Химические элементы

Твердый гелий невозможно получить, просто охлаждая его. Даже при температуре, близкой к абсолютному нулю, гелий остается жидким. Причем в жидком состоянии он обладает сверхтекучестью. Он может вытекать через трубочки самого маленького диаметра. Чтобы все-таки получить твердый гелий, необходимо жидкий гелий поместить под очень высокое давление.

Неон. Новый

В 1898 году данный газ был открыт англичанином Уильямом Рамзаем. К этому моменту были известны только гелий и аргон. Он сжижал воздух, а затем медленно испарял из него фракции веществ, имевших разные температуры кипения. И снова их собирал, но уже по отдельности. Далее Рамзай исследовал их методом спектрального анализа. Он помещал газ в стеклянную трубку и подавал на него электрический ток. Газ начинал светиться. При этом записывались спектральные линии.

Здесь стоит пояснить, что такое спектр, и что из себя представляют спектральные линии. Давайте вспомним знакомую с детства радугу. Она в своем составе имеет весь спектр цветов. Если свет рассматривать, как набор волн, каждая из которых имеет свою длину, измеряемую в нанометрах, то радуга — это набор таких волн. Если с помощью призмы разложить свет, излучаемый каким-то предметом или атомом, то мы сможем увидеть отдельные линии с конкретными длинами волн. В каждом отдельном случае получается свой набор линий. Радуга имеет полный спектр. А вот другие свечения имеют только определенный набор линий, которые называются спектральными линиями. И для каждого атома, если заставить его светиться, излучает свой набор волн, образующих индивидуальный спектр. По этим индивидуальным спектрам, как по отпечаткам пальцев, можно определить, что за атом или вещество находится перед нами.

Трубка с неоном светилась оранжево-красным цветом. В момент, когда Рамзай наблюдал спектр нового неизвестного газа, в лабораторию вошел его сын. Увидев это яркое свечение, он воскликнул: «New one!». Так появилось название неон. С древнегреческого переводится, как «новый».

Неон легче воздуха в 1,44 раза, в 2 раза легче аргона, но при этом тяжелее гелия в 5 раз. При температуре –245,98^оС неон становится жидким. А охладив еще всего лишь на 2,6 °C, неон становится твердым. Очень маленький диапазон перехода из твердого состояния в жидкое, а затем в газообразное. Больше всего неона в горячих звездах — красных гигантах, в газовых туманностях.

Свечение неоновых ламп вы, скорее всего, видели лично. Хотя сейчас для рекламных вывесок чаще используют светодиоды, но встретить неоновые вывески можете до сих пор. Поверьте, их вы ни с чем не перепутаете.

Чтобы получить один сорокалитровый баллон неона, требуется переработать 22 тысячи м³ воздуха. При температуре жидкого неона хранят ракетное топливо. В жидком неоне проводят заморозку животных тканей и имитируют условия космического пространства в термобарокамерах. Заменяя азот на неоно-гелиевую смесь, получают специальный воздух для водолазов и людей, работающих при высоких давлениях, чтобы избежать эмболии — болезни, при которой происходит закупоривание сосудов пузырьками газа.

Аргон. Самый дешевый из семейства

В 1785 году Генри Кавендиш обнаружил в воздухе новый неизвестный газ, но не смог понять, чем он являлся. Через 107 лет Уильям Рамзай, проводя аналогичные опыты, смог установить, что это — инертный газ. Позднее его назвали аргоном, что с греческого переводится как «недеятельный». Причина того, что ученые долгое время не могли обнаружить аргон, заключается в том, что он инертен и не вступает в химические реакции. А как заметить то, что никак себя не проявляет? Задача не из легких.

Аргон тяжелее воздуха в 1,38 раза. Поэтому дышать им, как гелием, ни в коем случае нельзя. Можно просто задохнуться, так как выдохнуть его очень сложно. Для этого надо становиться вверх ногами.

Смесь из 69 % аргона, 11 % азота и 20 % кислорода применяется для наркоза. До тех пор, пока человек дышит этой смесью, он спит. Как только престает ей дышать, человек просыпается.

Источником аргона на Земле является радиоактивный изотоп ⁴⁰К. В ходе его ядреных превращений образуется изотоп ⁴⁰Ar. Получают аргон в результате разделения воздуха на кислород и азот, где он является побочным продуктом. Аргон является самым доступным и дешевым из всех инертных газов. Совокупность этих свойств, а также тот факт, что он не участвует в химических реакциях, применяется в тех случаях, когда необходимо проводить какие-то работы с другими веществами, которые могут взаимодействовать с кислородом или азотом воздуха. Они помещаются в атмосферу аргона, и кислород с азотом больше не доставляют неудобств. Так, например, поначалу аргон использовали в качестве газа-наполнителя для лампочек, чтобы вольфрамовая нить не перегорала. Затем аргон нашел свое применение в металлургии, в тех процессах, где необходимо исключить контакт расплавленного металла с кислородом воздуха. То есть аргон используется как защитная среда. Также аргон применяется в дуговой электросварке трудносвариваемых металлов.