Реферат: Аргон инертный газ - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Аргон инертный газ

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 51 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

8 Общие сведения об открытиях б лагородных газов К благородным газам относятся гелий, неон, аргон, к риптон, ксенон и радон. По своим свойствам они не похожи ни на какие другие элементы и в периодической системе располагаются между типичными мета ллами и неметаллами. История открытия инертных газов представляет большой интерес: во- первых, как триумф введённых Ломоносовым количественных методов химии( открытие аргона), а во-вторых, как триумф теоретического предвидения (отк рытие остальных инертных газов), опирающегося на величайшее обобщение х имии – периодический закон Менделеева. Открытие физиком Рэлеем и химиком Рамзаем первого благородного газ а – аргона – произошло в то время, когда построение периодической сист емы казалось завершённым и в ней оставалось лишь несколько пустых клето к. Ещё 1785 году английский химик и физик Г. Кавендиш обнаружил в воздухе какой- то новый газ, необыкновенно устойчивый химически. На долю этого газа при ходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Но что это за газ, Кавендишу выяснить не удалось. Об этом опыте вспомнили 107 лет спустя, когда Джон Уильям Стратт (лорд Рэлей) натолкнулся на ту же примесь, заметив, что азот воздуха тяжелее, чем азот, выделенный из соединений. Не найдя достоверного объяснения аномалии, Рэ лей через журнал «Nature» обратился к коллегам-естествоиспытателям с предло жением вместе подумать и поработать над разгадкой ее причин... Спустя два года Рэлей и У. Рамзай установили, что в азоте воздуха действит ельно есть примесь неизвестного газа, более тяжелого, чем азот, и крайне и нертного химически. “Воздух при помощи раскалённой меди был лишён своег о кислорода и затем нагрет с кусочками магния в трубочке. После того как з начительное количество азота было поглощено магнием, была определена п лотность остатка. Плотность оказалась в 15 раз больше плотности водорода, тогда как плотность азота только в 14 раз больше её. Эта плотность возраста ла ещё по мере дальнейшего поглощения азота, пока не достигла 18. Этим было доказано, что воздух содержит газ, плотность которого больше плотности а зота… Я получил 100 см 3 этого вещества и нашёл ег о плотность равной 19,9. Оно оказалось одноатомным газом.” Когда они выступ или с публичным сообщением о своем открытии, это произвело ошеломляющее впечатление. Многим казалось невероятным, чтобы несколько поколений уч еных, выполнивших тысячи анализов воздуха, проглядели его составную час ть, да еще такую заметную - почти процент! Кстати, именно в этот день и час, 13 а вгуста 1894 года, аргон и получил свое имя, которое в переводе с греческого зн ачит «недеятельный». Гелий впервые был идентифицирован как химический элемен т в 1868 П.Жансеном при изучении солнечного затмения в Индии. При спектральн ом анализе солнечной хромосферы была обнаружена ярко-желтая линия, перв оначально отнесенная к спектру натрия, однако в 1871 Дж.Локьер и П.Жансен док азали, что эта линия не относится ни к одному из известных на земле элемен тов. Локьер и Э.Франкленд назвали новый элемент гелием от греч. «гелиос», ч то означает солнце. В то время не знали, что гелий – инертный газ, и предпо лагали, что это металл. И только спустя почти четверть века гелий был обна ружен на земле. В 1895, через несколько месяцев после открытия аргона, У.Рамза й и почти одновременно шведские химики П.Клеве и Н.Ленгле установили, что гелий выделяется при нагревании минерала клевеита. Год спустя Г.Кейзер о бнаружил примесь гелия в атмосфере, а в 1906 гелий был обнаружен в составе пр иродного газа нефтяных скважин Канзаса. В том же году Э.Резерфорд и Т.Ройд с установили, что a -частицы, испускаемые р адиоактивными элементами, представляют собой ядра гелия. После этого открытия Рамзай пришёл к выводу, что сущест вует целая группа химических элементов, которая располагается в период ической системе между щелочными металлами и галогенами. П ользуясь периодическим законом и методом Менделеева, было определено к оличество неизвестных благородных газов и их свойства, в частности их ат омные массы. Это позволило осуществить и целенаправленные поиски благо родных газов. Вначале Рамзай и его сотрудники занялись минералами, природными в одами, даже метеоритами. Результаты анализов неизменно оказывались отр ицательными. Между тем— теперь мы это знаем— новый газ в них был. Но мето дами, существовавшими в конце прошлого века, эти «микроследы» не улавлив ались. Затем исследователи обратились к воздуху. Всего за четыре последующих года было открыто четыре новых элемен та, при этом неон, криптон и ксенон были выделены из воздуха. Воздух, очищенный предварительно от углекислоты и влаги, сжижали, а зате м начинали медленно испарять. Сначала «летят» более легкие газы. После и спарения основной массы воздуха рассортировывают оставшиеся тяжелые и нертные газы. Затем, полученные фракции исследовали. Одним из методов по иска был спектральный анализ: газ помещали в разрядную трубку, подключал и ток и по линиям спектра определяли «кто есть кто». Когда в разрядную трубку поместили первую, самую легкую и низкокипящую ф ракцию воздуха, то в спектре наряду с известными линиями азота, гелия и ар гона были обнаружены новые линии, из них особенно яркими были красные и о ранжевые. Они придавали свету в трубке огненную окраску. В момент, когда Р амзай наблюдал спектр только что полученного газа, в лабораторию вошел е го двенадцатилетний сын, успевший стать «болельщиком» отцовых работ. Ув идев необычное свечение, он воскликнул: «new one!» Так возникло название газа «неон», по-древнегречески значит «новый». После того как были открыты гелий, неон и аргон, завершающие три первых пе риода таблицы Менделеева, уже не вызывало сомнений, что четвёртый, пятый и шестой периоды тоже должны оканчиваться инертным газом. Но найти их уд алось не сразу. Это и неудивительно: в 1 м 3 возду ха 9, 3 л аргона и всего лишь 0, 08 мл ксенона. Но к тому времени стараниями учены х, прежде всего англичанина Траверса, появилась возможность получать зн ачительные количества жидкого воздуха. Стал доступен даже жидкий водор од. Благодаря этому Рамзай совместно с Траверсом смог заняться исследов анием наиболее труднолетучей фракции воздуха, получающейся после отго нки гелия, водорода, неона, кислорода, азота и аргона. Остаток содержал сыр ой (то есть неочищенный) криптон (“скрытый”). Однако после откачки его в со суде неизменно оставался пузырек газа. Этот газ голубовато светился в эл ектрическом разряде и давал своеобразный спектр с линиями в областях от оранжевой до фиолетовой. Характерные спектральные линии — визитная ка рточка элемента. У Рамзая и Траверса были все основания считать, что откр ыт новый инертный газ. Его назвали ксеноном, что в переводе с греческого з начит «чужой»: в криптоновой фракции воздуха он действительно выглядел чужаком. В поисках нового элемента и для изучения его свойств Рамзай и Тр аверс переработали около ста тонн жидкого воздуха; индивидуальность кс енона как нового химического элемента они установили, оперируя всего 0,2 с м 3 этого газа. Необычайная для того времени то нкость эксперимента! Хотя содержание ксенона в атмосфере крайне мало, им енно воздух — практически единственный и неисчерпаемый источник ксен она. Неисчерпаемый — потому, что почти весь ксенон возвращается в атмос феру. Заслуга открытия высшего представителя инертных газов принадлежит том у же Рамзаю. При помощи весьма тонких технических приёмов он доказал, что радиоактивное истечение из радия – эманация радия – представляет соб ой газ, подчиняющийся всем законам обычных газов, химически инертный и о бладающий характерным спектром. Его молекулярный вес – около 220 – был Ра мзаем измерен по скорости диффузии. Если предположить, что ядро атома эм анации радия – это остаток ядра радия после выбрасывания из него ядра а тома гелия - -частицы, то зар яд его должен быть равен 88-2=86, т.е. новый элемент должен действительно быть и нертным газом с атомным весом 226-4=222. Таким образом, п осле блестящих экспериментов 16 марта 1900 г. в Лондоне произошла встреча Мен делеева и Рамзая, на которой было официально решено включить в периодиче скую систему новую группу химических элементов. Аргон Аргон Ar 18 39,948 История открытия Аргона В 1785 г. английский химик и физик Г. Кавендиш обнаружил в возду хе какой-то новый газ, необыкновенно устойчивый химически. На долю этого газа приходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Но чт о это за газ, Кавендишу выяснить не удалось. Об этом опыте вспомнили 107 лет спустя, когда Джон Уильям Стратт (лорд Рэлей) натолкнулся на ту же при месь, заметив, что азот воздуха тяжелее, чем азот, выделенный из соединени й. Не найдя достоверного объяснения аномалии, Рэлей через журнал «Nature» обр атился к коллегам-естествоиспытателям с предложением вместе подумать и поработать над разгадкой ее причин... Спустя два года Рэлей и У. Рамзай установили, что в азоте воздуха действительно есть примесь неизвес тного газа, более тяжелого, чем азот, и крайне инертного химически. Когда они выступили с публичным сообщением о своем открытии, это произве ло ошеломляющее впечатление. Многим казалось невероятным, чтобы нескол ько поколений ученых, выполнивших тысячи анализов воздуха, проглядели е го составную часть, да еще такую заметную – почти процент! Кстати, именно в этот день и час, 13 августа 1894 г., аргон и получил свое имя, кот орое в переводе с греческого значит «недеятельный». Его предложил предс едательствовавший на собрании доктор Медан. Между тем нет ничего удивительного в том, что аргон так долго ускользал о т ученых. Ведь в природе он себя решительно ничем не проявлял! Напрашивае тся параллель с ядерной энергией: говоря о трудностях ее выявления, А. Эйнштейн заметил, что нелегко распознать богача, если он не тратит своих денег... Скепсис ученых был быстро развеян экспериментальной проверкой и устан овлением физических констант аргона. Но не обошлось без моральных издер жек: расстроенный нападками коллег (главным образом химиков) Рэлей остав ил изучение аргона и химию вообще и сосредоточил свои интересы на физиче ских проблемах. Большой ученый, он и в физике достиг выдающихся результа тов, за что в 1904 г. был удостоен Нобелевской премии . Тогда в Стокгольме он вновь встретился с Рамзаем, который в тот же день получал Нобелевскую премию за открытие и исследование благород ных газов, в том числе и аргона. Обобщение истории открытия Аргон был открыт как инертный газ в атмосфере в 1894 Дж.Рэлеем, который обнаружил, что атмосфе рный азот на 0,5% тяжелее, чем полученный химическим путем. Разница объясня лась присутствием ничтожного количества более тяжелых инертных газов, преимущественно аргона. Этот элемент был первым из инертных газов, обнар уженных в природе на нашей планете. Содержание аргона в атмосфере состав ляет 0,93%(об.), причем его несколько больше над поверхностью больших водоемо в, чем над сушей, так как азот и кислород более растворимы в воде. В электро технической промышленности ежемесячно расходуется несколько тысяч ку бических метров аргона для создания инертной среды в лампах накаливани я: аргоновая среда позволяет снизить скорость испарения вольфрамовой н ити и предотвращает ее окисление. Строение Аргона Аргон это газ с завершенным последним электронным уровнем Ar 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 10 электронов 18 протонов 22 нейтрона Физические свойства Общие свойства инертных газов Все благородные газы – бесцветные одноатомные газ бе з цвета и запаха обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другими газ ами и при прохождении через них тока ярко светятсяНасыщенный характер а томных молекул инертных газов сказывается и в том, что инертные газы име ют более низкие точки сжижения и замерзания, чем другие газы с тем же моле кулярным весом. Из подгруппы тяжелых инертных газов аргон самый легкий. Он тяже лее воздуха в 1,38 раза. Жидкостью становится при – 185,9°C, затвердевает при – 189,4°C (в условиях нормального давления). В отличие от гелия и неона, он доволь но хорошо адсорбируется на поверхностях твердых тел и растворяется в во де (3,29 см 3 в 100 г воды при 20°C). Еще лучше раствор яется аргон во многих органических жидкостях. Зато он практически нерас творим в металлах и не диффундирует сквозь них. Как все инертные газ ы, аргон диамагнитен. Это значит, что его магнитная восприимчивость отри цательна, он оказывает большее противодействие магнитным силовым лини ям, чем пустота. Это свойство аргона (как и многие другие) объясняется «зам кнутостью» электронных оболочек его атомов. Под действием электрического тока аргон ярко светится, сине-голубое све чение аргона широко используется в светотехнике. Теперь о влиянии аргона на живой организм. При вдыхании смеси из 69% Ar, 11% азот а и 20% кислорода под давлением 4 атм возникают явления наркоза, которые выр ажены гораздо сильнее, чем при вдыхании воздуха под тем же давлением. Нар коз мгновенно исчезает после прекращения подачи аргона. Причина – в неп олярности молекул аргона, повышенное же давление усиливает растворимо сть аргона в нервных тканях. Биологи нашли, что аргон благоприятствует росту растений. Даже в атмосфе ре чистого аргона семена риса, кукурузы, огурцов и ржи выкинули ростки. Лу к, морковь и салат хорошо прорастают в атмосфере, состоящей из 98% аргона и т олько 2% кислорода. Химические свойства Химическая инертность аргона (как и других газов этой групп ы) и одноатомность его молекул объясняются прежде всего предельной насы щенностью электронных оболочек. Тем не менее разговор о химии аргона сег одня не беспредметен. Есть основания считать, что исключительно нестойкое соединение Hg – Ar, об разующееся в электрическом разряде, – это подлинно химическое (валентн ое) соединение. Не исключено, что будут получены валентные соединения ар гона с фтором и кислородом, которые, скорее всего, будут неустойчивыми, Ка к нестойки и даже взрывоопасны окислы ксенона – газа, более тяжелого и я вно более склонного к химическим реакциям, чем аргон. Еще в конце прошлого века француз Вийяр, сжимая аргон под водой при 0°C, пол учил кристаллогидрат состава Аr · 6Н 2 О, а в 20...30-х годах XX столетия Б.А. Никитиным, Р.А. Франкраном и другими исследовате лями при повышенных давлениях и низких температурах были получены крис таллические клатратные соединения аргона с H 2 S, SO 2 , галогеноводородами, фенолами и нек оторыми другими веществами. В 1976 г. появилось сообщение о синтезе гидрида аргона, но пока еще трудно сказать, является ли этот гидрид истинно химич еским, валентным соединением. Вот пока и все успехи химии... Аргон на Земле и во Вселенной На Земле аргона намного больше, чем всех прочих элементов ег о группы, вместе взятых. Его среднее содержание в земной коре (кларк) в 14 раз больше, чем гелия, и в 57 раз больше, чем неона. Есть аргон и в воде, до 0,3 см 3 в литре морской и до 0,55 см 3 в литре пресной воды. Любопытно, что в воздухе плавательного пузыря рыб аргона находят больше, чем в атмосферном воздухе. Это потому, ч то в воде аргон растворим лучше, чем азот... Главное «хранилище» земного аргона – атмосфера. Его в ней (по весу) 1,286%, при чем 99,6% атмосферного аргона – это самый тяжелый изотоп – аргон-40. Еще боль ше доля этого изотопа в аргоне земной коры. Между тем у подавляющего боль шинства легких элементов картина обратная – преобладают легкие изото пы. Причина этой аномалии обнаружена в 1943 г. В земной коре находится мощный ис точник аргона-40 – радиоактивный изотоп калия 40 К. Этого изотопа на первый взгляд в недрах немного – всего 0,0119% от о бщего содержания калия. Однако абсолютное количество калия-40 велико, пос кольку калий – один из самых распространенных на нашей планете элемент ов. В каждой тонне изверженных пород 3,1 г калия-40. Радиоактивный распад атомных ядер калия-40 идет одновременно двумя путям и. Примерно 88% калия-40 подвергается бета распаду и превращается в кальций-40. Но в 12 случаях из 100 (в среднем) ядра калия-40 не излучают, а, наоборот, захватыва ют по одному электрону с ближайшей к ядру К-орбиты («К-захват»). Захваченны й электрон соединяется с протоном – образуется новый нейтрон в ядре и и злучается нейтрино. Атомный номер элемента уменьшается на единицу, а мас са ядра остается практически неизменной. Так калий превращается в аргон. Период полураспада 40 К достаточно велик – 1,3 млрд лет. Поэтому процесс образования 40 Аr в недрах Земли будет продолжаться еще долго, очень долго. Поэтому, х отя и чрезвычайно медленно, но неуклонно будет возрастать содержание ар гона в земной коре и атмосфере, куда аргон «выдыхается» литосферой в рез ультате вулканических процессов, выветривания и перекристаллизации го рных пород, а также водными источниками. Правда, за время существования Земли запас радиоактивного калия основа тельно истощился – он стал в 10 раз меньше (если возраст Земли считать рав ным 4,5 млрд лет.). Соотношение изотопов 40 Аr: 40 К и 40 Ar: 36 Аr в горных породах легло в основу аргонного метода определения абсолютного возраста минералов. Очевидно, чем больше эти от ношения, тем древнее порода. Аргонный метод считается наиболее надежным для определения возраста изверженных пород и большинства калийных мин ералов. За разработку этого метода профессор Э.К. Герлинг в 1963 году удостое н Ленинской премии. Итак, весь или почти весь аргон-40 произошел на Земле от калия-40. Поэтому тяж елый изотоп и доминирует в земном аргоне. Этим фактором объясняется, кстати, одна из аномалий периодической систе мы. Вопреки первоначальному принципу ее построения – принципу атомных весов – аргон поставлен в таблице впереди калия. Если бы в аргоне, как и в соседних элементах, преобладали легкие изотопы (как это, по-видимому, име ет место в космосе), то атомный вес аргона был бы на две-три единицы меньше... Теперь о легких изотопах. Откуда берутся 36 Аr и 38 Аr? Не исключено, что какая-то часть этих атомов реликтового прои схождения, т.е. часть легкого аргона пришла в земную атмосферу из космоса при формировании нашей планеты и ее атмосферы. Но большая часть легких и зотопов аргона родилась на Земле в результате ядерных процессов. Вероятно, еще не все такие процессы обнаружены. Скорее всего некоторые и з них давно прекратились, так как исчерпались короткоживущие атомы-«род ители», но есть и поныне протекающие ядерные процессы, в которых рождают ся аргон-36 и аргон-38. Это бета-распад хлора-36, обстрел альфа-частицами (в уран овых минералах) серы-33 и хлора-35: 36 17 Cl в –
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
У 93% людей есть мечта, которую можно легко осуществить до конца недели, а они делают из неё мечту всей свой жизни.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru