Argon je chemický prvek periodické tabulky D. I. Mendělejeva, inertní plyn, atomové číslo 18, atomová hmotnost 39,948. Objemová koncentrace argonu ve vzduchu je 0,9325 % obj. nebo 1,2862 % hmotnostních. Argon je těžší než vzduch, hustota je 1,78 kg/m3 při nulové teplotě a normálním tlaku. Bod varu – 185,85 °C. Má nízký ionizační potenciál 15,7 V. Argon netvoří chemické sloučeniny s většinou prvků, s výjimkou některých hydridů. Argon je nerozpustný v kovech, a to jak v kapalném, tak v pevném stavu. Za normálních podmínek je to bezbarvý, nehořlavý, netoxický plyn, bez zápachu a chuti. Chemický vzorec – Ar.
V současné době jsou známy izotopy argonu s hmotnostními čísly od 29 do 54, ale v zemské atmosféře je reprezentován třemi stabilními izotopy:
- 40 Ar (zastoupení izotopů 99,600 %)
- 36 Ar (zastoupení izotopů 0,337 %)
- 38 Ar (zastoupení izotopů 0,063 %)
Historie objevu argonu
Argon byl objeven John William Strutt (John Strutt) и Sir William Ramsay (Sir William Ramsay) během studia dusíku získaného ze vzduchu chemickými prostředky. Rozdíl v hustotě tohoto plynu při různých způsobech získávání podnítil tyto vědce k myšlence přítomnosti nějakého těžkého inertního plynu ve vzduchu, který izolovali v roce 1894 a nazvali argon, což se z řečtiny překládá jako „líný“, „pomalý“, „neaktivní“.
Způsoby výroby argonu
Argon se získává jako vedlejší produkt při výrobě kyslíku a dusíku ze vzduchu nízkoteplotní rektifikací (viz výroba argonu)
Aplikace argonu
Argon se nejčastěji používá:
- jako ochranný plyn při svařování;
- jako filmotvorný plyn při plazmovém svařování a řezání;
- k vytěsnění kyslíku a vlhkosti z obalů během skladování potravinářských výrobků, což prodlužuje jejich trvanlivost (potravinářská přísada E938);
- jako hasicí plyn v některých hasicích systémech.
Použití argonu při svařování
Argon se používá jako ochranné prostředí při svařování aktivních a vzácných kovů (titan, zirkon a niob) a slitin na jejich bázi, slitin hliníku a hořčíku, jakož i chromniklových korozivzdorných žáruvzdorných slitin, legovaných ocelí různých jakostí.
Pro svařování železných kovů se argon obvykle používá ve směsi s jinými plyny – kyslíkem, héliem, oxidem uhličitým nebo vodíkem.
Argon, těžší než vzduch, lépe chrání kov svým proudem při svařování v dolní poloze. Rozprostírá se po povrchu svařovaného výrobku a chrání tak poměrně širokou a rozsáhlou zónu roztaveného i zahřátého kovu během svařování po poměrně dlouhou dobu.
Nízký ionizační potenciál argonu pomáhá dosáhnout vynikajícího svařovacího profilu a udržet dobrý a stabilní oblouk od začátku do konce. Zároveň je nízký ionizační potenciál také příčinou nízkého napětí oblouku, které snižuje tepelný výkon oblouku. Pro podrobnější informace doporučujeme článek o vlastnostech svařovacího oblouku v inertních plynech – argonu a heliu.
Použití argonu umožňuje zvýšit teplotu svařovacího oblouku, což zlepšuje průvar svaru, čímž se zvyšuje celková produktivita svařování. V tomto případě získává průvar tvar „dýky“, což umožňuje provádět jednorázové svařování v drážce s drážkou velkých tlouštěk kovu. Při svařování v prostředí argonu (stejně jako v jiných inertních plynech) je minimalizováno vyhoření aktivních legujících prvků, což umožňuje použití levnějších svařovacích drátů.
Při TIG svařování slouží argon nejen jako ochrana tavné lázně před škodlivými účinky vzduchu, ale také jako inertní ochrana konce elektrody.
Pro obloukové svařování se obecně používá argon mnohem častěji než hélium, nicméně Při svařování hliníkových plechů o tloušťce menší než 6 mm se doporučuje míchat argon s heliem., aby byla zajištěna požadovaná tepelná vodivost. V některých případech se k zapálení oblouku používají směsi argonu a hélia, po kterých dochází ke svařování za přítomnosti hélia. Tato metoda se používá pro svařování tlustých hliníkových plechů wolframovou elektrodou za stejnosměrného proudu.
Škodlivost a nebezpečí argonu
Argon nemá nebezpečný vliv na životní prostředí, ale je klasifikován jako dusivý plyn. Protože plynný argon je těžší než vzduch, může se hromadit ve špatně větraných místnostech u podlahy. Tím se snižuje obsah kyslíku ve vzduchu, což způsobuje nedostatek kyslíku a udušení. Lze tedy konstatovat, že argon je ve velkém množství pro lidské tělo škodlivý.
Kapalný argon je kapalina s nízkým bodem varu, která může způsobit omrzliny kůže a poškození sliznice lidského oka.
Skladování a přeprava argonu
Plynný a kapalný argon se dodává dle GOST 10157. Plynný argon se skladuje a přepravuje v lahvích dle GOST 949 pod tlakem 15 MPa.
Ocelové lahve musí splňovat normu GOST 949. Válec je natřen šedou barvou se zeleným pruhem a zeleným nápisem „ČISTÝ ARGON“.
Argon je možné přepravovat v kapalné formě ve speciálních nádržích nebo Dewarových nádobách s následným zplyňováním.
Charakteristiky argonu
Charakteristiky Ar jsou uvedeny v následujících tabulkách:
