В настоящее время в промышленности используется более двух десятков технических газов и их смесей. Наиболее востребованными являются кислород, водород, азот, аргон, ацетилен, аммиак, гелий, углекислота. Каждый из этих газов обладает особыми свойствами, многие из которых уникальны.
Кислород
Один из самых востребованных газов. Применяется в промышленности для металлообработки – резки и сварки в смеси с другими газами. Например, для газовой сварки в горелку подают кислород и ацетилен. Кислород значительно повышает температуру сгорания ацетилена, позволяет резать и сваривать тугоплавкие сплавы.
Главное свойство кислорода – способность к окислению других веществ. В чистом кислороде горят даже металлы. Контакт чистого кислорода с маслами, жирами, пластмассами, угольной пылью и другой органикой может привести к их мгновенному возгоранию и взрыву.
Водород
Самый распространенный и наиболее экологичный газ – при его сгорании образуется чистая вода. Не случайно переход на водородную энергетику считается в мире одним из самых перспективных направлений.
Водород широко используется в металлургии в качестве восстановителя (позволяет получать металлы из их оксидов). Также применяется для термообработки – водородно-кислородное пламя обладает очень высокой температурой, свыше 2500 °C.
Азот
Азот является основной составной частью воздуха, его доля достигает 78%. Одно из его важнейших свойств – низкая химическая активность, поэтому азот используется в качестве инертной среды при металлообработке.
Кроме того, он востребован в сельском хозяйстве – при заполнении им хранилищ с сельхозпродукцией практически полностью прекращаются процессы гниения. Он не поддерживает горение, поэтому используется для тушения пожаров в качестве вытесняющей кислород среды.
Аргон
Химически инертный тяжелый газ плохо проводит тепло. Именно низкая теплопроводность стала причиной того, что аргон используют для заполнения стеклопакетов в окнах. В промышленности он применяется для создания инертной среды при сварочных работах, обработке металлов.
Также аргон востребован при производстве ламп накаливания, в системах противопожарной безопасности. Применяют его и в качестве пищевой добавки (E938), замедляющей развитие микроорганизмов и увеличивающей сроки хранения продуктов.
Ацетилен
Очень широко используется в промышленности и строительстве при выполнении сварочных работ. Взрывоопасен в смеси с воздухом. Активно используется в химической промышленности – например, для получения уксуса, изготовления клея ПВА, поливинилхлорида и других материалов.
При горении ацетилен дает очень яркое пламя, поэтому он долгое время использовался в маяках в качестве источника света. Ацетиленовые фонари применялись и в шахтах, на железных дорогах, для уличного освещения.
Аммиак
Один из самых важных и востребованных газов. Токсичен, плотность вдвое выше, чем у воздуха. Огромное его количество идет на производство азотных удобрений и взрывчатых веществ. Используется в качестве хладагента в морозильных установках.
Аммиак сжижается уже при температуре -33 °C. Его водный 10%-й раствор представляет собой хорошо всем известный нашатырный спирт. Может применяться для дезинфекции, для возбуждения дыхания при обморочных состояниях.
Гелий
Один из самых интересных газов. Химически инертен, безопасен для человека. Очень легкий, применяется для наполнения аэростатов, дирижаблей, воздушных шаров. Также востребован в качестве инертного газа при производстве полупроводников, оптоволокна. Применяется в качестве хладагента.
Кроме того, гелий используется в составе водолазных дыхательных смесей (замещает азот). Занимает второе место во Вселенной, после водорода, по распространенности. Например, наше солнце на четверть состоит из гелия.
Углекислый газ
Одной из самых интересных форм диоксида углерода является сухой лед, используемый для охлаждения продуктов. В отличие от обычного льда, он не плавится, а сразу переходит в газообразное состояние.
Сухой лед получают из сжиженного углекислого газа путем резкого сброса давления. Углекислота быстро испаряется с охлаждением, часть ее кристаллизуется. После прессовки кристаллов и получается сухой лед.