氩气的(历史,应用,危害)
Release Time:2021-12-08氩气的历史
尽管地球大气中的氩气含量丰富,但直到 1894 年瑞利勋爵和威廉拉姆齐首次将其与液态空气分离时,它才被发现。事实上,这种气体在 1785 年被亨利卡文迪什分离出来,他注意到即使在最极端的条件下,大约 1% 的空气也不会发生反应,那 1% 是氩气。氩气的发现是为了解释为什么从空气中提取的氮密度与通过氨分解获得的氮密度不同。拉姆齐从他从空气中提取的气体中去除了所有的氮气,并通过将其与热镁反应形成固体氮化镁来做到这一点。然后他留下了一种不会发生反应的气体,当他检查它的光谱时,他看到了新的红线和绿线,确认这是一种新元素。
氩气的应用
1.霓虹灯
惰性气体可方便地创建霓虹灯。氩气与氖和氪一起用于此目的。当电流通过氩气时,它会暂时激发最外层的轨道电子,并使它们短暂地跳跃到更高的“壳层”或能级。当电子然后回到其习惯的能级时,它会发射一个光子——一个无质量的光包。
2.放射性同位素测年
氩气可与钾或 K(元素周期表中的第 19 号元素)一起使用,以测定具有惊人 40 亿年历史的物体。这个过程是这样工作的:
钾通常有 19 个质子和 21 个中子,它的原子质量与氩大致相同(略低于 40),但质子和中子的组成不同。当被称为 β 粒子的放射性粒子与钾碰撞时,它可以将钾原子核中的一个质子转化为中子,将原子本身变为氩(18 个质子,22 个中子)。随着时间的推移,这会以可预测的固定速率发生,而且非常缓慢。因此,如果科学家检查火山岩样本,他们可以将样本中氩与钾的比率(随着时间的推移逐渐增加)与“全新”样本中存在的比率进行比较,并确定如何老岩石是。
请注意,这与“碳测年”不同,“碳测年”一词经常被错误地用于泛指使用放射性衰变方法对旧物体进行测年。碳测年只是一种特定类型的放射性同位素测年,仅对已知具有数千年历史的物体有用。
3.焊接中的保护气体
氩气用于特种合金的焊接以及汽车框架、消声器和其他汽车零件的焊接。它被称为保护气体,因为它不会与任何气体和金属在被焊接的金属附近盘旋;它只占用空间并防止附近发生其他不需要的反应,这是由于氮气和氧气等反应性气体造成的。
4.热处理
作为惰性气体,氩气可用于为热处理过程提供无氧和无氮环境。
5.3D 打印
氩气被用于新兴的 3D 打印领域。在打印材料的快速加热和冷却过程中,气体会阻止金属氧化和其他反应,并可以限制应力影响。氩气也可以根据需要与其他气体混合以形成特殊的混合物。
6.金属生产
与其在焊接中的作用类似,氩气可用于通过其他工艺合成金属,因为它可以防止氧化(生锈)并置换不需要的气体,如一氧化碳。
氩气的危害
不幸的是,氩气具有化学惰性并不意味着它没有潜在的健康危害。氩气在接触时会刺激皮肤和眼睛,在液态时会引起冻伤(氩油的用途相对较少,而化妆品中的常见成分“摩洛哥坚果油”甚至与氩气)。封闭环境中空气中的高浓度氩气会置换氧气并导致呼吸问题,从轻微到严重不等,具体取决于氩气的含量。这会导致窒息症状,包括头痛、头晕、意识模糊、虚弱和轻微的颤抖,在最极端的情况下会昏迷甚至死亡。在已知皮肤或眼睛暴露的情况下,用温水冲洗和冲洗是首选的治疗方法。吸入氩气后,可能需要标准的呼吸支持,包括面罩给氧,以使血氧水平恢复正常;让受影响的人离开富含氩气的环境当然也是必要的。