เราทุกคนรู้ดีว่าอาร์กอนถูกใช้เพื่อเชื่อมโลหะต่างๆ แต่ทุกคนไม่ได้คิดว่าองค์ประกอบทางเคมีนี้คืออะไร ในขณะเดียวกัน ประวัติศาสตร์ก็เต็มไปด้วยเหตุการณ์ต่างๆ อาร์กอนเป็นสำเนาพิเศษของตารางธาตุของ Mendeleev ซึ่งไม่มีความคล้ายคลึงกัน นักวิทยาศาสตร์เองก็แปลกใจว่าทำไมเขาถึงมาอยู่ที่นี่ได้
ประมาณ 0.9% ของก๊าซนี้มีอยู่ในบรรยากาศ เช่นเดียวกับไนโตรเจน มีลักษณะเป็นกลาง ไม่มีสี และไม่มีกลิ่น มันไม่เหมาะสำหรับการดำรงชีวิต แต่มันไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในบางพื้นที่ของกิจกรรมของมนุษย์
พูดนอกเรื่องเล็กน้อยในประวัติศาสตร์
เป็นครั้งแรกที่มันถูกค้นพบโดยชาวอังกฤษและนักฟิสิกส์โดยการศึกษา G. Cavendish ผู้สังเกตเห็นสิ่งใหม่ ๆ ในอากาศที่ทนต่อการโจมตีทางเคมี น่าเสียดายที่คาเวนดิชไม่เคยเรียนรู้ธรรมชาติของก๊าซชนิดใหม่ กว่าร้อยปีต่อมา นักวิทยาศาสตร์อีกคน จอห์น วิลเลียม สตราธ สังเกตเห็นสิ่งนี้ เขาได้ข้อสรุปว่าไนโตรเจนจากอากาศมีก๊าซไม่ทราบที่มา แต่เขาไม่ทราบว่าเป็นอาร์กอนหรืออย่างอื่น
ในขณะเดียวกันแก๊สก็ไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะต่างๆ คลอรีน กรด ด่าง นั่นคือจากมุมมองทางเคมี มันเป็นธรรมชาติเฉื่อย ความประหลาดใจอีกประการหนึ่งคือการค้นพบโมเลกุลของก๊าซใหม่มีอะตอมเพียงอะตอมเดียว และในขณะนั้นก็ยังไม่ทราบองค์ประกอบที่คล้ายกันของก๊าซ
การประกาศต่อสาธารณชนเกี่ยวกับก๊าซชนิดใหม่นี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลายคนทั่วโลกตกใจ คุณจะมองข้ามก๊าซใหม่ในอากาศจากการศึกษาและการทดลองทางวิทยาศาสตร์มากมายได้อย่างไร! แต่ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคน รวมทั้ง Mendeleev ที่เชื่อในการค้นพบนี้ พิจารณาจากมวลอะตอมของก๊าซใหม่ (39, 9) ควรจะอยู่ระหว่างโพแทสเซียม (39, 1) และแคลเซียม (40, 1) แต่ตำแหน่งได้รับแล้ว
ดังที่กล่าวไว้ อาร์กอนเป็นก๊าซที่มีประวัติอันยาวนานและเป็นนักสืบ บางครั้งมันถูกลืมไป แต่หลังจากการค้นพบฮีเลียม ก๊าซชนิดใหม่ก็ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการ มีการตัดสินใจที่จะกำหนดตำแหน่งศูนย์แยกต่างหากสำหรับมัน ซึ่งอยู่ระหว่างฮาโลเจนและโลหะอัลคาไล
คุณสมบัติ
ในบรรดาก๊าซเฉื่อยอื่นๆ ที่รวมอยู่ในกลุ่มหนัก อาร์กอนถือว่าเบาที่สุด มวลของมันเกินกว่าน้ำหนักอากาศ 1.38 เท่า ก๊าซจะผ่านเข้าสู่สถานะของเหลวที่อุณหภูมิ -185.9 °C และที่ -189.4 °C และความดันปกติจะแข็งตัว
อาร์กอนแตกต่างจากฮีเลียมและนีออนตรงที่สามารถละลายในน้ำ - ที่อุณหภูมิ 20 องศาในปริมาณ 3.3 มล. ต่อของเหลวหนึ่งร้อยกรัม แต่ในสารละลายอินทรีย์จำนวนหนึ่ง ก๊าซจะละลายได้ดีขึ้น ผลกระทบของกระแสไฟฟ้าทำให้เกิดประกายไฟได้เนื่องจากกระแสไฟฟ้าได้กลายเป็นที่แพร่หลายมากขึ้นนำไปใช้กับอุปกรณ์ให้แสงสว่าง
นักชีววิทยาค้นพบคุณสมบัติที่มีประโยชน์อีกอย่างที่อาร์กอนมี นี่เป็นสภาพแวดล้อมที่พืชรู้สึกดีมาก ซึ่งพิสูจน์โดยการทดลอง ดังนั้นเมื่ออยู่ในบรรยากาศของก๊าซ เมล็ดข้าว ข้าวโพด แตงกวา และข้าวไรย์ที่ปลูกไว้จึงให้ถั่วงอก ในบรรยากาศที่ต่างออกไป ที่ซึ่งอาร์กอน 98% และออกซิเจน 2% นั้น ผักต่างๆ เช่น แครอท ผักกาดหอม และหัวหอมจะงอกออกมาอย่างดี
ลักษณะเฉพาะคือ ปริมาณก๊าซในเปลือกโลกมีมากกว่าธาตุอื่นในกลุ่มมาก ปริมาณโดยประมาณคือ 0.04 กรัมต่อตัน นี่คือ 14 เท่าของปริมาณฮีเลียมและ 57 เท่าของปริมาณนีออน สำหรับจักรวาลรอบๆ ตัวเรานั้น มีมากกว่านั้นอีก โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนดาวฤกษ์ต่างๆ และในเนบิวลา จากการประมาณการบางส่วน มีอาร์กอนในอวกาศมากกว่าคลอรีน ฟอสฟอรัส แคลเซียมหรือโพแทสเซียมซึ่งมีอยู่มากบนโลก
รับน้ำมัน
อาร์กอนในกระบอกสูบที่เราพบเจอบ่อย ๆ เป็นแหล่งที่ไม่สิ้นสุด นอกจากนี้ ไม่ว่าในกรณีใด มันจะกลับสู่บรรยากาศเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าในระหว่างการใช้งานจะไม่เปลี่ยนแปลงทั้งในแง่กายภาพหรือทางเคมี ข้อยกเว้นอาจเป็นกรณีของการบริโภคไอโซโทปอาร์กอนจำนวนเล็กน้อยเพื่อให้ได้ไอโซโทปและองค์ประกอบใหม่ในระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์
ในอุตสาหกรรม ก๊าซได้มาจากการแยกอากาศออกเป็นออกซิเจนและไนโตรเจน เป็นผลให้ก๊าซเกิดเป็นผลพลอยได้ ด้วยเหตุนี้จึงใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรมพิเศษสำหรับการแก้ไขสองครั้งด้วยสองคอลัมน์แรงดันสูงและต่ำและคอนเดนเซอร์ระเหยระดับกลาง นอกจากนี้ ของเสียจากการผลิตแอมโมเนียยังสามารถนำไปใช้ผลิตอาร์กอนได้
ขอบเขตการใช้งาน
ขอบเขตของอาร์กอนมีหลายพื้นที่:
- อุตสาหกรรมอาหาร;
- โลหะวิทยา;
- การวิจัยและการทดลองทางวิทยาศาสตร์;
- งานเชื่อม
- อิเล็กทรอนิกส์;
- อุตสาหกรรมยานยนต์
ก๊าซที่เป็นกลางนี้อยู่ภายในอุ้งเท้าไฟฟ้า ซึ่งทำให้การระเหยของขดลวดทังสเตนภายในช้าลง เนื่องจากคุณสมบัตินี้ เครื่องเชื่อมที่ใช้ก๊าซชนิดนี้จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย อาร์กอนช่วยให้คุณเชื่อมต่อชิ้นส่วนที่ทำจากอลูมิเนียมและ Duralumin ได้อย่างน่าเชื่อถือ
แก๊สถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสร้างบรรยากาศที่ป้องกันและเฉื่อย ซึ่งมักจำเป็นสำหรับการบำบัดความร้อนของโลหะที่อาจเกิดออกซิเดชันได้ง่าย คริสตัลเติบโตได้ดีในบรรยากาศอาร์กอนเพื่อผลิตองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์หรือวัสดุบริสุทธิ์พิเศษ
ข้อดีและข้อเสียของการใช้อาร์กอนในการเชื่อม
เกี่ยวกับพื้นที่เชื่อมอาร์กอนให้ข้อดีบางประการ ประการแรก ชิ้นส่วนโลหะไม่ร้อนมากระหว่างการเชื่อม เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนรูป สิทธิประโยชน์อื่นๆ ได้แก่:
- ป้องกันรอยเชื่อมที่เชื่อถือได้
- ความเร็วในการเชื่อมอาร์กอนเป็นลำดับความสำคัญที่สูงขึ้น
- ควบคุมง่าย
- การเชื่อมแบบเครื่องจักรหรือแบบอัตโนมัติก็ได้
- โอกาสเชื่อมชิ้นส่วนจากโลหะที่ไม่เหมือนกัน
ในเวลาเดียวกัน การเชื่อมอาร์กอนก็มีข้อเสียอยู่หลายประการ:
- การเชื่อมทำให้เกิดรังสีอัลตราไวโอเลต
- ส่วนโค้งของแอมแปร์สูงต้องการการทำความเย็นคุณภาพสูง
- ทำงานหนักกลางแจ้งหรือเก่งกาจ
อย่างไรก็ตาม ด้วยข้อดีมากมายจึงเป็นเรื่องยากที่จะประเมินความสำคัญของการเชื่อมอาร์กอนต่ำไป
ข้อควรระวัง
ระวังการใช้อาร์กอน แม้ว่าแก๊สจะไม่เป็นพิษ แต่ก็สามารถทำให้ขาดอากาศหายใจได้โดยการแทนที่ออกซิเจนหรือทำให้เป็นของเหลว ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องควบคุมระดับเสียงของ O2ในอากาศ (อย่างน้อย 19%) โดยใช้เครื่องมือพิเศษ ทั้งแบบแมนนวลหรือแบบอัตโนมัติ
การทำงานกับแก๊สเหลวต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่ง เนื่องจากอาร์กอนที่อุณหภูมิต่ำอาจทำให้ผิวหนังเป็นน้ำเหลืองกัดอย่างรุนแรงและทำลายเปลือกตาได้ ต้องใช้แว่นตาและชุดป้องกัน ผู้ที่ต้องทำงานในบรรยากาศอาร์กอนควรสวมหน้ากากป้องกันแก๊สพิษหรืออุปกรณ์ออกซิเจนที่เป็นฉนวนอื่นๆ