霓虹燈中的化學(xué)
化學(xué)先生 / 2019-05-28
霓虹燈里“住”了幾位特殊的“主人”,它們有一種奇特的本領(lǐng),能使霓虹燈發(fā)出各種各樣的光來。這幾位“主人”就是氖、氬、氦和水銀蒸氣。氖可以使霓虹燈發(fā)出紅光,氬可以使它發(fā)出淺藍(lán)色的光,氮可以叫它發(fā)出淡紅色的光,水銀蒸氣能使它發(fā)出綠紫色的光,有時(shí)候人們把它們混合在一起裝在霓虹燈中,就可以叫它們發(fā)出五顏六色的光來。
這里主要介紹前兩個(gè)。
氖氣是在1898年由英國化學(xué)家拉姆塞發(fā)現(xiàn)的,它的拉丁文意思是新”,即氖氣是一種從空氣中發(fā)現(xiàn)的新氣體。氖氣是一種十分“懶惰”的氣體,它見了誰都“不理不睬”的,平常,人們幾平見不到它的化合物。它是一種無色氣體,在空氣中的含量很少,每立方米空氣中氖的體積含量為18.18×x10米。在電場(chǎng)的激發(fā)下,氖氣能射出紅色的光。寬虹燈就是利用氖氣的這個(gè)特性制成的。在霓虹燈的兩端,裝著兩個(gè)用鐵、銅、鋁或鎳制成的電極,燈管里裝著氖氣。通電時(shí),氖氣受到電場(chǎng)的激發(fā),放出紅色的光。它的這種紅光在空氣中的透射力很強(qiáng),甚至可以穿過濃霧。因此,氖燈常用在港口、機(jī)場(chǎng)、水陸交通線的燈標(biāo)上。
氬氣是一種無色氣體,密度比空氣重50%,它在空氣中的含量將近1%,雖然不大,但比起別的情性氣體來,卻要多得多。除了制造五光十色的霓虹燈外,氬氣還用來填充普通的白熾電燈。因?yàn)闅鍤馐嵌栊詺怏w家族中在空氣中含量最多的一位成員,比較易得,而且氬分子的運(yùn)動(dòng)速度特別小,導(dǎo)熱性差,把它裝在電燈泡中,可以大大延長燈泡的使用壽命。氬氣還是各種金屬在焊接時(shí)的“保護(hù)神”。比如,鋁、鎂等金屬在空氣中焊接時(shí),很容易氧化和燃燒,難以焊牢。如果向焊縫表面吹一層氬氣,把金屬和空氣隔開,這樣在氬氣的安全保護(hù)下,它們就很容易焊牢。“原子鍋爐”的核燃料钚,在空氣中也會(huì)迅速氧化,同樣需要在氨氣的保護(hù)下進(jìn)行機(jī)械加工。