Инертные газы — группа элементов в таблице Менделеева, обладающих однотипными свойствами. Все эти вещества — одноатомные газы, с большим трудом взаимодействующие с другими веществами. Это объясняется тем, что их внешние атомные оболочки полностью «укомплектованы» (кроме гелия) восемью электронами и являются энергетически стабильными. Эти газы еще называют благородными или редкими. В группу входят: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радиоактивный радон. Некоторые исследователи сюда же относят и новый элемент оганессон. Впрочем, он еще мало изучен, а теоретический анализ структуры атома предсказывает высокую вероятность того, что этот элемент будет твердым, а не газообразным.

На нашей планете благородные газы преимущественно содержатся в воздухе, но они есть в небольших количествах в воде, горных породах, природных газах и нефти.

Много гелия в космическом пространстве, это второй по распространенности элемент после водорода. В Солнце его почти 10%. Судя по имеющимся данным, благородных газов много в атмосферах крупных планет Солнечной системы.

Все газы, кроме гелия и радона, добывают из сжиженного воздуха фракционным разделением. Гелий получают как сопутствующий продукт при добыче природного газа.

Свойства

Газы без цвета, запаха и вкуса. Они всегда есть в атмосферном воздухе, но их невозможно увидеть или почувствовать. Плохо растворяются в воде. Не горят и не поддерживают горение. Плохо проводят тепло. Хорошо проводят ток и при этом светятся. Практически не реагируют с металлами, кислородом, кислотами, щелочами, органическими веществами. Химическая активность растет по мере увеличения атомной массы.

Гелий и неон вступают в реакции только при определенных, как правило, очень сложных условиях; для ксенона, криптона и радона удалось создать достаточно «мягкие» условия, при которых они реагируют, например, со фтором. В настоящее время химики получили несколько сотен соединений ксенона, криптона, радона: оксиды, кислоты, соли. Большая часть соединений ксенона и криптона получают из их фторидов. Скажем, чтобы получить ксенонат калия, сначала растворяют фторид ксенона в воде. К полученной кислоте добавляют гидроокись калия и тогда уже получают искомую соль ксенона. Аналогично получают ксенонаты бария и натрия.

Инертные газы не ядовиты, но способны вытеснять кислород из воздуха, понижая его концентрацию до смертельно низкого уровня.

Смеси тяжелых благородных газов с кислородом оказывают на человека наркотическое воздействие, поэтому при работе с ними следует использовать средства защиты и строго следить за составом воздуха в помещении.

Хранят газы в баллонах, вдали от источников пламени и горючих материалов, в хорошо проветриваемых помещениях. При транспортировке баллоны следует хорошо укрепить, чтобы они не бились друг о друга.

Применение

• В газовой и газово-дуговой сварке в металлургии, строительстве, автостроении, машиностроении, коммунальной сфере и пр. Для получения сверхчистых металлов.
• Нерадиоактивные благородные газы применяются в цветных газоразрядных трубках, часто используемых в уличных вывесках и рекламе, а также в лампах дневного света и лампах для загара.

Гелий

• Жидкий гелий — самая холодная жидкость на планете (кипит при +4,2 °К),  востребована для исследований при сверхнизких температурах, для создания эффекта сверхпроводимости в электромагнитах, например, ядерных ускорителей, аппаратов МРТ (магнитно-резонансной томографии).


• Гелий-газ применяют в смесях для дыхания в аквалангах. Он не вызывает наркотического отравления на больших глубинах и кессонной болезни при подъеме на поверхность.
• Так как он значительно легче воздуха, им заполняют дирижабли, воздушные шары, зонды. К тому же он не горит и гораздо безопаснее ранее использовавшегося водорода.
• Гелий отличается высокой проницаемостью — на этом свойстве основаны приборы поиска течи в системах, работающих при низком или высоком давлении.
• Смесь гелия с кислородом применяется в медицине для лечения болезней органов дыхания.

Неон

• Применяется в радиолампах. Смесь неона и гелия — рабочая среда в газовых лазерах.
• Жидкий неон используется для охлаждения, он обладает в 40 раз лучшими охлаждающими свойствами, чем жидкий гелий, и в три раза лучшими, чем жидкий водород.

Аргон

• Аргон широко применяется из-за своей низкой стоимости. Его используют для создания инертной атмосферы при манипуляциях с цветными, щелочными металлами, жидкой сталью; в люминесцентных и электрических лампах. Аргоновая сварка стала новым словом в технологии резки и сварки тугоплавких металлов.
• Считается лучшим вариантом для заполнения гидрокостюмов.
• Радиоактивный изотоп аргона применяется для проверки систем вентиляции.

Криптон и ксенон

• Криптон (как и аргон) обладает очень низкой теплопроводностью, из-за чего используется для заполнения стеклопакетов.
• Криптоном заполняют криптоновые лампы, используют в лазерах.
• Ксеноном заполняют ксеноновые лампы для прожекторов и кинопроекторов. Его используют в рентгеноскопии головного мозга и кишечника.
• Соединения ксенона и криптона со фтором являются сильными окислителями.

Радон

• Применяется в научных целях; в медицине, металлургии.

Источник: pcgroup.ru

Определение и свойства

Газ – это вещество, для которого характерно отсутствие или минимальное значение межмолекулярных связей, а также активная подвижность частиц. Основные свойства, которые имеют все виды газов:

1. Текучесть, деформируемость, летучесть, стремление к максимальному объему, реакция атомов и молекул на понижение или повышение температуры, которая проявляется изменением интенсивности их движения.
2. Существуют при температуре, в условиях которой повышение давления не приводит к переходу в жидкое состояние.
3. Легко сжимаются, уменьшаясь в объеме. Это упрощает транспортировку и использование.
4. Большинство сжижается путем сжатия в определенных границах давлений и критических значений теплоты.

В силу исследовательской труднодоступности описываются с помощью таких основных параметров: температура, давление, объем, молярная масса.

Классификация по месторождению

В природной среде все виды газов находятся в воздухе, земле и в воде.

1. Составные воздуха: кислород, азот, углекислый газ, аргон, окись азота с примесями неона, криптона, водорода, метана.
2. В земной коре азот, водород, метан и другие углеводороды, углекислый газ, оксид серы и прочие находятся в газообразном и жидком состоянии. Также существуют газовые залежи в твердой фракции в смеси с пластами воды при давлениях около 250 атм. при относительно низких температурах (до 20˚С).
3. Водоемы содержат растворимые газы – хлороводород, аммиак и плохо растворимые – кислород, азот, водород, диоксид углерода и др.

Природные запасы намного превышают возможное количество искусственно созданных.

Классификация по степени горючести

Все виды газов, в зависимости от поведенческих характеристик в процессах возгорания и горения, делятся на окислители, инертные и горючие.

1. Окислители способствуют возгоранию и поддерживают горение, но сами не горят: воздух, кислород, фтор, хлор, окись и двуокись азота.
2. Инертные не участвуют в горении, однако имеют свойство вытеснять кислород и влиять на снижение интенсивности процесса: гелий, неон, ксенон, азот, аргон, углекислый газ.
3. Горючие загораются или взрываются, соединяясь с кислородом: метан, аммиак, водород, ацетилен, пропан, бутан, угарный газ, этан, этилен. Большинство из них характеризуется горением только в условиях определенного состава газовой смеси. Благодаря этому свойству, газ – вид топлива, на сегодняшний день самый распространенный. В этом качестве используются метан, пропан, бутан.

Углекислый газ и его роль

Является одним из наиболее распространенных газов в атмосфере (0,04 %). При нормальной температуре и атмосферном давлении имеет плотность 1,98 кг/м³. Может находится в твердом и жидком состоянии. Твердая фаза наступает при отрицательных показателях тепла и постоянном атмосферном давлении, она именуется «сухой лед». Жидкая фаза СО₂ возможна при повышении давления. Это свойство используется для хранения, транспортировки и технологического применения. Сублимация (переход в газообразное состояние из твердого, без промежуточной жидкой фазы) возможна при -77 – -79˚С. Растворимость в воде в соотношении 1:1 реализуется при t=14-16˚С.

Виды углекислого газа различают в зависимости от происхождения:

1. Продукты жизнедеятельности растений и животных, выбросы вулканов, газовые выделения из недр земли, испарения с поверхности водоемов.
2. Результаты деятельности человека, в том числе выбросы в результате сгорания всех видов топлива.

Как полезное вещество, применяется:

1. В углекислотных огнетушителях.
2. В баллонах для дуговой сварки в соответствующей среде СО₂.
3. В пищевой промышленности как консервант и для газирования воды.
4. Как хладагент для временного охлаждения.
5. В химической промышленности.
6. В металлургии.

Будучи незаменимой составляющей жизни планеты, человека, работы машин и целых заводов, диоксид углерода накапливается в нижних и верхних слоях атмосферы, задерживая выход тепла и создавая «парниковый эффект».

Сжиженный газ и его роль

Среди веществ природного происхождения и технологического назначения выделяют такие, которые имеют высокую степень горючести и теплотворности. Для хранения, транспортировки и применения используются следующие виды сжиженного газа: метан, пропан, бутан, а также пропан-бутановые смеси.

Бутан (С₄Н₁₀₎ и пропан являются компонентами нефтяных газов. Первый сжижается при -1 – -0,5˚С. Транспортировка и применение в морозную погоду чистого бутана не осуществляется по причине его замерзания. Температура сжижения для пропана (С₃Н₈₎ -41 – -42˚С, критическое давление – 4,27 МПа.

Метан (СН₄₎ – основная составляющая природного газа. Виды источника газа – залежи нефти, продукты биогенных процессов. Сжижение происходит с помощью поэтапного сжатия и снижения теплоты до -160 – -161˚С. На каждом этапе сжимается в 5-10 раз.

Сжижение осуществляется на специальных заводах. Выпускаются пропан, бутан, а также их смесь для бытового и промышленного использования по отдельности. Метан применяется в промышленности и в виде топлива для транспорта. Последний также может выпускаться и в сжатом виде.

Сжатый газ и его роль

В последнее время популярность приобрел сжатый природный газ. Если для пропана и бутана применяется исключительно сжижение, то метан может выпускаться как в сжиженном, так и в сжатом состоянии. Газ в баллонах под высоким давлением в 20 МПа имеет ряд преимуществ перед общеизвестным сжиженным.

1. Высокая скорость испарения, в том числе при отрицательных температурах воздуха, отсутствие негативных явлений накопления.
2. Более низкий уровень токсичности.
3. Полное сгорание, высокий КПД, отсутствие негативного влияния на оборудование и атмосферу.

Все чаще находит применение не только для грузовых, но и для легковых автомобилей, а также для котельного оборудования.

Газ – малозаметное, но незаменимое вещество для жизнедеятельности человека. Высокая теплотворная способность некоторых из них оправдывает широкое использование различных компонентов природного газа в качестве топлива для промышленности и транспорта.

Источник: fb.ru

Зарин

Зарин – ядовитое жидкое вещество, которое при температуре 20 °C быстро испаряется и оказывает нервно-паралитическое действие на организм человека. В состоянии газа он бесцветен и без запаха, наиболее опасен при вдыхании.

Симптомы проявляются сразу при попадании в дыхательные пути. Первые признаки отравления – затрудненное дыхание, сужение зрачка.

Клинические проявления:

• раздражение слизистой носа, жидкие выделения;
• слюнотечение, рвота;
• сдавливание в груди;
• одышка, посинение кожи;
• спазм бронхов и усиленное образование в них слизи;
• отек легких;
• сильные спазмы и боли в животе.

При попадании в организм паров зарина высокой концентрации происходит сильное поражение головного мозга через 1-2 минуты. Человек не может контролировать физиологические функции организма – непроизвольные дефекация и мочеиспускание. Появляются конвульсии, судороги. Развивается кома с последующей остановкой сердца.

Иприт

Иприт – горчичный газ. Это химическое соединение кожно-нарывного действия. В жидком виде вещество имеет запах горчицы. В организм попадает двумя путями – воздушно-капельным и при контакте жидкости с кожей. Имеет свойство накапливаться. Признаки отравления ядом проявляются через 2-8 часов.

Симптомы интоксикации газом при вдыхании:

• поражение слизистой глаз;
• слезотечение, светобоязнь, ощущение песка в глазах;
• сухость и жжение в носу, затем отек носоглотки с гнойным выделением;
• ларингит, трахеит;
• бронхит.

Если жидкость попадет в глаза, это вызовет слепоту. При тяжелой степени отравления ипритом развивается пневмония, смерть наступает на 3-4-й день от удушья.

Симптомы отравления газом при попадании на кожу – покраснение с последующим образованием пузырьков, содержащих серозную жидкость, кожные поражения, язвы, некрозы. Газ разрушает клеточные оболочки, нарушает углеводный обмен, частично разрушает ДНК и РНК.

Люизит

Люизит – сильнейшее ядовитое вещество, пары которого способны проникать через костюм химической защиты и противогаз. Представляет собой жидкость коричневого цвета, имеет резкий запах. Газ относится к кожно-нарывным отравляющим средствам. Действует на организм мгновенно и не имеет латентного периода.

Симптомы отравления газом при поражении кожных покровов развиваются в течение 5 минут:

• боль и жжение в месте контакта;
• воспалительные изменения;
• болезненное покраснение;
• образование пузырей, они быстро вскрываются;
• появление эрозий, заживают несколько недель;
• в тяжелых случаях при попадании больших концентраций люизита образуются глубокие язвы.

Симптомы при вдыхании газа:

• поражение слизистой носоглотка, трахеи, бронхов;
• жидкость из носа;
• чихание, кашель;
• головная боль;
• тошнота, рвота;
• потеря голоса;
• чувство давления в груди, одышка.

Сильно чувствительна к ядовитому газу слизистая глаз. Она становится красной, отекают веки, усиливается слезотечение. Человек испытывает чувство жжения в глазах. При попадании жидкого люизита в ЖКТ у пострадавшего начинается обильное слюнотечение и рвота. Присоединяются резкие боли в брюшной полости. Поражаются внутренние органы, резко падает артериальное давление.

Сероводород

Сероводород – это бесцветный газ с резким запахом тухлых яиц. В больших концентрациях вещество очень токсично. Попадая в организм при вдыхании, развиваются симптомы общей интоксикации – головная боль, головокружение, слабость. Сероводород быстро всасывается в кровь и воздействует на центральную нервную систему.

Признаки отравления газом:

• во рту металлический вкус;
• паралич нерва, отвечающего за обоняние, поэтому пострадавший сразу же перестает ощущать любые запахи;
• поражение дыхательных путей, отек легких;
• сильные судороги;
• кома.

Высокое содержание газа во вдыхаемом воздухе приводит к мгновенной смерти.

Угарный газ

Угарный газ – бесцветное отравляющее вещество, легче воздуха. Попадая в организм через дыхательные пути, быстро всасывается в кровь и связывается с гемоглобином. Так блокируется транспортировка кислорода во все клетки, наступает кислородное голодание, останавливается клеточное дыхание.

Симптомы отравления угарным газом:

• головокружение и головная боль;
• учащенное дыхание и сердцебиение, одышка;
• шум в ушах;
• нарушение остроты зрения, мерцание в глазах;
• покраснение кожи;
• тошнота, рвота.

При тяжелом отравлении наблюдаются судороги. Нарастают симптомы, предшествующие коме – падение АД, резкая слабость, потеря сознания. При отсутствии медицинской помощи смерть наступает через 1 час.

Фосген

Фосген – бесцветный газ, отличается запахом прелого сена. Вещество опасно при вдыхании, первые признаки интоксикации проявляются через 4-8 часов. При высоких концентрациях смерть наступает через 3 секунды. Газ, попадая в легкие, разрушает их, вызывая моментальный отек.

Симптомы на разных стадиях отравления:

1. Отек легких начинает развиваться в латентном периоде, когда пострадавший не подозревает об отравлении. Первые сигналы со стороны организма – сладкий, приторный привкус во рту, тошнота. Иногда бывает рвота. Человек чувствует першение в горле, зуд и жжение в носоглотке. Возникает кашлевой рефлекс, нарушаются дыхание и пульс.
2. После скрытого периода состояние пострадавшего резко ухудшается. Появляется сильный кашель, человек начинает задыхаться. Синеют кожные покровы и губы.
3. Стадия прогрессирующего ухудшения – сильное давление в грудной клетке, приводящее к удушью, частота дыхания увеличивается 70 в минуту (норма 18). В легких образуется много жидкости и слизи из-за разложения альвеол. Человек отхаркивает мокроту с кровью. Дыхание становится невозможным. 50% ОЦК (объем циркулирующей крови) переходит в легкие, и увеличивает их. Масса одного легкого может составлять 2,5 кг (норма 500-600 г).

В тяжелых случаях смерть через 10-15 минут. При отравлении газом средней тяжести летальный исход наступает через 2-3 суток. Выздоровление может произойти через 2-3 недели после отравления, но такое бывает редко из-за присоединения инфекции.

Синильная кислота

Синильная кислота бесцветная, легкая и подвижная жидкость с выраженным запахом. Она блокирует цепь продвижения кислорода по тканям, вызывая тканевую гипоксию. Газ влияет на нервную систему, нарушая иннервацию органов.

Симптомы отравления со стороны дыхания:

• одышка;
• в начале развития клинической картины частое дыхание;
• при сильной интоксикации – угнетение дыхания и его остановка.

Признаки со стороны сердца:

• замедление ударов сердца;
• повышение АД;
• спазм сосудов;
• по мере нарастания симптомов – падение давления, учащение пульса, острая сердечно-сосудистая недостаточность, остановка сердца.

Отравляющие газы – это сильные быстродействующие вещества. Чтобы спасти человека, необходимы экстренные реанимационные мероприятия. При благоприятном исходе пострадавший нуждается в длительном реабилитационном лечении.

Источник: otravlenye.ru