Chu Văn An
Nội dung bài viết
Argon là khí hiếm thứ ba trong nhóm VIII, tồn tại dưới dạng khí không màu, có nhiều ứng dụng rộng rãi trong bóng đèn điện, hàn kim loại và phản ứng hóa học. Hãy cùng LabVIECHIEM tìm hiểu về tính chất và ứng dụng của nó qua bài viết dưới đây.
1. Khí Argon là gì?
Trong bảng tuần hoàn, Argon là nguyên tố hóa học có số nguyên tử 18 và ký hiệu Ar. Trong khí quyển, Argon chỉ chiếm khoảng 0,934% nên được coi là loại khí hiếm nhất trên Trái đất.
Trong công nghiệp, nó được sử dụng trong kỹ thuật hàn kim loại và sản xuất bóng đèn.
Hình 1: Argon là khí hiếm
2. Lịch sử hình thành
Từ năm 1785, nhà vật lý và hóa học người Anh Henry Cavendish đã xác định Argon tồn tại trong không khí. Mãi đến năm 1894, Lord Rayleigh và William Ramsay mới chính thức phát hiện ra loại khí này.
Khí Argon được tách ra khỏi không khí lỏng bằng cách chưng cất phân đoạn vì bầu khí quyển Trái đất chỉ chứa khoảng 0,934% thể tích và 1,29% khối lượng Argon. Trong bầu khí quyển của Sao Hỏa, Argon chiếm 1,6% Ar-40 và 5 ppm Ar-36. Năm 2005, tàu thăm dò Huygens cũng phát hiện ra sự tồn tại của Ar-40 trên Titan, vệ tinh lớn nhất của Sao Thổ.
3. Tính chất lý hóa đặc trưng của Argon
3.1. Tính chất vật lý
|
Thiên nhiên |
đặc trưng |
|
Kiểm tra bên ngoài |
Tồn tại dưới dạng khí không màu, phát sáng với ánh sáng màu tím nhạt khi ở trạng thái plasma. |
|
số nguyên tử |
18 |
|
Khối lượng nguyên tử |
39.948 |
|
Nhiệt độ nóng chảy |
83,80 K tương ứng với −189,35 °C hoặc −308,83 °F. |
|
Nhiệt độ sôi |
87,30 K tương ứng với −185,85 °C hoặc −302,53 °F |
|
Tỉ trọng |
Ở 0 độ C, 101.325 kPa: 1.784 g/L |
|
Nhiệt nóng chảy |
1,18 kJ/mol |
|
Nhiệt bốc hơi |
6,43 kJ/mol |
Hình 2: Argon phát sáng với ánh sáng tím nhạt khi ở trong plasma
3.2. Tính chất hóa học
Vì Argon là khí trơ nên không phản ứng với các hóa chất khác. Khi ở trạng thái rắn hoặc lỏng, Argon không hòa tan kim loại nhưng Argon hòa tan trong nước, có độ hòa tan cao gấp 2,5 lần nitơ và gần bằng oxy.
Theo một nghiên cứu có sự tạo ra argon fluorohydride (HArF) – một hợp chất không ổn định của Argon với Hydrogen và Fluorine nhưng chưa được xác nhận.
4. Cách điều chế khí Argon
Hiện nay, để điều chế khí Argon người ta thường sử dụng phương pháp chưng cất phân đoạn. Phương pháp này được thực hiện bằng cách làm mát không khí đến nhiệt độ rất thấp, sau đó tách Argon khỏi nitơ và oxy. Ngoài ra, tại các nhà máy luyện kim màu, Argon thường được điều chế từ khí thải trong quá trình sản xuất NH3 và các sản phẩm phụ của nhà máy.
5. Ứng dụng phổ biến của khí Argon trong công nghiệp
Argon được sử dụng trong đèn điện vì nó không phản ứng với dây tóc trong bóng đèn, ngay cả ở nhiệt độ cao và trong những trường hợp nitơ phân tử không ổn định. Các ứng dụng khác của Argon bao gồm:
– Là môi trường khí trơ trong nhiều công nghệ hàn kim loại, bao gồm hàn khí trơ kim loại (MIG) và hàn khí trơ (TIG) vonfram (trong đó “I” là viết tắt của từ “inert” trong tiếng Anh, có nghĩa là trơ).
– Phục vụ như một lớp phủ không phản ứng trong sản xuất titan và các nguyên tố có tính phản ứng hóa học cao khác.
– Là lớp khí bảo vệ trong quá trình nuôi cấy tinh thể silicon và germanium trong ngành sản xuất chất bán dẫn.
– Dùng trong đèn plasma.
Hình 3: Ứng dụng của khí Argon
Argon-39 được sử dụng trong nhiều ứng dụng, chủ yếu là nghiên cứu lõi băng và xác định niên đại nước ngầm.
– Được sử dụng trong các thiết bị phẫu thuật lạnh, chẳng hạn như cryoablation, sử dụng argon lỏng để tiêu diệt tế bào ung thư.
– Được sử dụng trong các thiết bị lặn khép kín để kéo căng quần áo khô do tính trơ và tính dẫn nhiệt kém.
6. Khí Argon có độc không? Lưu ý và bảo quản
6.1. Khí Argon có độc không?
Khí Argon không độc hại và không gây nổ, nhưng do nặng hơn không khí nên có thể tích tụ ở những nơi thông gió kém, dẫn đến thiếu oxy, gây nguy hiểm ngạt thở cho thợ hàn. Vì vậy, cần theo dõi và duy trì nồng độ oxy tại nơi làm việc không thấp hơn 19% để đảm bảo an toàn.
6.2. Bảo tồn
Argon sau khi được điều chế được phân thành 2 mức độ tinh khiết: loại thường có tỷ lệ Argon từ 99,99% trở lên và loại có độ tinh khiết cao với Argon chiếm 99,999%. Argon ở trạng thái khí được lưu trữ và vận chuyển trong các thùng thép hoặc thùng ô tô dưới áp suất 15 MPa hoặc 20 MPa ở 20 độ C.
Hình 4: Kho chứa khí Argon
Trên đây là những chia sẻ của LabTrường Lê Hồng Phong về khí Argon và những ứng dụng của nó trong cuộc sống. Nếu có thắc mắc vui lòng để lại thông tin bên dưới phần bình luận để chúng tôi giải đáp. LabTrường Chu Văn An là địa chỉ uy tín cung cấp hóa chất, thiết bị, dụng cụ phòng thí nghiệm uy tín. Nếu bạn có nhu cầu hãy liên hệ ngay tới hotline 0826 020 020 để được tư vấn và hỗ trợ.
Nội dung được phát triển bởi đội ngũ truongchuvananhue.edu.vn với mục đích chia sẻ và tăng trải nghiệm khách hàng. Mọi ý kiến đóng góp xin vui lòng liên hệ tổng đài chăm sóc: 1900 0000 hoặc email: hotro@truongchuvananhue.edu.vn