散出来。
它们欢快地涌向收集管道,留下了身后正在等待登场的其他气体伙伴们。
随着时间的推移,蒸馏进程不断推进,那些沸点较低的气体也相继完成了自己的使命,渐渐与主体分离而去。
最终,留在蒸馏装置中的,只剩下了富含氩、氪、氙等稀有气体的液氧。
此时的液氧宛如一颗璀璨的明珠,静静地躺在那里,等待着进一步的处理和应用。
随后,对含有氩、氪、氙的液氧再次进行蒸馏。
因氩的沸点(-1859c)低于氧(-183c),所以当温度升高到接近氩的沸点时,氩气会先逸出,从而得到粗制的氩气。
然而,此时得到的粗制氩气并非纯净物,其中还含有其他稀有气体如氪、氙以及未完全分离的氧气等杂质,其纯度一般在99以下,无法满足一些对氩气纯度要求较高的应用场景
为了获得更纯净的氩气,需要进一步对粗制氩气进行杂质去除处理。
先将粗制氩气通过氢氧化钠溶液,二氧化碳会与氢氧化钠生化学反应,其反应方程式为:2naoh+a_2_3+h_2o。
在这个过程中,二氧化碳会被氢氧化钠溶液充分吸收,从而从氩气中除去。
这一步骤通常在特定的吸收装置中进行,以保证气体与溶液能够充分接触,提高二氧化碳的去除效率。
然后,让经过氢氧化钠溶液处理后的气体通过灼热的铜丝。
此时,氧气会与铜生氧化反应,即2cu+o_2=2cuo,氧气会在该反应中被消耗掉,从而实现氧气的去除。
在实际操作中,需要将铜丝加热至一定温度,并使气体缓慢通过,以确保氧气能够与铜丝充分反应。
最后,使气体通过灼热的镁屑,氮与镁会生化学反应生成氮化镁,化学方程式为:3g+n_2=g_3n_2。
通过这一反应,氮气被有效地转化为氮化镁固体,从而从气体中除去。
经过这一系列的杂质去除步骤后,剩余的气体便是以氩气为主的稀有气体混合物,其纯度可达到较高水平,能够满足大多数工业和科研领域的需求
在工业生产中,制备高纯氩气还存在其他方法。
例如采用变压吸附法与催化脱氧法相结合的三段法,第一段变压吸附装置可脱除氧气、二氧化碳和水,得到富含氮气和氩气的中间气;第二段变压吸附装置进一步脱除氮气,得到富含氩气的气体;第三段催化脱氧装置则去除微量氧气和生成的二氧化碳,最终得到高纯氩气
