氩气是一种无色、无味、无毒的惰性气体,广泛应用于工业、医疗、科学研究等领域。那么,氩气是如何制造的呢?氩气的制造主要有两种方法:空分法和化学法。空分法是指利用空气中氧气、氮气、氩气等气体的沸点不同,通过分离和提纯的方法制取氩气。
具体步骤如下:首先,将空气经过压缩机压缩,使其压力升高,温度升高,然后通过冷却器冷却,使其冷却至低于零度的温度。在这个过程中,氧气和氮气的沸点分别为-183℃和-196℃,而氩气的沸点为-186℃,因此氧气和氮气会先凝结成液体,而氩气则仍然是气态。接着,将液态氧气和液态氮气分别通过分离器进行分离,得到纯氧气和纯氮气。而在分离器中,氩气则会被留下,因为其沸点比氮气高,但比氧气低,所以可以通过这种方法得到纯度较高的氩气。化学法是指利用化学反应来制取氩气。
具体步骤如下:首先,将氢气和氮气混合,然后通过高温电弧等方式使其发生反应,生成氨气。反应式为:N2 + 3H2 → 2NH3。接着,将氨气通过催化剂进行分解,得到氢气和氮气。反应式为:2NH3 → N2 + 3H2。在这个过程中,氩气会被留下,因为其惰性较强,不会参与化学反应。因此,可以通过这种方法得到纯度较高的氩气。总的来说,氩气的制造方法主要有空分法和化学法两种,具体选择哪种方法取决于生产需求和成本等因素。