> Техника, страница 23 > Благородные газы
Благородные газы
Благородные газы, инертные газ ы, хим. элементы, образующие нулевую группу периодич. системы элементов, а именно; гелий (Не), неон (Ne), аргон (Аг или А), криптон (Кг), ксенон (X или Хе); к этой же группе следует отнести также и эманации радия, тория и актиния, называемые еще радоном (Rn), тороном (Тп) и акта-
ноном (Ап); эманация радия иначе называется также нитоном(Nt)(смотрите Радиоактивноеть. Радий). Б. г.являются элементами совершенно инертными, ни при каких условиях не вступающими в хим. соединение как между собой, так и с какими-либо другими элементами. Эго обвиняется тем, что их атомы не имеют валентных электронов: внешние орбиты заполнены весьма устойчивой системой из восьми электронов. Вследствие этого молекулы Б. г. всегда состоят из одного атома даже тогда, когда Б. г. находятся в жидком состоя нии, и для них понятия .«атом» и «молекула» равноценны. Гелий является одним из продуктов распада тяжелых радиоактивных элементов; многие из них при своем распаде выбрасывают α-частицы, несущие по два положительных заряда; эти частицы, потеряв свою живую силу при столкновении с молекулами воздуха и нейтрализовав свои положительные заряды, переходят в более спокойные атомы гелия. Поэтому гелий всегда присутствует в минералах, содержащих радиоактивные элементы. Онм. б. весь выделен при сплавлении этих минералов с содой или бисульфатом. О физических свойствах Б. г. см. Сир. ТЭ, т. I, стр. 125.
Все Б. г. содержатся в атмосфере; гелий, кроме того, выделяется из некоторых минеральных источников, содержится в нефти и включен (окклюдирован) в некоторых минералах. В воздухе Б. г. содержатся в следующих количествах:
/О ПО ОО ОСИ J /о ПО UCVу
Аг.. 0,932 1,285
Ne.. 0.0001 0,001
Не.. 0,00015 0,00007
Кг.. 0,000005 0,000014
X (Хе). 0,0000006 0,00000 5
Обычно из воздуха получается нечистый аргон либо путем фракционированной перегонки жидкого воздуха, либо путем хим. поглощения из воздуха С02, Н20, 02, N2и Н2, то есть всего за вычетом Б. г. Этот нечистый аргон содержит в себе все Б. г. (за исключением эманаций), то есть Не — 0,05%, Ne—0,10%, Аг—99,785%, Кг—0,0005% и Хе — 0,00006%; из него фракционировкой можно выделить отдельные Б. г. Другой метод разделения Б. г. основан на способности угля, приготовленного из скорлупы кокосового ореха, адсорбировать газы при низкой <° тем лучше, чем легче они конденсируются в жидкость. Уже при сравнительно незначительном охлаждении кокосовый уголь поглощает все Б. г., кроме Ne и ile; при охлаждении кокосового угля жидким воздухом адсорбируется No, и остается непоглощенным один Не. При охлаждении жидким водородом Ne даже затвердевает и совершенно чистый Не остается один в газообразном состоянии. Один объём НаО поглощает следующие объёмы Не при 1°:
i * 5° 10° 20° 30° 40° 50°
0,01500 0,01460 0,01442 0,01336 0,01382 0,01387 0,01401
В бензоле и в е Не нерастворим. Гелий, в отличие от других Б. г., диффунди-руетпри высокой <° через стенки кварцевых сосудов. Кокосовый уголь адсорбирует при 0°—2 объёма, при —185°—15 объёмов гелия.
Гелий содержится в громадных количествах в атмосфере солнца, от которого и получил свое наименование (ήλιος—солнце).
Для спектра гелия очень характерна линия Я=5 875,98 А. На земле гелий содержится в атмосфере, в минералах (в 1 г уранинита 13,5 с.н3, клевеита — 0,1 см3, брёггерита — 1,8 с.н3, монацита—до 1,5 см3, самарски-та — до 1,5 см3) и в воде и газах нек-рых минеральных источников (Баден-Баден — 0,85%; Вильдбад в Шварцвальде—0,71% и др.). Газы литиевого источника Santenay (Кот д’Ор) содержат 10,10% Не, источника Карно—9,77%, источника Fontaine Sal6e— 8,4%. Гелий содержится также и в метеоритном железе.
Аргон содержится в атмосфере и в газах некоторых минеральных источников, в минерале малаконе (вместе с гелием). Б. г. добываются из жидкого воздуха путем фрак-цпонировки жидкого азота или методом химического поглощения из воздуха всех газов. кроме Б. г. Вода поглощается IUSO* или СаС12; С02—натронной известью или конц. раствором NaOH; О.,—пропусканием через трубку, наполнен, раскаленной медью или раствором пирогалловой кислоты; азот поглощается нагретыми металлами Са, Ва или цианамидом кальций, который может одновременно связывать и 02; Н2 сжигается при пропускании через трубку с СиО (смотрите Анализ газов). Остается один т. н. «сырой» Аг, содержащий в себе все остальные Б. г., гл. обр. Не (0,25%). Аргон применяется для наполнения термометров и лампочек накаливания с ванадиевой или титановой нитыо. Эти металлы связывают последние следы азота в эвакуированных лампочках, а присутствие Аг обеспечивает необходимое для функционирования лампочки минимальное давление газа.
Неон содержится в атмосфере. Он применяется для наполнения нового типа элек-трическ. ламп (трубки Мура), обыкновенно в смеси с гелием. Для устранения красноватого оттенка, свойственного светящемуся Ne, в эти лампы вводятся, кроме того, пары ртути. Неоном же выполнены лампы Вотан (тип 9), которые на 40% превосходят по силе света обыкновенные и мерцающие лампы. Благодаря красноватому оттенку света Ne непригоден для домашнего освещения, но применяется для сигнализации (смотрите Аэромаик), для театральных эффектов, для световых реклам и т. д. По новейшим данным, для этих ламп должна применяться смесь 75% Не и 25% Ne, обладающая вдвое большей силой света сравнительно с чисто неоновой.
Криптон и ксенон в виду незначительности их содержания в воздухе технического значения не имеют.
Радон, нитон, э м а н а ц и я ради я (Tin, или Nt, или RaEm), представляет радиоактивный Б. г., распадающийся с выделением α-частиц и с образованием нового твердого радиоактивного элемента RaA.
Торо н и акт и нон, эм а нации тория н акт и н и я, по химическим свойствам являются также Б. г.
Лит.: Bliich rs Ausknnftsbuch f. cl. chem. Industrie, В. 1, В.—LpZ., 1926. Б. Беркенгейм.