暮影武者第113章 氩的提纯

在科学探索与工业生产的广袤天地中高纯度氩气宛如一颗璀璨而稀有的明珠其重要性不言而喻。

汪鑫焱这位执着的探索者在追求高纯度氩气的曲折道路上宛如一位技艺高超的魔法师运用着独特而精妙的“魔法”来提纯氩气试图从杂质的“泥沼”中提炼出纯净无瑕的氩气精华。

氩瓶装氩气在初始状态下仿佛是一个鱼龙混杂的“小世界”往往含有多种杂质成分。

其中主要杂质包括氧气、氮气、二氧化碳、氢气、烃类以及水分等这些杂质如同潜伏的“破坏者”严重影响了氩气的纯度和性能使得氩气无法发挥其在高端领域的关键作用。

因此提纯工作犹如一场艰难而关键的战役至关重要且刻不容缓。

提纯过程恰似一场精心编排的交响乐是一个循序渐进且精密细致的操作流程每一个音符都必须精准奏响每一个环节都不容有丝毫差错。

首先将含有杂质的气体小心翼翼地引入特定的装置中使其分别通过灼热的氧化铜和充填了氢氧化钠的塔这是提纯的第一重“魔法关卡”。

当气体缓缓流经灼热的氧化铜时一场奇妙的氧化还原反应悄然上演。

氢气这个活跃的“小分子”会与氧化铜发生激烈的“碰撞”在高温的催化下氢气被氧化成水而氧化铜则被还原成铜。

这一过程就像是一场微观世界里的“变身魔法”有效地除去了氢气这个杂质。

与此同时烃类物质在这样的高温“熔炉”环境下也无法保持其原本的稳定性它们会发生燃烧反应如同绽放的烟火生成二氧化碳和水被一并除去。

而充填氢氧化钠的塔则宛如一位忠诚坚毅的卫士屹立在提纯的道路上。

氢氧化钠具有强大的化学“魔力”它与二氧化碳之间存在着奇妙的化学反应。

当二氧化碳分子靠近氢氧化钠时两者会迅速结合发生中和反应二氧化碳被氢氧化钠吸收殆尽转化为无害的碳酸钠和水。

而且氢氧化钠还具有很强的吸水性它就像一块干燥的海绵能够吸附掉气体中大部分的水分使得气体中的水分含量大幅降低。

这一过程不仅是简单的化学反应更是一场对杂质的“围剿之战”大大降低了气体中二氧化碳和水分的含量为后续的提纯步骤奠定了坚实的基础。

接着提纯的接力棒交到了五氧化二磷的手中。

五氧化二磷堪称干燥剂中的“超级巨星”它拥有极强的吸水能力仿佛是一个贪婪的“水之猎手”。

当经过初步处理的气体接触到五氧化二磷时它会迅速与气体中残留的少量水分发生反应生成磷酸。

这一反应如同一场悄无声息的“净化仪式”将水分彻底从气体中剥离使得气体变得更加干燥纯净为下一步的提纯工作创造了更加有利的条件。

之后让气体通过加热的活性铜层这是提纯过程中的又一关键步骤。

此时氧气这个“隐形的干扰者”将无处遁形。

氧气会与活性铜发生化学反应活性铜就像一个热情的“拥抱者”将氧气紧紧抓住生成氧化铜。

这一过程使得气体中所含的氧气被有效除去进一步提升了气体的纯度让氩气的纯净光芒更加闪耀。

在完成上述一系列精密操作后气体已经接近纯净但仍然残留着微量的氮气这如同是提纯之路上的最后一道“顽固堡垒”也是最为关键的难关。

此时汪鑫焱祭出了化学和物理的双重“魔法武器”来攻克这一难关从而得到梦寐以求的高纯度氩气。

化学方法宛如一场高温下的“炼金术”主要是利用某些金属在高温条件下能够与氮发生反应生成氮化物的神奇特性来实现的。

例如金属镁、钙、钛、铝和钡等它们在高温的“舞台”上均可以与氮发生奇妙的化学反应生成相应的氮化物。

具体操作就像是一场精心策划的“微观舞蹈”在高温环境下使气体缓缓通过装有这些金属屑的反应管。

当气体中的氮分子与金属屑相遇时它们会在高温的驱动下发生反应氮原子与金属原子相互结合生成稳定的氮化物并紧紧附着在金属屑表面就像是被金属屑“捕获”一般从而被吸收掉达到除去氮气的目的。

然而这一过程并非简单的“一概而论”由于所使用的金属不同其与氮发生反应的活性和条件也存在着显着的差异因此反应管内的反应温度也必须根据所选用的金属进行精细调整这是化学提纯法的关键所在。

比如镁与氮反应的适宜温度相对较低大约在 600 - 700°C 之间在这个温度范围内镁原子能够较为活跃地与氮分子发生反应形成氮化镁。

而钙与氮反应则需要更高的温度条件可能要达到 800 - 1000°C 左右因为钙原子的电子结构和化学性质决定了它需要更高的能量来激发与氮的反应活性。

这就要求在实际操作中操作人员必须如同一位精准的“温度调控大师”通过先进的加热设备和精密的温度监测仪器精准控制反应温度确保反应能够高效、稳定地进行。

同时还要时刻警惕温度过高或过低可能带来的问题。

如果温度过高可能会导致金属过度氧化或者发生其他不必要的化学反应从而影响提纯效果甚至损坏反应装置；而温度过低则可能使金属与氮的反应不完全无法有效除去氮气导致最终氩气的纯度达不到预期要求。

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