稀有气体的发现和用途

2021-08-31   责任编辑: 深邦特气体     612

二百多年前,人们已经知道,空气里除了少量的水蒸气、二氧化碳外,其余的就是氧气和氮气。

1785年,英国科学家卡文迪许②通过实验发现,把不含水蒸气、二氧化碳的空气除去氧气和氮气后,仍有很少量的残余气体存在。这种现象在当时并没有引起化学家的重视。一百多年后,英国物理学家雷利③测定氮气的密度时,发现从空气里分离出来的氮气每升质量是1.2572克,而从含氮物质制得的氮气每升质量是1.2505克。经多次测定,两者质量相差仍然是几毫克。可贵的是雷利没有忽视这种微小的差异,他怀疑从空气分离出来的氮气里含有没被发现的较重的气体。于是,他查阅了卡文迪许过去写的资料,并重新做了实验。

1894年,他在除掉空气里的氧气和氮气以后,得到了很少量的极不活泼的气体。与此同时,雷利的朋友、英国化学家拉姆塞①用其它方法从空气里也得到了这样的气体。经过分析,判断该气体是一种新物质②。由于这气体极不活泼,所以命名为氩(拉丁文原意是“懒惰”)。

以后几年里,拉姆塞等人又陆续从空气里发现了氦气、氖气、氪气和氙气。氦、氖、氩、氪、氙等气体总称稀有气体,这些气体都是没有颜色,没有气味的。过去,人们认为这些气体不跟其它物质发生化学反应,曾把它们叫做惰性气体。但随着科学技术的发展,已经发现,在一定的条件下,有些稀有气体也能跟某些物质发生化学反应,生成其它物质。

由于深圳稀有气体的特殊性质,它在生产和科学研究中有广泛的应用。

人们利用稀有气体一般不跟其它物质发生化学反应的这种性质,在一些工业生产中,常常把它们用作保护气。例如,用电弧焊接火箭、飞机、轮船、导弹等用的不锈钢、铝或铝合金等时,可以用氩气来隔绝空气,防止金属在高温下跟其它物质起反应。还可以把氩气和氮气混合充入灯泡里,使灯泡经久耐用。

稀有气体在通电时会发出有色的光。因此,它们在电光源中有特殊的应用。灯管里充入氩气,通电时会发出紫蓝色光;充入氦气,通电时会发出粉红色光;充入氖气,通电时会发出红光,这种光能穿透浓雾,所以氖灯可用作航空、航海的指示灯。五光十色的霓虹灯就是利用稀有气体的这种性质制成的。在石英玻璃管里充入氙气的氙灯,通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光,因此叫做“人造小太阳”。这种灯可用于广场、体育场、飞机场等的照明。

氖气、氪气、氙气还可用于激光技术等方面。氦气在原子反应堆技术中可用作冷却剂。作为麻醉剂,氙气在医学上也很受重视。

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