氩

氩曾经在1785年由亨利·卡文迪什制备出来，但却没发现这是一种新的元素；直到1894年，约翰·威廉·斯特拉斯和苏格兰的化学家威廉·拉姆齐才通过实验确定氩是一种新元素。他们主要是先从空气样本中去除氧、二氧化碳、水汽等后得到的氮气与从氨分解出的氮气比较，结果发现从氨里分解出的氮气比从空气中得到的氮气轻1.5%。虽然这个差异很小，但是已经大到误差的范围之外。所以他们认为空气中应该含以一种不为人知的新气体，而那个新气体就是氩气。

另外1882年H.F. 纽厄尔和W.N.哈特莱从两个独立的实验中观测空气的颜色光谱时，发现光谱中存在已知元素光谱无法解释的谱线，但并没有意识到那就是氩气。由于在自然界中含量很多，氩是目前最早发现的稀有气体，目前它的符号为Ar（在1957年以前，它的符号为A）。

虽然氩在地球大气层中含量丰富，但它直到1894年才被发现，Lord Rayleigh和William Ramsay第一次从液态空气中分离了它。实际上这个气体早在1785年就由Henry Cavendish独立出来了，他注意到有1%的空气不会发生反应，即使在最极端的状况下。那1%就是氩。

氩的发现解释了为什么氮从空气中提取的密度不同于分解氨获取的。

Ramsay在空气中提取的氩中移除了所有氮，由其和热的镁反应实现的，形成固态的氮化镁。他之后得到了一种不发生反应的气体，当他检查其光谱后，他看到了一组新的红色和绿色的线，从而确认了这是一种新的元素。

氩在地球大气中的含量以体积计算为0.934%，而以质量计算为1.29%，在地壳中，由于氩在自然情况下不与其他化合物反应，而无法形成固态物质，但可以被“困在”放射性岩石中。鉴于空气中的氩更易得，工业用的氩大多就直接从空气中提取。主要是用分馏法提取，而像是氮、氧、氖、氪、氙等气体也都是这样从空气中提取的。 而在火星的大气中，氩-40以体积计算的话占有1.6%，而氩-36的浓度为5ppm；另外1973年水手号计划的太空探测器飞过水星时，发现它稀薄的大气中占有70%氩气，科学家相信这些氩气是从水星岩石本身的放射性同位素衰变而成的。卡西尼-惠更斯号在土星最大的卫星，也就是泰坦上，也发现少量的氩。

氩在通常条件下位无色、无味气体。有24种同位素，氩40、氩36、氩38是稳定的，其中氩40占99.6%。

氩通电之后发出红紫色的光。

氩的元素性质

1.溶于水,0℃时溶解度为5.6g/cm3水。也溶于乙醇。低温时,易为活性炭吸附。进行低压放电时显红色。在水中的溶解度33.6mL/1000gH2O(20℃,101.32kPa)。

2.稳定性： 稳定

3.聚合危害：不聚合

O族元素。Z18。氩元素有36Ar、38Ar和40Ar三种稳定性同位素。核外电子构型都为3s23p6。相对原子质量分别为35.967545，37.962732和39.962384。天然丰度分别为0.337％、0.063％和99.60％。无色惰性气体。在空气中含量为0.93％。不自燃、也不助燃。通常用热扩散法和低温精馏法分离。在核性质的研究，岩石、矿物地质年代的测定，低温温标的建立和作为示踪剂等方面都有一定应用。常采用热扩散法和低温精馏法分离。

1.空分法 将由空气制氧时抽出的含氩馏分,经氩塔制成粗氩,再加氢除去粗氩中氧,精馏脱氮后制得99.99%～99.999%的高纯氩。

氩

2.从合成氨尾气中提取氩 可分为合成后排放尾气的低温分离和合成气进入合成塔前的液氮洗涤低温分离两大类。低温分离工艺原料气经净化、部分冷凝或精馏分离氢氮气、甲烷的分离及氩、氮混合物的分离,即可制得99.999%的纯氩。氩的提纯方法:瓶装氩中主要杂质为氧、氮、二氧化碳、氢、烃类和水分等。首先让气体通过加热的氧化铜以除去氢和烃类,接着通过充填了氢氧化钠的塔除去二氧化碳和大部分水分,再进一步用五氧化二磷干燥后,使气体通过加热的活性铜层以除去氧。此时气体中还有微量的氮没有除去。在高温下金属镁、钙、钛、铝和钡可以与氮反应生成氮化物,所以可以在高温下使气体通过装有这些金属屑的反应管来吸收氮。例如用钙或镁时,反应温度可以控制在600～700℃。用金属钛粉的效果较好,反应温度在850℃左右。由于市售钛粉中常吸附有高浓度的氢,所以在使用前必须在真空中加热,使氢完全脱除。除去氩气中微量氮的物理方法是用硅胶或沸石分子筛进行吸附,经这样处理后的氩气纯度可达99.999%。

3.采用空气分离提取氩,即将液化的空气进行精馏,得到粗氩。抽出粗氩,经进一步提纯可得到高纯氩。

1.主要用于金属焊接和切割,如对于轻金属、不锈钢或特殊合金钢的焊接和切割应用最多的是以氩做雾气氛的氩弧焊。用于半导体精炼,工业上常用5%氢和95%氩混合气作为硅半导体精炼时的保护气氛。用于金属冶炼,在冶炼钛、锆等金属时,需在氩等惰性保护气氛中进行还原反应,还用作冶炼特种钢时的脱气剂。在等离子体中的应用,由氩、氢的混合气作为等离子体可用于磁流体发电中,及电光源中的应用。

氩弧焊

2.高纯氩在半导体工业中用作生产高纯硅和锗晶体的保护气体;可用作系统清洗、屏蔽和增压用惰性气体;在化学气相淀积、溅射和退火等工艺中有所应用。高纯氩可用作色谱载气,也可用作大规模集成电路中混合气体的稀释气。氩被广泛用于充填弧光灯、荧光灯和电子管;焊接保护气;在钛、钴及其他活性金属的生产中用作屏蔽气;在黑色冶金中用于吹炼特种钢。

3.纯氩用于金属焊接和冶炼。高纯氩用于半导体工业、稀有金属和有色金属的冶炼、焊接中的保护气、特种灯泡的充填气、气相色谱分析用载气及配制标准气的底气。

4.用于灯泡充气和对不锈钢、镁、铝等的电弧焊接,即“氩弧焊”。

储存于阴凉、通风的不燃气体专用库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与易(可)燃物分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。

安全信息

RTECS号：CF2300000

安全术语：S38通风不良时，须佩戴适当的呼吸器。

危险品运输编号：UN 1006/1951

一般来说，氩气是对身体毫无危害的，但是如果长期暴露在高浓度的氩气中会因为缺氧而窒息，液态氩则可能造成爆炸及冻伤。