Khí Trơ Là Gì?

Thảo luận trong 'Cuộc Sống' bắt đầu bởi Táo Ngọt, 26 Tháng sáu 2021.

  1. Táo Ngọt

    Táo Ngọt Member

    Bài viết:
    Tìm chủ đề
    555
    Khí trơ là gì?
    1. Khí trơ là gì?

    [​IMG]

    Khí trơ là chất khí không trải qua các phản ứng hóa học trong một số điều kiện nhất định. Khí quý thường không phản ứng với nhiều chất và trong lịch sử được gọi là khí trơ. Khí trơ thường được sử dụng để tránh các phản ứng hóa học không mong muốn làm suy giảm mẫu. Những phản ứng hóa học không mong muốn này thường là phản ứng oxy hóa và phản ứng thủy phân với oxy và độ ẩm trong không khí. Thuật ngữ khí trơ phụ thuộc vào ngữ cảnh vì một số khí cao có thể được tạo ra để phản ứng trong những điều kiện nhất định.

    Khí argon và nitơ tinh khiết được sử dụng phổ biến nhất làm khí trơ do có nhiều tự nhiên (78, 3% N2, 1% Ar trong không khí) và giá thành tương đối thấp.


    [​IMG]

    Không giống như khí quý, khí trơ không nhất thiết là nguyên tố và thường là khí hợp chất. Giống như các khí quý, xu hướng không phản ứng là do hóa trị, lớp electron ngoài cùng, hoàn toàn trong tất cả các khí trơ. Đây là một xu hướng, không phải là một quy luật, vì khí quý và các khí "trơ" khác có thể phản ứng để tạo thành các hợp chất.

    Nhóm 18 nguyên tố bao gồm heli, neon, argon, krypton, xenon và radon. Chúng được gọi là khí quý hoặc khí trơ. Cấu hình chung của vỏ hóa trị là ns2np6. Tất cả các yếu tố này xảy ra ở trạng thái tự do trong khí quyển. Chúng là chất khí không màu, không vị và không mùi. Chúng thể hiện nhiệt độ nóng chảy và điểm sôi thấp. Chúng có entanpi độ lợi điện tử dương cao và entanpi ion hóa cao.

    2. Cách thu khí trơ


    [​IMG]

    Khí trơ thu được bằng cách chưng cất phân đoạn không khí, ngoại trừ heli được tách ra từ một số nguồn khí tự nhiên giàu nguyên tố này, thông qua chưng cất đông lạnh hoặc tách màng. Đối với các ứng dụng chuyên dụng, khí trơ tinh khiết sẽ được sản xuất bằng máy phát điện chuyên dụng tại chỗ. Chúng thường được sử dụng bởi tàu chở hóa chất và tàu chở sản phẩm (tàu nhỏ hơn). Máy phát điện chuyên dụng để bàn cũng có sẵn cho các phòng thí nghiệm.

    3. Các ứng dụng của khí trơ

    Do đặc tính không phản ứng của khí trơ nên chúng thường hữu ích để ngăn chặn các phản ứng hóa học không mong muốn diễn ra. Thực phẩm được đóng gói trong khí trơ để loại bỏ khí oxy. Điều này ngăn vi khuẩn phát triển. Nó cũng ngăn chặn quá trình oxy hóa hóa học bởi oxy trong không khí bình thường. Một ví dụ là sự ôi hóa (do quá trình oxy hóa) của dầu ăn. Trong bao bì thực phẩm, khí trơ được sử dụng như một chất bảo quản thụ động, ngược lại với các chất bảo quản tích cực như natri benzoat (chất chống vi khuẩn) hoặc BHT (chất chống oxy hóa).


    [​IMG]

    Các tài liệu lịch sử cũng có thể được bảo quản trong khí trơ để tránh bị xuống cấp. Ví dụ: Các tài liệu gốc của Hiến pháp Hoa Kỳ được lưu trữ trong argon ẩm. Helium trước đây đã được sử dụng, nhưng nó ít phù hợp hơn vì nó khuếch tán ra khỏi vỏ máy nhanh hơn argon.

    Khí trơ thường được sử dụng trong công nghiệp hóa chất. Trong nhà máy sản xuất hóa chất, các phản ứng có thể được tiến hành trong điều kiện khí trơ để giảm thiểu nguy cơ hỏa hoạn hoặc các phản ứng không mong muốn. Trong các nhà máy như vậy và trong các nhà máy lọc dầu, các dây chuyền và tàu vận chuyển có thể được thanh lọc bằng khí trơ như một biện pháp phòng chống cháy nổ. Ở quy mô dự bị, các nhà hóa học thực hiện các thí nghiệm về các hợp chất nhạy cảm với không khí bằng cách sử dụng các kỹ thuật không có không khí được phát triển để xử lý chúng trong điều kiện khí trơ. Heli, neon, argon, krypton, xenon và radon là các khí trơ.

    Hệ thống khí trơ trên tàu

    Khí trơ được sản xuất trên tàu chở dầu thô (trên 8.000 tấn) (từ ngày 1 tháng 1 năm 2016) bằng cách sử dụng hệ thống khí thải hoặc bằng cách đốt dầu hỏa trong máy tạo khí trơ chuyên dụng. Hệ thống khí trơ được sử dụng để ngăn không khí trong các két hàng hoặc boongke đi vào phạm vi gây nổ. Khí trơ giữ cho hàm lượng ôxy trong bầu không khí dưới 5% (đối với chất mang thô, ít hơn đối với chất vận chuyển sản phẩm và tàu chở khí), do đó làm cho bất kỳ hỗn hợp khí hydrocacbon / không khí trong bể chứa quá giàu (tỷ lệ nhiên liệu trên ôxy quá cao) thành đánh lửa. Khí trơ là quan trọng nhất trong quá trình xả và trong hành trình dằn khi có nhiều hơi hydrocacbon hơn có thể có trong bầu khí quyển. Khí trơ cũng có thể được sử dụng để tẩy rửa bể chứa khí dễ bay hơi để chuẩn bị giải phóng khí - thay thế khí quyển bằng không khí thoáng - hoặc ngược lại.

    Hệ thống khí thải sử dụng khí thải lò hơi làm nguồn của nó, do đó, điều quan trọng là tỷ lệ nhiên liệu / không khí trong các đầu đốt lò hơi phải được điều chỉnh thích hợp để đảm bảo rằng khí trơ chất lượng cao được tạo ra. Quá nhiều không khí sẽ dẫn đến hàm lượng oxy vượt quá 5%, và quá nhiều dầu nhiên liệu sẽ dẫn đến việc chuyển tải khí hydrocacbon nguy hiểm. Khí thải được làm sạch và làm mát bằng tháp lọc khí. Các thiết bị an toàn khác nhau ngăn ngừa quá áp, khí hydrocacbon trở lại buồng máy hoặc cung cấp IG với hàm lượng oxy quá cao.

    Các tàu chở khí và tàu chở sản phẩm không thể dựa vào hệ thống khí thải (vì chúng yêu cầu IG với hàm lượng O2 từ 1% trở xuống) và vì vậy thay vào đó hãy sử dụng máy tạo khí trơ. Máy tạo khí trơ bao gồm một buồng đốt và bộ phận lọc khí được cung cấp bởi quạt và một bộ phận làm lạnh để làm mát khí. Một máy sấy nối tiếp với hệ thống loại bỏ hơi ẩm khỏi khí trước khi nó được cung cấp cho boong. Các thùng hàng trên các tàu chở khí không bị trơ ra mà toàn bộ không gian xung quanh chúng. Sự sắp xếp này cho phép các két được giữ mát bằng cách sử dụng một phần nhỏ hàng hóa trong khi tàu đang dằn trong khi vẫn giữ được khả năng chống cháy nổ do khí trơ cung cấp.

    Hệ thống khí trơ trên máy bay

    Khí trơ được sản xuất trên máy bay thương mại và quân sự để sử dụng bình nhiên liệu. Vào những ngày nắng nóng, hơi nhiên liệu trong thùng nhiên liệu có thể tạo thành hỗn hợp dễ cháy hoặc nổ, nếu bị oxy hóa, có thể gây ra hậu quả thảm khốc. Thông thường, các Mô-đun tách khí (ASM) đã được sử dụng để tạo ra khí trơ. ASM chứa các màng thấm có chọn lọc. Chúng được cung cấp khí nén để tách oxy khỏi không khí. Đối với sự thụ động của bình nhiên liệu, không cần thiết phải loại bỏ tất cả oxy, nhưng đủ để ở dưới giới hạn dễ cháy và giới hạn nổ nhỏ.

    Hàn

    Trong hàn hồ quang vonfram khí (GTAW), khí trơ được sử dụng để che chắn vonfram khỏi bị nhiễm bẩn. Nó cũng bảo vệ kim loại chất lỏng (được tạo ra từ hồ quang) khỏi các khí phản ứng trong không khí có thể gây ra rỗ khí trong vũng hàn đông đặc. Khí trơ cũng được sử dụng trong hàn hồ quang kim loại khí (GMAW) để hàn kim loại màu. Một số khí thường không được coi là trơ nhưng hoạt động giống như khí trơ trong mọi trường hợp có thể gặp trong một số trường hợp sử dụng thường có thể được sử dụng để thay thế cho khí trơ. Điều này rất hữu ích khi có thể tìm thấy một loại khí trơ giả thích hợp, loại khí này rẻ tiền và thông dụng. Ví dụ, carbon dioxide đôi khi được sử dụng trong hỗn hợp khí cho GMAW vì nó không phản ứng với vũng hàn được tạo ra bởi hàn hồ quang. Nhưng nó có phản ứng với hồ quang. Càng nhiều carbon dioxide được thêm vào khí trơ, chẳng hạn như argon, sẽ làm tăng khả năng thâm nhập của bạn. Lượng carbon dioxide thường được xác định bởi loại chuyển giao bạn sẽ sử dụng trong GMAW. Phổ biến nhất là truyền hồ quang phun, và hỗn hợp khí được sử dụng phổ biến nhất để truyền hồ quang phun là 90% argon và 10% carbon dioxide. (Liệt kê nhiều tên khác nhau tùy thuộc vào nhà cung cấp gas).
     
Từ Khóa:
Đang tải...