в баллоне до 15 МПа. Баллоны для чистого аргона окрашены в серый цвет и имеют сверху зеленую полосу, верх. часть баллона для аргона особой чистоты окрашена в белый цвет, нижняя - в черный. Аргон особой чистоты хранится также в стеклянных баллонах емкостью 2 л под давл. 0,06-0,07 МПа.

Аргон открыт Дж. Рэлеем и У. Рамзаем в 1894.

Лит. см. при ст. Благородные газы. В. Б. Соколов.

Дополнительная информация: "Аргон: химические и физические свойства".