Khí Argon là gì? Tính chất, ứng dụng và cách điều chế?

Khí Argon là một nguyên tố hóa học không màu, không mùi, không vị, không độc và không phản ứng với các nguyên tố khác. Nó được biết đến như là phần thứ ba lớn nhất của khí hiếm trong bầu khí quyển của Trái Đất, sau Nitơ và Ôxy.

Vậy, cụ thể khí argon là gì? Tính chất của khí Argon hay ứng dụng, lợi ích như nào? Cùng Hút bể phốt Việt Tín đi tìm hiểu ngay nhé!

Một vài đặc trưng cơ bản của khí Argon

Khí argon là một loại khí tự nhiên thuộc nhóm khí hiếm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Trong bảng tuần hoàn, argon có ký hiệu hóa học là Ar và số nguyên tử là 18. Nó được phân loại trong cùng một nhóm với helium, neon, xenon và krypton.

Argon là một khí vô mùi, không màu và không phản ứng với các nguyên tố hoá học khác. Nó tồn tại dưới dạng một phần nhỏ trong khí quyển Trái Đất, chiếm khoảng 0,934% khối lượng khí quyển. Ngoài ra, argon cũng có thể được tạo ra thông qua các quá trình công nghiệp, ví dụ như quá trình chiếu điện hoặc phân ly các hợp chất argon.

Tính chất của khí Argon

Tính chất vật lý

Dưới đây là một số tính chất vật lý của khí argon:

• Trạng thái vật lý: Argon là một khí ở điều kiện tiêu chuẩn (25°C và áp suất 1 atm). Nó tồn tại dưới dạng khí không màu, không mùi và không có hình dạng hoặc kích thước cố định. Argon là một chất khí không cháy và không phản ứng với các tác nhân hoá học thông thường.
• Điểm nóng chảy: Argon có điểm nóng chảy là -189,34°C (-308,81°F) ở áp suất 1 atm. Điểm nóng chảy thấp này cho phép argon ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ thấp.
• Điểm sôi: Điểm sôi của argon là -185,85°C (-302,53°F) ở áp suất 1 atm. Điểm sôi cũng rất thấp, cho phép argon chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí ở nhiệt độ thấp.
• Mật độ: Mật độ của khí argon là khoảng 1,784 kg/m3 ở 0°C và áp suất 1 atm. Argon có mật độ cao hơn không khí, điều này khiến nó có thể được sử dụng để tạo một môi trường không khí bao quanh các vật liệu nhạy cảm với oxi, giúp ngăn chặn sự oxi hóa và phản ứng hoá học không mong muốn.
• Dẫn nhiệt và dẫn điện: Argon là một chất cách điện tốt và có khả năng dẫn nhiệt thấp. Điều này có ý nghĩa là nó không dẫn điện hoặc dẫn nhiệt tốt như các kim loại hoặc một số khí khác như nitơ hay oxy.
• Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của khí argon là khoảng 1,38 g/L ở 0°C và áp suất 1 atm.

Tính chất hóa học

Tính chất hóa học của khí argon khá ổn định và ít tương tác với các chất khác. Dưới đây là một số tính chất hóa học chính của argon:

1. Tính chất trơ của khí hiếm: Argon là một khí không phản ứng với hầu hết các chất khác. Vì argon có cấu trúc electron hoàn toàn bão hòa, nên không có sẵn các electron không gian trống để tham gia vào các phản ứng hóa học.
2. Không cháy: Argon không cháy trong điều kiện thông thường. Điều này là do argon không có khả năng tạo ra các phản ứng oxi hóa và không có sẵn chất bất chấp nhiệt độ cao để tạo thành các chất phản ứng hợp lý.
3. Tương tác yếu: Mặc dù argon không phản ứng mạnh với các chất khác, nó có thể tương tác yếu với một số chất như các nguyên tố halogen như flor, clo, brom và iod. Tuy nhiên, tương tác này thường chỉ xảy ra ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao.
4. Sử dụng làm chất bảo quản: Một trong những ứng dụng chính của argon là trong việc bảo quản các môi trường không khí nhạy cảm với oxi. Argon có khả năng làm giảm nồng độ oxi trong không khí, ngăn chặn sự oxi hóa và phản ứng hóa học không mong muốn, đồng thời tạo một môi trường bảo quản ổn định cho các vật liệu và sản phẩm.

Các ứng dụng của Khí Argon

Sử dụng trong công nghiệp

• Sử dụng trong sản xuất điện tử và máy móc như màn hình LCD và bóng đèn huỳnh quang để giảm ánh sáng và nhiệt độ phát ra.
• Hàn bảo vệ: Sử dụng argon trong quá trình hàn để tạo môi trường bảo vệ và ngăn chặn sự tác động của không khí lên điểm hàn.
• Làm lạnh và làm mát: Sử dụng argon làm chất làm lạnh và làm mát trong các quá trình công nghiệp như đông lạnh, làm lạnh máy nén khí và làm mát các thiết bị và hệ thống.
• Sản xuất vật liệu: Argon được sử dụng trong quá trình sản xuất và gia công các vật liệu như thép, nhôm, đồng, và hợp kim.
• Điện tử: Sử dụng argon trong các quá trình sản xuất linh kiện điện tử và bảo quản các linh kiện nhạy cảm với oxi.

Sử dụng trong y tế

• Sử dụng trong phòng khám và viện nghiên cứu y học để làm mát và bảo quản mẫu máu và mô.
• Sử dụng trong việc sản xuất khí oxy trong các thiết bị y tế.
• Phẫu thuật laser: Sử dụng khí argon trong các hệ thống laser y tế như laser argon-ion trong phẫu thuật mắt và phẫu thuật da liễu.
• Chẩn đoán y tế: Argon được sử dụng trong các thiết bị chẩn đoán y tế như máy nghiên cứu khí quyển và máy đo khí.

Sử dụng trong khoa học

• Sử dụng như là một chất mang trong phổ học để giúp phân tích các phổ tia X và tia tử ngoại.
• Sử dụng làm chất mang trong phản ứng hoá học và sinh học.

Ứng dụng của khí Argon trong đời sống

• Đèn huỳnh quang: Argon được sử dụng trong các đèn huỳnh quang, cung cấp ánh sáng từ màu xanh lam đến màu đỏ.
• Bảo quản thực phẩm: Argon được sử dụng để tạo một môi trường không khí không phản ứng cho việc bảo quản thực phẩm, giữ cho thực phẩm tươi mới hơn và ngăn chặn sự oxi hóa.
• Nhiếp ảnh: Argon được sử dụng trong bóng đèn flash và các thiết bị nhiếp ảnh khác để tạo ánh sáng cao cấp và ổn định hơn.

Cách điều chế khí Argon

Khí argon được điều chế từ quá trình cô đặc và tinh chế của không khí. Dưới đây là quá trình chung để điều chế khí argon:

1. Thu thập không khí: Đầu tiên, không khí được thu thập từ môi trường xung quanh, thường là bằng cách sử dụng các hệ thống thu khí.
2. Tách khỏi các thành phần khác: Sau khi thu thập không khí, quá trình tách các thành phần khác nhau trong không khí bắt đầu. Khí argon được tách riêng ra từ các thành phần khác bằng các phương pháp như quá trình lạc hợp, quá trình chưng cất, quá trình hấp phụ hoặc quá trình màng.
3. Cô đặc khí argon: Sau khi tách riêng khí argon, nó cần được cô đặc để loại bỏ các thành phần còn lại và tăng nồng độ argon. Quá trình cô đặc có thể sử dụng các phương pháp như quá trình lạnh, quá trình chưng cất hoặc quá trình hấp phụ.
4. Tinh chế khí argon: Sau quá trình cô đặc, khí argon có thể được tinh chế để loại bỏ các tạp chất còn lại. Quá trình tinh chế có thể bao gồm việc sử dụng hệ thống lọc và quá trình làm lạnh.

Những ưu điểm của Khí Argon

• Không độc: Khí Argon là chất không độc, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
• Giữ cho sản phẩm tươi mới: Khí Argon được sử dụng làm chất bảo quản trong thực phẩm để giữ cho sản phẩm tươi mới trong thời gian dài.
• Bảo vệ trước sự oxy hóa: Sản phẩm được bảo vệ trước sự oxy hóa và giảm sản xuất bọt khí trong quá trình sản xuất.
• Tăng hiệu suất: Sử dụng Khí Argon trong các thiết bị điện tử và máy móc giúp giảm ánh sáng và nhiệt độ phát ra, từ đó tăng hiệu suất của các thiết bị.

Những điều cần lưu ý khi sử dụng Khí Argon

Dưới đây là danh sách các điều cần lưu ý khi sử dụng khí argon:

• Đảm bảo thông gió đủ trong không gian sử dụng khí argon.
• Kiểm tra áp suất và dòng chảy của khí argon trước khi sử dụng.
• Xử lý và lưu trữ khí argon một cách an toàn.
• Sử dụng thiết bị bảo hộ như kính bảo hộ, găng tay, áo bảo hộ và mặt nạ đồng hồ chống bụi.
• Tránh sử dụng khí argon trong môi trường giàu khí oxy giảm.
• Kiểm tra dụng cụ và hệ thống trước khi sử dụng.
• Đặt biện pháp phòng ngừa rò rỉ khí argon.
• Sử dụng khí argon trong các ứng dụng phù hợp và theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
• Đọc và tuân thủ các quy tắc an toàn liên quan đến sử dụng khí argon.
• Hạn chế tiếp xúc với khí argon và không hít thở trực tiếp khí argon.

Các bước thực hiện sử dụng Khí Argon trong ứng dụng hàn

1. Thực hiện kiểm tra các thiết bị hàn để đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả và đúng cách.
2. Sử dụng khí Argon đúng loại và đúng lượng cho ứng dụng hàn cụ thể.
3. Đảm bảo khí Argon được sử dụng trong môi trường không có oxy để ngăn chặn sự oxy hóa và giảm sản xuất bọt khí khi hàn.
4. Đảm bảo việc sử dụng Khí Argon được thực hiện bởi những người có kinh nghiệm và được đào tạo đúng cách để đảm bảo an toàn cho bản thân và môi trường xung quanh.

Kết luận

Khí Argon là một chất khí không độc, được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau từ công nghiệp cho đến y tế và khoa học. Việc sử dụng Khí Argon đòi hỏi một số kiến thức kỹ thuật để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Tuy nhiên, với các lợi ích của nó trong việc giữ cho sản phẩm tươi mới và bảo vệ sản phẩm khỏi sự oxy hóa, Khí Argon vẫn là một lựa chọn phổ biến trong nhiều ứng dụng khác nhau.