Совет 1: Какие газы относятся к инертным

Инертные (благородные газы) – это химические элементы 8 группы главной подгруппы периодической таблицы элементов Д.И. Менделеева. К инертным газам относятся радон, ксенон, криптон, аргон, неон и гелий. Благородные газы химически слабоактивные, в связи с чем их и назвали инертными.

Слишком инертный гелий




Одноатомный газ, не имеющий запаха, цвета и вкуса. Один из самых распространенных газов во Вселенной, по этому показателю следует сразу за водородом. Второй по легкости после того же водорода. Точка кипения газа наиболее низкая среди всех известных веществ. Для создания одного из немногочисленных соединений гелия необходимы экстремальные условия – высокое давление и низкие температуры. При нормальных условиях все химические соединения газа крайне нестабильны.
Вдыхание газа гелия вызывает кратковременное повышение тембра голоса. Это связано с более высокой скоростью звука в атмосфере гелия, чем в обычном воздухе.



Неон




Газ, не имеющий запаха, цвета и вкуса. При прохождении сквозь него электрического тока светится ярко-красным светом. Это свойство применяется в создании рекламных вывесок. Так же как и гелий, не имеет стабильных химических соединений. Используется в составе хладагентов и в качестве неоногелиевой смеси для дыхания водолазов, океанавтов и людей, работающих в условиях высокого давления. При длительном вдыхании неона может наблюдаться тошнота, головокружение, потеря сознания и асфиксия.


Аргон




Третий по содержанию газ в атмосфере Земли, не имеет запаха, цвета и вкуса. Растворим в воде при нормальных условиях. На данный момент известно всего 2 химических соединения аргона, которые существуют в условиях низких температур.


Применяется:


- в медицине для очистки разрезов и воздуха, поскольку не образует соединений;
- как огнетушащее вещество при пожарах;
- в плазменной резке;
- в качестве среды при дуговой или лазерной сварке;
- в аргоновых медицинских лазерах.


Криптон




Бесцветный газ, не имеющий вкуса и запаха, в три раза тяжелее воздуха. Химически инертен, но в определенных условиях реагирует с газом фтором. Применяется для заполнения пространства между стеклами в стеклопакетах, поскольку имеет малую теплопроводность и хорошие звукоизоляционные качества. Также используется при производстве эксимерных лазеров.
При давлении больше 6 атмосфер газ приобретает едкий и острый запах, схожий с запахом хлороформа.



Ксенон




Газ без цвета, вкуса и запаха в разрядной атмосфере светится ярко-фиолетовым цветом. Первый благородный газ, для которого были получены химические соединения без использования экстремальных условий. Реагирует с фтором, водородом и кислородом.


Применяется:


- как наполнитель ламп накаливания;
- как источник излучения в медицинской радиографии;
- в ионных и плазменных двигателях космических аппаратов;
- как ингаляционный наркоз;
- для перевозки фтора.


Радиоактивный газ радон




Радиоактивный газ, не имеющий запаха, вкуса и цвета. Хорошо растворяется в воде, еще лучше растворяется в жировой ткани человека и в органических растворителях. Радиоактивность газа способствует его флюоресценции. Светится голубым цветом, при прохождении сквозь разрядную трубку цвет меняется на темно-синий. Наиболее активный из инертных газов. Применяется в медицине как компонент радоновых ванн. Также радон используют в геологии для прогноза землетрясений. При частом вдыхании радона может развиться рак легких.

Совет 2: Что такое инертный газ

Инертные газы в таблице Менделеева – это элементы главной подгруппы VIII группы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон, причем последний является радиоактивным элементом. Они называются также благородными газами.

Электронное строение инертных газов



Все инертные газы имеют завершенную, устойчивую конфигурацию внешнего электронного уровня: у гелия это дублет, у остальных газов – октет. Каждый из них завершает соответствующий период в таблице Менделеева.

Инертные газы в природе



Все инертные газы, кроме радиоактивного радона, можно найти в составе атмосферного воздуха. Гелий – самый распространенный элемент в космосе после водорода. Солнце на 10% состоит из этого благородного газа, образуемого из водорода по реакции ядерного синтеза с выделением позитронов и антинейтрино.

Физические свойства благородных газов



Инертные газы представлены одноатомными молекулами. При обычных условиях гелий, неон, аргон, криптон и ксенон – газы без цвета и запаха, плохо растворимые в воде. Чем больше их атомный номер, тем выше температуры кипения и плавления.

Гелий обладает уникальными свойствами: он остается жидким даже при самых низких температурах, вплоть до абсолютного нуля, не подвергаясь кристаллизации. Кристаллизовать гелий возможно лишь под давлением 25 атмосфер. Кроме того, у этого газа самая низкая температура кипения из всех веществ.

Химические свойства благородных газов



Долгое время считалось, что инертные газы вообще не образуют соединений. Однако экспериментально при особых условиях были получены фториды и оксиды ксенона, существование которых было предсказано теоретиком Лайнусом Полингом.

Как применяют инертные газы



Благодаря своим выдающимся физико-химическим свойствам инертные газы широко используются в науке и технике. Так, при помощи жидкого гелия получают сверхнизкие температуры, а смесь гелия и кислорода в соотношении 4:1 используется как искусственная атмосфера для дыхания водолазов.

Поскольку гелий – самый легкий газ после водорода, им часто наполняют дирижабли, зонды и аэростаты. Его подъемная сила равна 93% от подъемной силы водорода.

Неон, аргон, криптон и ксенон применяются в светотехнике – производстве газоразрядных трубок. При пропускании электрического тока через трубки, наполненные неоном или аргоном, газ начинает светиться, а цвет этого излучения зависит от давления газа.

Аргон как самый дешевый из благородных газов используется для создания инертной атмосферы при проведении химических реакций, продукты которых взаимодействуют с кислородом.

Совет 3: Какой газ самый легкий

В периодической таблице Менделеева есть много химических элементов с самыми разными химическими свойствами. Наиболее легким газом среди них является водород – первый элемент, который в таблице обозначен символом H. Этот газ широко распространен в окружающей среде – какова же его история и что представляют собой свойства водорода?

Порождающий воду



Водород с латинского языка переводится как «порождающий воду». Этот бесцветный легкий газ может стать горючим и взрывоопасным, если соединить его с кислородом или воздухом. Водород не является токсичным и легко растворяется в этаноле и таких металлах как платина, железо, никель, титан и палладий. Впервые выделение водорода при взаимодействии металлов с кислотами ученые отметили еще в 16-17 веках, когда химия, как наука, только зарождалась.

Водород имеет три изотопа с собственными названиями – протий, дейтерий и радиоактивный тритий.

В 1766 году водород был исследован английским химиком и физиком Генри Кавендишем, который назвал этот газ горючим воздухом, который при сжигании выделял воду. В 1783 году французским химиком Антуаном Лавуазье и инженером Жаком Менье с помощью специальных газометров был осуществлен синтез воды из водорода. Затем ученые разложили водяной пар на атомы, используя раскаленное железо, в результате чего было выявлено, что «горючий воздух» можно получать из воды, в состав которой он входит.

Водород во Вселенной



Самый легкий газ является наиболее распространенным химическим элементом во Вселенной – его доля составляет 88,6% всех атомов. Из водорода состоит основная часть межзвездного газа и самих звезд. В условиях чудовищных космических температур водород может существовать только в виде плазмы, тогда как межзвездное пространство позволяет ему образовывать облака из отдельных атомов, ионов и молекул. Эти молекулярные облака существенно различаются по температуре, размерам и плотности.

В земной коре водород является десятым по распространенности элементом – его массовая доля в ней составляет всего 1%.

Роль самого легкого газа в природе определяет не масса, а число атомов, доля которых – 17% среди остальных элементов. Водород находится на втором месте после кислорода с его 52% атомов, поэтому значение водорода в химических земных процессах не менее велико, чем значение кислорода. Однако, в отличие от воздуха, дающего жизнь, который существует на планете как в свободном, так и в связанном состоянии, почти весь земной водород представляет собой соединения. В виде простого вещества, входящего в состав атмосферы, он находится лишь в очень малом количестве - 0,00005 %. Также водород есть в составе почти всех органических веществ. Его можно найти во всех живых клетках, где по числу атомов на его долю приходится около 63 %.

Совет 4: Как различать газы

Человеку постоянно приходится иметь дело с веществами в газообразном состоянии. Различить их на глаз бывает удается не всегда, поскольку многих из них бесцветны и прозрачны. Но существуют специальные методы, некоторые из которых доступны для применения в школьной лаборатории. На производстве применяются профессиональные способы.
Вам понадобится
  • - вытяжной шкаф;
  • - лабораторные весы;
  • - лабораторная посуда;
  • - лабораторные весы;
  • - термометр;
  • - спектроскоп;
  • - источник света.
  • - воздушный шарик;
  • - лабораторные весы;
  • - лабораторная горелка;
  • - стальная проволока;
  • - кусочек угля;
  • - раствор перманганата калия.
Инструкция
1
Взвесьте сосуд, закрыв его пробкой. Наполните его газом и заткните пробкой и повторно взвесьте. Вычислите разницу масс. Учтите, что при первом взвешивании сосуд был заполнен воздухом. Зная массу и объем, вычислите плотность газа. Не забудьте учесть температуру, при которой проводились замеры.
2
Определить, тяжелее или легче воздуха исследуемый газ, можно определить и более простым способом. Надуйте исследуемым газом воздушный шарик. Если газ легче воздуха, шарик будет взлетать вверх. Газов, имеющих заметную подъемную силу, не так у ж и много. Это, например, водород, гелий, метан, неон. Зная, что газ относится к этой группе, можно скорректировать дальнейшие исследования. Если вы знаете, какой объем газа вы закачали, то можете определить его плотность, а соответственно - и состав.
3
Проверьте, горит газ или нет. Сделать это можно при помощи лабораторной газовой горелки. Направьте в пламя струю газа. Если струя загорится - посмотрите, по списку горючих газов, что это может быть. Как правило, такие газы являются восстановителями. Если его пропустить через водный раствор перманганата калия, то раствор будет обесцвечиваться. Инертные газы и азот ни в одну из этих реакций не вступают. Некоторые газы сами не воспламеняются, но способны поддерживать горение, вступая в реакцию как окислители. К ним относятся кислород, хлор, фтор. Все они тяжелее воздуха, поэтому их можно набрать в пробирку. Опустите в нее раскаленную стальную проволоку (можно с закрепленным на конце кусочком древесного угля). Сталь в кислороде горит с яркими искрами. В хлоре происходит быстрое сгорание угля, а проволока раскаляется еще сильнее. Со фтором в школьной лаборатории или дома работать не стоит, потому что он очень токсичен и агрессивен.
4
Все описанные методы позволяют работать с чистыми газами, но не с их смесями. Кроме того, они не дают достаточной точности и поэтому являются предварительными, вспомогательными или демонстрационными. Наиболее точный метод определения состава газа - спектрометрический. Возьмите прозрачный сосуд с газом. Установите его между щелью спектроскопа и источником света. Понаблюдайте в окуляр темные линии поглощения на фоне непрерывного спектра. Качественный состав определите по спектральным таблицам. Если окажется, что вы имеете дело со смесью различных газов, то вы получите картину наложения одного спектра поглощения на другой. В случае с чистым газом вы увидите линии поглощения для отдельного газа. Для удобства работы спектр можно сфотографировать.
Совет полезен?
Не нужно пытаться определить газ по запаху. Некоторые из них могут быть токсичны.

Для опытов с газами нужен источник света с непрерывным спектром. Подойдут лампы накаливания.

Существуют специальные газоанализаторы, состоящие из капсулы с веществом-индикатором. Они предназначены для определения присутствия конкретных газов в воздухе.
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500