Газ неон: способы получения и применение

Инертные одноатомные газы широко распространены во Вселенной. Одним из них является газ неон, который занимает 5-е место по распространенности во всем обозримом космосе после гелия, водорода, кислорода и, конечно же, углерода. Это вещество относится к благородным газам, которые не обладают выраженным запахом или цветом, а также имеет низкую химическую реактивность.

Во вселенной химический элемент под названием Ne чаще всего встречается в составе горячих звезд, газовых туманностей и некоторых планет солнечной системы (как правило, максимально отдаленных от Солнца, в том числе Урана и Нептуна). В земной атмосфере он присутствует в очень малых количествах и его невозможно найти в чистом виде.

Ученые объясняют этот факт тем, что в свое время Земля потеряла так называемую первичную атмосферу, из-за чего многие виды содержащихся в ней инертных газообразных веществ просто покинули нашу планету, улетучившись в отрытый космос. В то же время добыча газа неона для его дальнейшего применения в промышленности является приоритетным направлением для всего человечества.

Как получают газ неон?

Единственным источником его получения является воздух. Его разделяют с применением технологии низкотемпературной ректификации. В результате удается отделить от кислорода наиболее легкие его компоненты, а именно Ne и He. Получаемый в итоге продукт может содержать всего до 10% неоногелиевой смеси, в то время как всю остальную массу вещества составляют азот и водород.

Последующая задача состоит в том, чтобы максимально очистить неоногелиевую смесь от посторонних примесей с использованием методов адсорбции и конденсации, обеспечив ее максимальную чистоту. Для этого применяется дорогостоящее промышленное оборудование, с помощью которого удается удалить из продукта химические компоненты H и N. Водород выжигается из полученной смеси в специальных печах, а азот устраняют с использованием низкотемпературных дефлегматоров и криогенных адсорберов.

В результате удается получить так называемый сырой неон, то есть неоногелиевую смесь, чистое содержание Ne в которой может варьироваться в пределах от 50% до 75%. Кроме того, продукт включает в себя приблизительно в три раза меньшее количество гелия и всего до 2% водорода.

Именно в таком виде сырой неон и поступает потребителю, использующему его в промышленных целях, к примеру, для заправки различной техники или световых установок.

Как получают чистый газ неон?

В большинстве случаев для применения в сфере производства достаточно и сырого газового продукта, но нередко он может потребоваться в особо чистом виде. Для его получения необходимо многократное использование дорогостоящих промышленных установок, которые применяют в своей работе методы адсорбции или конденсации. Например, в случае конденсации вещество искусственно подвергают заморозке с применением доведенного до кипения жидкого азота в условиях вакуума.

Особо чистый газ неон должен содержать в себе по стандарту не менее 99,888 процентов чистого вещества. Но для некоторых сфер деятельности может потребоваться еще более глубокая, комплексная и дорогостоящая очистка, целью которой является получение Ne с чистотой до 99,99 процентов и выше.

Естественно, стоимость газового продукта, который прошел глубокую и комплексную очистку, является более высокой. Узнать, с чем именно это связано, вы можете, прочитав наш отдельный материал на эту тему.

Где используется такая продукция?

Неон широко применяется в самых различных направлениях человеческой деятельности. В смеси с гелием этот химический элемент используется в качестве специализированной рабочей среды для некоторых видов газовых лазеров. А вот смеси Ne и N незаменимы при производстве наружного освещения и для создания рекламы и вывесок.

Еще одно полезное свойство такого газового продукта заключается в том, что он обладает способностью взаимодействовать с электрическим током, создавая яркое свечение оранжево-красного цвета. Благодаря этому его применяют при создании сигнальных ламп для маяков и аэропортов.

Характерное красноватое свечение неоновых ламп очень хорошо различимо даже на больших расстояниях, в том числе при появлении тумана или мглы. Ne применяют и в тех осветительных приборах, когда невозможно использование аргона, более доступного по цене.

Отдельно следует выделить и свойства жидкого неона. Он выступает в качестве эффективного холодильного агента, благодаря чему незаменим в работе некоторых видов криогенных установок. К примеру, с помощью таких установок сегодня обеспечивают условия для хранения ракетного топлива.

Таким образом, сфера применения Ne развивается с каждым днем, растут и объемы его потребления. Уже сегодня человечество сталкивается с тем, что уровень спроса на неон и неоногелиевую смесь превышает количество производимого, что может привести к появлению определенного дефицита уже в недалеком будущем.

К слову, вы можете прочесть о происхождении и использовании еще одного благородного газа – криптона.

Какие факты про химическое вещество Ne следует выделить?

Вот несколько интересных фактов про газ, о которых мы хотели бы рассказать:

• Название химического элемента происходит с греческого языка от слова «νέος», что в переводе на русский означает «новый».
• Впервые благородный газ был открыт двумя английскими учеными еще в 1898 году.
• В чистом виде продукт не является токсичным и полностью инертен, но может нести угрозу для человека, так как при вдыхании в больших количествах способен вызывать головокружение, потерю сознания и даже смерть.
• Вещество закипает при температуре в -246,08 градусов и переходит в жидкое состояние при +2,6 градусах по Цельсию.
• Этот элемент все чаще применяется при создании дыхательных смесей для профессиональных исследователей океанов и водолазов, как и для больных, страдающих нарушениями дыхания.

Выводы

Неон широко распространен во Вселенной, но в очень незначительных количествах содержится в атмосфере нашей планеты. Он может быть добыт путем разделения воздуха, процесс его производства является достаточно сложным и длительным, особенно если стоит задача получения особо чистой концентрации вещества. В то же время этот благородный газ широко востребован в отдельных сферах промышленности, например, в качестве наполнителя для световых приборов или лазерных установок.

Если вы заинтересованы в покупке инертных технических газов, то вы можете изучить их ассортимент на сайте компании «ПРОМТЕХГАЗ», проследовав по ссылке https://idealgaz.ru/.